姚應(yīng)峰

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

新型有軌電車同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架輪軸檢修工藝研究

姚應(yīng)峰

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

新型有軌電車在國內(nèi)發(fā)展迅速,但是相關(guān)的檢修工藝落后、設(shè)備陳舊,因此,需要對(duì)檢修工藝進(jìn)行研究。針對(duì)同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪式轉(zhuǎn)向架,分析其不同于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的特征,研究轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和輪對(duì)的檢修工藝及維修設(shè)備,得出轉(zhuǎn)向架輪軸檢修間的工藝布置。與國內(nèi)現(xiàn)有的有軌電車轉(zhuǎn)向架檢修工藝相比,優(yōu)化了工藝布置和設(shè)備配置,解決了同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪式轉(zhuǎn)向架輪軸的檢修工藝。

同步電機(jī)；新型有軌電車；獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架；檢修工藝；轉(zhuǎn)向架輪軸間

1 概述

新型有軌電車作為一種中低運(yùn)量公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)，具有路權(quán)共享、成本節(jié)約、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，在國內(nèi)外得以廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊。在國外，有軌電車已有100多年的歷史。在國內(nèi)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有58個(gè)城市規(guī)劃總計(jì)超過6 000 km新型有軌電車線路，全國已有長春、大連、香港、天津、上海張江、沈陽、南京、蘇州、廣州、淮安、武漢、深圳、珠海以及青島共14座城市建成和開通運(yùn)營有軌電車，建設(shè)里程共約214 km。同時(shí)，包括沈陽、上海松江、蘇州、北京、深圳、珠海、佛山、南京、武漢、成都、寧波、云南紅河州及文山、鄭州、蘭州、天水、南孚、泉州及三亞等20多個(gè)城市和地區(qū)的有軌電車正處于建設(shè)階段，建設(shè)中的里程長度約有350 km。

新型有軌電車的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但是相關(guān)檢修工藝落后、設(shè)施陳舊、經(jīng)驗(yàn)缺乏，目前僅有沈陽渾南新城車輛段已建成大架修及轉(zhuǎn)向架輪軸檢修線，主要針對(duì)的是100%低地板普通獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架和70%低地板傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的檢修工藝[1]。大連老式有軌電車民主檢修基地主要針對(duì)的是高低板傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架，目前僅存在簡易的轉(zhuǎn)向架輪軸檢修設(shè)施，轉(zhuǎn)向架輪軸檢修的工藝落后，設(shè)施陳舊。另外，國內(nèi)外有軌電車車輛供貨商眾多，各供貨商提供的車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)造也不相同，且轉(zhuǎn)向架采用獨(dú)立輪對(duì)，又不同于傳統(tǒng)的地鐵或國鐵轉(zhuǎn)向架，這樣就給轉(zhuǎn)向架輪軸檢修的工藝設(shè)計(jì)帶來了困難，難以形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在這種背景下，針對(duì)新型有軌電車獨(dú)立輪式轉(zhuǎn)向架的檢修工藝研究顯得十分有必要，以佛山市南海新交通項(xiàng)目采用的同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)新型有軌電車獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架為例，對(duì)轉(zhuǎn)向架輪軸的檢修工藝進(jìn)行研究。

2 同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架特點(diǎn)

轉(zhuǎn)向架是車輛的走行部，是安全、可靠的成熟產(chǎn)品。它分為結(jié)構(gòu)相似的兩種動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，均為有搖枕結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架采用先進(jìn)的永磁電機(jī)直驅(qū)技術(shù)，沒有齒輪箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)主要包括構(gòu)架組成、獨(dú)立輪軸橋、一系懸掛、二系懸掛及牽引裝置(中央懸掛)、永磁電機(jī)牽引驅(qū)動(dòng)裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、磁軌制動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向架配管、系統(tǒng)附件(含撒砂裝置等)、排障裝置、側(cè)罩板等。轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

3 檢修工藝研究

轉(zhuǎn)向架維修工作主要為轉(zhuǎn)向架分解維修，包括牽引電機(jī)、一二系簧、構(gòu)架、輪對(duì)等部件的拆卸、分解、檢查、組裝、實(shí)驗(yàn)等工作，由于牽引電機(jī)一般采用委外修，本次不再詳述其維修工藝。轉(zhuǎn)向架檢修一般不采用定位修，而采用流水作業(yè)式的生產(chǎn)組織，是指待修轉(zhuǎn)向架按照規(guī)定的路線有節(jié)奏地移動(dòng)，經(jīng)過若干個(gè)分工明確的檢修臺(tái)位后，完成其全部的檢修工作，形成一個(gè)矩形的檢修閉環(huán)。其檢修工藝流程見圖3。

圖1 端部轉(zhuǎn)向架

圖2 中部轉(zhuǎn)向架

圖3 轉(zhuǎn)向架檢修工藝流程

3.1 轉(zhuǎn)向架分解工藝

轉(zhuǎn)向架推進(jìn)轉(zhuǎn)向架輪軸檢修間后，進(jìn)行初步分解，主要分解牽引電機(jī)，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)向架清洗，分解一二系懸掛裝置、構(gòu)架和輪對(duì)。涉及的主要檢修設(shè)備為轉(zhuǎn)向架升降平臺(tái)、轉(zhuǎn)向架清洗機(jī)，天車。

3.2 構(gòu)架檢修工藝

構(gòu)架的檢修工藝流程見圖4。

(1)構(gòu)架存放的維護(hù)和保養(yǎng)

圖4 構(gòu)架檢修工藝流程

構(gòu)架備品長期存放時(shí)，須做好防銹處理，保證構(gòu)架底漆、面漆完整，螺紋孔、未涂裝的安裝面需涂抹潤滑油脂進(jìn)行防銹。

(2)缺陷檢查

在構(gòu)架從轉(zhuǎn)向架分解工位運(yùn)送過來后，對(duì)構(gòu)架進(jìn)行外觀劃傷、磕碰等缺陷檢查。

(3)探傷檢查

對(duì)構(gòu)架拋丸處理，按照相關(guān)要求對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架關(guān)鍵部位焊縫和關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行探傷檢查是否有裂紋(磁粉探傷或超聲波探傷)，同時(shí)檢查構(gòu)架管卡座及管卡滑道。

構(gòu)架表面發(fā)現(xiàn)裂紋后，需進(jìn)行焊修處理，構(gòu)架的焊修需按照《機(jī)車車輛修理焊接技術(shù)條件》(TB/T1581—1996)執(zhí)行，焊修完成后需打磨處理，并探傷檢查，并對(duì)構(gòu)架焊后進(jìn)行去應(yīng)力處理。

(4)構(gòu)架油漆

檢修中若需構(gòu)架表面脫漆，檢修完成后需重新涂裝油漆。

(5)構(gòu)架檢修主要工藝設(shè)備

主要工藝設(shè)備有：構(gòu)架存放架、構(gòu)架測(cè)量平臺(tái)、構(gòu)架油漆平臺(tái)、移動(dòng)式超聲波探傷機(jī)、移動(dòng)式磁粉探傷機(jī)。

3.3 輪對(duì)檢修工藝

輪對(duì)主要包括：車輪和軸橋。檢修工藝基本遵循分解、檢修、組裝、存放的流程，見圖5。

(1)輪對(duì)分解

由于車輪采用彈性車輪，車輪和車軸采用軸承連接，分解需要特殊的工裝，檢修工藝與傳統(tǒng)輪對(duì)有較大的不同。車輪與軸橋的分解采用車輪退卸工裝設(shè)備，分解后再采用軸承內(nèi)外圈退卸工裝，將軸承與輪餅分離。

圖5 輪對(duì)檢修工藝流程

(2)輪對(duì)檢修

對(duì)分解后的軸橋的一系簧支撐座、軸橋橫梁、搖枕座等進(jìn)行超聲波探傷和磁粉探傷，如發(fā)現(xiàn)裂紋，需要進(jìn)行焊修并探傷，然后對(duì)輪對(duì)進(jìn)行油漆。輪對(duì)踏面如出現(xiàn)擦傷，需要進(jìn)行鏇修。

(3)輪對(duì)組裝

輪對(duì)的組裝主要是軸承內(nèi)圈和軸頸、軸承組裝、軸承外圈和輪餅的組裝，軸承內(nèi)圈通過感應(yīng)加熱設(shè)備加熱后安裝在軸頸上，同樣將外圈冷卻或?qū)⑤嗭灱訜岷蟀惭b軸承的外圈。主要工藝設(shè)備有：中頻感應(yīng)加熱設(shè)備、軸承密封圈安裝工具。軸承組裝的環(huán)境條件要求一般為同溫、干燥、防塵的環(huán)境。

(4)輪對(duì)的存放

組裝完成后的輪對(duì)存放在輪對(duì)存放線上。

3.4 轉(zhuǎn)向架輪軸檢修間工藝布置

根據(jù)前文所述的檢修工藝，按單循環(huán)流水線對(duì)轉(zhuǎn)向架輪軸間的檢修工藝進(jìn)行布置，如圖6所示。主要包括轉(zhuǎn)向架分解檢修工位、輪對(duì)分解檢修工位、輪對(duì)鏇修、存放工位、轉(zhuǎn)向架組裝工位和轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)工位。為滿足零部件的吊裝要求，庫內(nèi)分別設(shè)置10 t和2 t的天車。

圖6 轉(zhuǎn)向架輪軸間工藝平面布置

4 結(jié)論

新型有軌電車在國內(nèi)的發(fā)展勢(shì)頭迅速，但是相關(guān)的檢修工藝落后、設(shè)備陳舊，針對(duì)同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪式轉(zhuǎn)向架，分析了其不同于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的特征，并針對(duì)這些特征，分析了轉(zhuǎn)向架輪軸的檢修工藝及維修設(shè)備，最后根據(jù)檢修工藝的流程，得出了轉(zhuǎn)向架輪軸檢修間的工藝布置圖，與國內(nèi)現(xiàn)有的有軌電車轉(zhuǎn)向架檢修工藝相比，優(yōu)化了工藝布置和設(shè)備配置，解決了同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立輪式轉(zhuǎn)向架的檢修工藝，可供類似項(xiàng)目參考。

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Study on Inspection and Repair Process of Bogies with Inde-pendent Wheels and Axle Driven by Synchronous Motor of New-type Tramcar

YAO Ying-feng

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, China)

The new-type tramcars are developing rapidly in china, but the inspection and repair processes are legging behind and associated equipment is old and insufficient. So, it is necessary to study the inspection and repair processes. This paper analyzes the characteristics of bogies with independent wheels driven by synchronous motor, their differences from traditional bogies and it also analyzes the inspection and repair processes and maintenance equipment for bogie frame and wheel-set to come up with the process layout of the bogie-axle work shop. Comparison with the existing bogie repair process is conducted and process layout and equipment configuration are optimized so as to define the inspection and repair processes for bogies with independent wheels and axle driven by synchronous motor of new-type tramcar.

Synchronous motor; New-type tramcar; Bogies with independent wheels; Inspection and repair process; Bogie-axle work shop

1004-2954(2018)01-0138-04

2017-03-10；

2017-04-24

姚應(yīng)峰(1981—)，男，高級(jí)工程師，2008年畢業(yè)于西南交通大學(xué)車輛工程專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail：115419015@qq.com。

U482.1

A

10.13238/j.issn.1004-2954.201703100005