李東博 丁 珂

(中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司，241060，蕪湖//第一作者，工程師)

PTBS跨坐式單軌車輛采用單軸轉(zhuǎn)向架，以及橡膠結(jié)構(gòu)走行輪和導(dǎo)向輪，具有振動(dòng)小、噪聲低、爬坡能力強(qiáng)、曲線通過(guò)半徑小等特點(diǎn)?？缱絾诬壪到y(tǒng)可沿公路并行敷設(shè)，也可穿梭于城市樓宇之間，非常適合在中小城市的骨干線路以及大城市的支線中使用。中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司設(shè)計(jì)制造的PBTS跨坐式單軌車輛(見(jiàn)圖1)，以其結(jié)構(gòu)輕巧、乘坐舒適、全線無(wú)人駕駛等特點(diǎn)受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)已有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)確定了采購(gòu)意向，該型式車輛在未來(lái)預(yù)期有有很好的運(yùn)用前景[1]。

圖1 PBTS跨坐式單軌車輛

1 跨坐式單軌車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

PBTS跨坐式單軌車輛，其轉(zhuǎn)向架跨坐于寬690 mm的單梁體矩形軌道上，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)走行輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在摩擦力驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)向輪的輔助作用下，保證車輛平穩(wěn)地沿軌道行駛。

PBTS跨坐式單軌車輛轉(zhuǎn)向架如圖2所示。其轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)緊湊，具有車輛承載、走行驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)停放等功能，是車輛安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件。和常規(guī)地鐵車輛轉(zhuǎn)向架一樣，為確保車輛長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行，單軌車輛的轉(zhuǎn)向架也要定期進(jìn)行維護(hù)。尤其是耗損類部件(如輪胎、制動(dòng)盤等)，運(yùn)用磨耗到規(guī)定的限度時(shí)必須及時(shí)進(jìn)行更換。此外，車輛在架修時(shí)，轉(zhuǎn)向架需從車輛上拆卸下來(lái)，進(jìn)行分解檢修[2]。鑒于單軌車輛獨(dú)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為滿足車輛的維護(hù)和檢修要求，筆者對(duì)目前跨坐式單軌車輛的整車新造以及臨修/大修的工藝進(jìn)行分析，找出制造過(guò)程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，提出通過(guò)使用落架裝置，來(lái)提高車輛的可維護(hù)性和作業(yè)效率。

圖2 PBTS跨坐式單軌車輛轉(zhuǎn)向架

2 轉(zhuǎn)向架換輪日常維護(hù)工藝分析

與常規(guī)制式的地鐵車輛相同，跨坐式單軌車輛落車作業(yè)同樣通過(guò)架車機(jī)舉升輔助完成?？缱絾诬壾嚿a(chǎn)裝配流程為：車體→總裝→落車→上線調(diào)試→車輛連掛，其中車體與轉(zhuǎn)向架裝配在落車工序中完成。

現(xiàn)以已編組連掛的車輛更換輪胎為例，對(duì)日常維護(hù)工藝進(jìn)行分析。因走行輪處于轉(zhuǎn)向架的中心位置，且走行輪、導(dǎo)向輪在軌道梁上因負(fù)載車體的重量形成軌道與輪胎間的作用力，導(dǎo)致在外力作用下無(wú)法直接拆解。常規(guī)情況下，采用將車輛移下軌道梁后，返回落車臺(tái)位進(jìn)行拆解的方法。具體的作業(yè)流程為：車輛解掛→車輛下梁→轉(zhuǎn)向架拆解→更換輪胎→落車→上線調(diào)試→車輛連掛。對(duì)該過(guò)程作業(yè)內(nèi)容及工時(shí)進(jìn)行測(cè)算，情況如表1所示。

由表1可知，此種換輪方式作業(yè)流程長(zhǎng)、工作量大、產(chǎn)生的工時(shí)多。而且，由于車輛需要解掛，導(dǎo)致拆解范圍擴(kuò)大，隨之也增加了部件損壞機(jī)率和部件更換比例。車輛在臺(tái)位間流轉(zhuǎn)，占用了大量的場(chǎng)地、設(shè)備等資源，給車輛運(yùn)用維護(hù)的組織、管理也帶來(lái)了很大的困難。

表1 跨坐式單軌車輛輪胎更換工時(shí)測(cè)算統(tǒng)計(jì)表

3 新型落架裝置的研發(fā)

新型落架裝置是基于單軸跨坐式單軌車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所采用的一種快速拆卸轉(zhuǎn)向架的解決方案。

落架裝置嵌裝于軌道梁內(nèi)，可作為軌道梁的一部分，不影響車輛沿軌道梁正常行駛，并可輔助完成轉(zhuǎn)向架的快速拆卸和更換。

如圖3所示，落架裝置由底部框架總成、升降機(jī)構(gòu)總成、軌道接口、車體支撐、控制系統(tǒng)等部分組成。各部分的主要功能如下：

圖3 落架裝置工作原理示意圖

1) 底部框架總成:是落架裝置整體結(jié)構(gòu)的基座，可沿軌道將轉(zhuǎn)向架橫向移出或移入，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架與車體的準(zhǔn)確定位。

2) 車體支撐:在轉(zhuǎn)向架更換作業(yè)過(guò)程中，用于車體的固定支撐；

3) 軌道接口:落架裝置與軌道梁的銜接裝置，用于保證落架裝置與軌道梁間的穩(wěn)固銜接；

4) 控制系統(tǒng):由控制箱和控制手柄組成，通過(guò)可編程邏輯控制器(PLC),用程序控制落架裝置完成規(guī)定的作業(yè)動(dòng)作[3]。

5) 升降機(jī)構(gòu)總成:整套裝置功能實(shí)現(xiàn)的主體部分，采用電機(jī)液壓伺服系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)鎖舌、舉升、移入、移出等功能的準(zhǔn)確定位[4]。其主要由側(cè)板總成、四點(diǎn)舉升機(jī)構(gòu)、鎖舌、整體舉升機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪組成，如圖4所示。

圖4 落架裝置升降機(jī)構(gòu)總成示意圖

圖5 落架裝置側(cè)板總成收縮狀態(tài)示意圖

落架裝置通過(guò)上部的四點(diǎn)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行同步舉升，保證在拆卸、安裝過(guò)程中轉(zhuǎn)向架處于水平位置；轉(zhuǎn)向架拆卸后，升降機(jī)構(gòu)下移，在轉(zhuǎn)向架與車體重疊位置錯(cuò)開(kāi)后，沿軌道橫向從車體下方移出；另外，側(cè)板總成具有可伸縮功能，在收縮狀態(tài)下，側(cè)板與導(dǎo)向輪之間會(huì)產(chǎn)生間隙(見(jiàn)圖5)，可釋放導(dǎo)向輪與軌道間的負(fù)載壓力，從而實(shí)現(xiàn)在不拆卸轉(zhuǎn)向架的條件下，直接更換導(dǎo)向輪的操作。

4 落架裝置應(yīng)用分析

4. 1 更換走行輪

更換走行輪的作業(yè)流程為：轉(zhuǎn)向架與車體拆解→四點(diǎn)舉升機(jī)構(gòu)撐起轉(zhuǎn)向架→安裝車體支撐→轉(zhuǎn)向架移出→更換輪胎→轉(zhuǎn)向架移入→轉(zhuǎn)向架與車體裝配→移走車體支撐。走行輪更換過(guò)程的工時(shí)測(cè)算如表2所示，統(tǒng)計(jì)測(cè)算的原則和算法同表1。

表2 跨坐式單軌車輛走行輪更換工時(shí)測(cè)算統(tǒng)計(jì)表

4. 2 更換導(dǎo)向輪

更換導(dǎo)向輪的作業(yè)流程為：四點(diǎn)舉升機(jī)構(gòu)撐起轉(zhuǎn)向架→側(cè)板總成收縮→更換導(dǎo)向輪→側(cè)板裝置復(fù)位→四點(diǎn)舉升機(jī)構(gòu)復(fù)位。采用與表1、表2相同的計(jì)算方法對(duì)導(dǎo)向輪更換過(guò)程工時(shí)進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如表3所示。

表3 跨坐式單軌車輛導(dǎo)向輪更換工時(shí)測(cè)算統(tǒng)計(jì)表

4. 3 結(jié)果分析

落架裝置可以大大縮短維護(hù)周期，更換走行輪節(jié)約了65%的工時(shí)，更換導(dǎo)向輪則可節(jié)約85%的工時(shí)。同時(shí)，通過(guò)落架裝置的運(yùn)用，避免了車輛拆解范圍的擴(kuò)大，避免了拆解所引起的不必要的物料損耗，簡(jiǎn)化了作業(yè)流程，有效節(jié)約了運(yùn)用維護(hù)成本，顯著提高了轉(zhuǎn)向架維護(hù)的工作效率，從而進(jìn)一步提高了跨坐式單軌車輛的可維護(hù)性。

5 結(jié)語(yǔ)

落架裝置采用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，與軌道梁間設(shè)置有安全閉鎖裝置。整體結(jié)構(gòu)采用了1.5倍的安全設(shè)計(jì)余量，有效保證了使用過(guò)程中的安全性。

落架裝置操作簡(jiǎn)單，降低了作業(yè)人員的操作難度，進(jìn)一步提高了跨坐式單軌車輛的可維護(hù)性。落架裝置可根據(jù)使用需要進(jìn)行組合設(shè)置，以滿足單車或整列車同時(shí)進(jìn)行維護(hù)作業(yè)的需要。

落架裝置的使用，對(duì)跨坐式單軌車輛的定期維護(hù)和推廣提供了有效保障，并會(huì)伴隨單軌車輛的推廣得以更廣泛的使用。