地铁车辆架修转向架检修布局及工艺探讨

摘 要：通过对地铁车辆架修时转向架部分检修工作的介绍，探讨转向架检修区域的工艺布局，对转向架检修工艺进行分析对比，以辩证的观点，对地铁车辆架修转向架检修区域的工艺布局和检修工艺给出可行性的参考意见。

关键词：地铁车辆；架修；转向架；工艺布局

中图分类号：U269.32 ： 260.331

随着地铁车辆运行时间的增加、运行里程的累积，一些零部件由于磨损、老化、疲劳、受污染等因素导致其性能下降、可靠性降低，使得车辆的故障率升高，甚至可能产生安全隐患，而这些问题通过定修及以下修程的维修难以解决。因此，一般地铁车辆在运行 6 年或运行里程达到 60 万 km 时需进行架修，其主要内容为车辆的车体和转向架两大部件的分解以及其他部件的清洗、检测、修复、试验、组装和调试等。相对来说，转向架部分的架修内容较多较杂，转向架检修区域的布局和工艺至关重要。此文对车辆架修转向架检修区域的工艺布局及部分检修工艺进行探讨。

1 转向架检修工艺流程

与车体分离后的转向架，推入转向架检修区后，首先进行空气弹簧和受流器的拆解工作，之后进行牵引电机的拆卸工作。牵引电机拆卸完毕后，进行轮对和构架的分离工作，然后再对轮对和构架分别进行检修。

轮对检修，首先进行轴端装置的拆解，之后进行轮对的脱漆、探伤、补漆工作，完成后进行轮对轴箱装置的组装。构架检修，首先进行构架上一系悬挂、橡胶堆、踏面制动单元、软管、横向减振器、抗侧滚扭杆等各个挂件的分离，再对分离后的挂件进行检修工作。对去除挂件后的构架需进行清洗、除锈、脱漆和探伤，检修完毕后，再将各个挂件与构架进行组装。

完成轮对与构架各自的检修工作之后，需对两者进行组装，之后再进行牵引电机的安装；牵引电机安装完毕后，将转向架推入转向架静载试验台，进行转向架的静载试验；静载试验结束后，安装空气弹簧和受流器。

至此，整个转向架的检修工作全部完成，可以将转向架推入落车工位，将转向架与车体进行组装。

2 转向架检修区

根据转向架检修工艺的需要，一般按照功能，将转向架检修区分为转向架存放区、转向架拆解组装区、构架检修区、转向架部件检修区、轮轴检修区、轮对存放区和电机检修区等工作区域。

2.1 转向架存放区

转向架存放区用于待修与修竣转向架的存放，一般在转向架检修区的端部设置数条平行轨道，或者在边跨处设置 1 条贯通检修区的长股道，用作转向架的存放。前一种方式便于转向架的集中存放，工艺布局较为紧凑，但需用起重机吊运转向架至作业线上，效率较低；后一种方式可以减少起重机的吊运作业，待修转向架可直接推入作业线，但需人工推行转向架走行较长距离。

2.2 转向架拆解组装区

转向架拆解组装区承担转向架的分解、组装、试验等作业内容，一般配置有转向架升降台、转向架清洗区域、转向架静载试验台、转向架转盘等主要设备。

2.3 构架检修区

构架检修区是在构架与轮对分离后，使用起重机或特制工艺小车将构架运至该区域，在此将构架上的各个挂架拆除，将构架拆解成裸架，再经清洗及尺寸测量后，进行构架的脱漆、探伤及补漆等作业。该区域设有高压清洗机、构架存放架、移动式探伤机、构架支座等设备。移动式探伤机用于对电机安装座、齿轮箱吊杆安装座、转臂安装座与构架的连接焊缝等主要焊缝进行探伤检查，可以采用磁粉探伤或者涡流探伤等方式。

2.4 转向架部件检修区

转向架部件检修区根据检修内容一般配有空气弹簧试验台、超声波清洗机、杆类探伤仪、受流器试验台等设备。部分配件对检修技术水平、检修环境要求较高，如制动系统等，则可委外维修，不再另外设置区域和采购设备。

2.5 轮轴檢修区

轮轴的检修是架修工作中的重点与难点，需完成轴箱轴承的拆卸、轮对的探伤、检测、组装、试验等检修作业。此区配备的设备复杂多样，主要有中频感应加热设备、轴箱轴承拆装机、超声波探伤机、轮对荧光磁粉探伤机、轮对跑合试验台等设备和与之相对应的工装工具。

轮对在清洗除锈后，被送至轮轴检修区，首先拆卸轴箱、轴承，并送往各自的检修区进行维修。轮对经过探伤、尺寸检测等工位，检测合格者直接送往同温组装间进行轴承、轴箱组装。轮对需与轴承同温放置 8 h 才可压装，故需设置同温组装间。检测不合格者送往车轮车床进行镟轮作业，若没有配备车轮车床，则将不合格轮对使用周转件代替，也可在地铁车辆进入架修工作前先使用不落轮镟床对整列车进行镟轮，轮对全部合格后再进行车辆架修。完成组装的轮对需通过跑合试验台进行跑合试验，试验合格再送往转向架组装区与构架进行组装。

2.6 轮对存放区

转向架检修区域内一般设有轮对存放区，用于存放备用轮对和待修轮对。备用轮对的数量不应小于同时检修车辆轮对的 2 倍。因此，该区域的设置要考虑能存放足够数量的轮对，一般设置多条轮对线用于轮对存放，且可以将轮对交叉存放以节省空间；或者使用立体轮对库进行轮对的存放。

2.7 电机检修区

电机检修区是电机分解、检测、清洗和组装的场地，根据作业需要配备电机拆装设备、电机吹扫装置、超声波清洗机、相关检测仪器仪表、牵引电机空转试验台等。其中电机试验间与其电源应毗邻设置，并采取有效的隔噪、隔声措施，电机吹扫需有独立的隔间或者良好的通风除尘设备，防止污染作业环境。架修时如果电机委外维修，则电机检修间内只需有电机空转试验台、吹扫箱、定子检修工作台、转子检修工作台等设备，对委外修竣后的电机进行例行检查即可。

3 转向架检修区布局分析

如何将转向架检修区域的各个区域、工位按照工艺流程正确有序地进行排布，使整个转向架架修形成流水化作业，提高检修效率，一直是一个不断探讨的话题。

转向架存放区的存放规模应考虑到大架修的远期规划，按照对应的转向架数量进行设置，保证能存放足够多的转向架，应通过轨道和转向架转盘与大架修库、临修库股道连通，便于转向架的转运；转向架拆解组装区应邻近转向架存放区设置，缩短起重机吊运或者人工推行的距离；构架检修区应邻近构架清洗区域设置，缩短构架的运输距离；转向架部件检修区应邻近转向架拆解组装区设置，便于转向架上各个部件的运转；轮轴检修区应与转向架分解组装区联通，与清洗区邻近，便于轮对的转运，同时应通过轮对转盘和轨道与车轮车床、轮对油漆间、轮对跑合试验台等设备设施联通；轮对存放区应考虑到待修、报废、周转轮对的存放，预留足够多的存放位置，应与轮轴检修线通过轮对转盘和轨道连通，便于轮对的转运；电机检修区应邻近转向架检修区设置，也可设置在车体配件检修区内。

4 转向架检修区部分工艺探讨

4.1 转向架分解和组装

为了进行构架与轮对的组装和分离，由于部分零部件的分解和组装作业需要在低于转向架的高度或者在转向架下方的位置进行，因此，需要使用转向架升降台将整个转向架举升一定的高度，或者是在转向架的拆装工位设置地沟产生足够的高度差。

转向架升降台又称转向架举升机，使用电机带动丝杠，将转向架举升到一定高度。设备可以采用轮缘支撑定位型式，便于操作人员从侧面进出检修区域，同时采用机械同步举升型式，安全可靠性高。但由于转向架较重，出于安全考虑，转向架升降台的举升速度较慢，导致检修效率的降低。检修地沟相对于转向架升降台来说成本较低，同时工作效率较高，但存在一定的安全隐患。一般转向架升降台的应用更为广泛。

4.2 构架轮对清洗

由于转向架清洗的效果不够理想，且需要进行管理接头等的密封防水工作，会影响整体检修效率，因此，一般不对整个转向架进行清洗，而是将转向架解体后对构架、轮对进行清洗。常见的构架、轮对清洗方式是使用清洁剂和高压水枪进行人工冲洗，而使用干冰进行清洗是一项正在研究中的新技术。

干冰清洗又称冷喷，是以压缩空气作为动力和载体，以干冰颗粒作为被加速的粒子，通过专用的喷射清洗机喷射到被清洗物体表面，利用高速运动的固体干冰颗粒的动能变化、升华、熔化等能量转换，使被清洗物体表面的污垢、油污、残留杂质等迅速冷冻，从而凝结、脆化、被剥离，同时随气流清除。该方法不会对被清洗物体表面，特别是金属表面造成任何伤害，也不会影响金属表面的光洁度。与传统的清洁剂加高压水枪冲洗的方式相比，干冰清洗效果更好，效率更高，但干冰的来源和安全存放仍是需要解决的问题。

4.3 构架、轮对的除锈和脱漆

常见的除锈和脱漆方式是使用除锈剂和脱漆剂进行除锈、脱漆，再使用清水进行冲洗。随着环保要求的升级，这种传统的利用化学药剂和机械方法的方式能适用的领域将越来越少，而激光清洗可以解决采用这种传统方式无法解决的问题。

激光除锈、脱漆的原理是基于高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用，使之发生光物理反應，从而将污染层去除。使用激光清洗设备具有绿色环保、非接触性、不产生二次污染、远距离操作、保障安全、效果好、效率高等优点，虽然前期投入较高，不过运用成本较低。

4.4 轮对轴承拆装

架修时需要对轮对的轴箱轴承进行检修，因此，需要进行轮对轴箱轴承的退卸和压装。该工作需使用轮对轴承拆装设备，而轴箱轴承拆装设备又分为移动式和固定式 2 种。

移动式或固定式的轴承拆装设备主要由组装油缸、升降机构、拉板装置、控制盒装置、液压站和电气控制系统等组成，移动式拆装设备另带有移动小车。移动式拆装设备的组装油缸在组装时承受全部组装力，其顶尖用于定位，能根据工件孔径及孔锥角不同进行更换，保护车轴不被拉伤。拉板和组装套筒根据滚动轴承的不同进行设计，可满足各种类型地铁和轻轨车辆轴箱轴承的拆卸及组装作业。与移动式相比，固定式拆装设备在压装轮对时，由于设备固定而轮对相对来说不够固定，若对位不够精准，压装力将对轮轴造成一定的损伤。另外，在检修过程中若受到场地限制，移动式拆装设备使用起来将更加灵活，且由于技术的进步，移动式拆装设备也已能够打印压装曲线，完全具备固定式拆装设备的各项功能。

4.5 构架探伤

在对转向架的构架进行外观检查后，需要对构架各座及各座焊缝、架侧、横梁焊缝及构架其他焊缝进行探伤。构架探伤一般采用磁粉探伤和涡流探伤。

磁粉探伤是利用构架缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，利用构架表面和近表面缺陷（如裂纹、夹渣、发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，由磁化后不连续处磁场的畸变，在构架表面产生漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积并产生磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，可对这些磁痕加以观察和解释。磁粉探伤的灵敏度高、操作简单、检验速度快，但它不能发现铸件内部较深的缺陷，且要求被检表面光滑才能进行。而涡流探伤则是使用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构架缺陷的有关信息，可检测出构架表面和近表面的缺陷，但与磁粉探伤相比，探伤速度较慢。

5 结束语

合理的转向架检修工艺布局和更先进的检修工艺是转向架检修高效率、高质量的保证。我国大部分城市的地铁大架修工作仍处于建设或筹建阶段，更加成熟的转向架检修区域布局方案仍待改进，更加先进的检修工艺仍待研究。

参考文献

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收稿日期 2017-07-24

责任编辑 冒一平