關(guān)于機(jī)車(chē)檢修基地設(shè)計(jì)思想的研究

沈岐安

(哈爾濱鐵路局 哈爾濱機(jī)車(chē)檢修基地,黑龍江哈爾濱150050)

和諧型機(jī)車(chē)批量生產(chǎn)的同時(shí),鐵道部同時(shí)積極推進(jìn)了和諧型大功率機(jī)車(chē)檢修基地建設(shè),建立完善大功率機(jī)車(chē)檢修體制。鐵道部確定的是“4+1”戰(zhàn)略(4即四個(gè)和諧型電力機(jī)車(chē)檢修基地,1即一個(gè)和諧型內(nèi)燃機(jī)車(chē)檢修基地),近期鐵道部將籌建第六、第七個(gè)基地(成都、西安基地),屆時(shí)全路將有7個(gè)和諧型機(jī)車(chē)檢修基地(即6+1)。目前5個(gè)基地中,已經(jīng)先后進(jìn)入土地預(yù)審、環(huán)評(píng)、初步設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理招標(biāo)等階段,設(shè)計(jì)和建設(shè)工作任務(wù)十分繁重,由于和諧型機(jī)車(chē)投入運(yùn)用時(shí)間不長(zhǎng),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)掌握需要時(shí)間、建設(shè)周期短等因素,檢修基地的設(shè)計(jì)、建設(shè)工作面臨著諸多困難,通過(guò)接觸檢修基地設(shè)計(jì)、建設(shè)前期工作,提出一些檢修基地設(shè)計(jì)上的一些想法。

1 和諧型機(jī)車(chē)的主要特點(diǎn)

和諧型大功率交流機(jī)車(chē)在設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)形式、傳動(dòng)方式、集成化程度以及控制技術(shù)方面與國(guó)內(nèi)既有機(jī)車(chē)有著較大的區(qū)別,從而也決定了維護(hù)保養(yǎng)、檢修的理念和模式存在著較大的不同。

(1)定期維修內(nèi)容簡(jiǎn)化。從幾種車(chē)型外方建議的檢修修程和檢修作業(yè)內(nèi)容來(lái)看,大功率機(jī)車(chē)運(yùn)行一年或20萬(wàn)km以下時(shí),基本以性能和安全性檢查為主;運(yùn)行兩年或50萬(wàn)km以上,以深度檢查和定期檢修為主。

(2)日常檢查維護(hù)操作方便。機(jī)車(chē)運(yùn)行一年或20萬(wàn)km以下的預(yù)防性檢查,可以在既有機(jī)務(wù)設(shè)施的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造,并配置所需的檢查設(shè)備可以滿(mǎn)足大功率機(jī)車(chē)維護(hù)、保養(yǎng)要求。

(3)大級(jí)別修程以換件修、部件集體修為主。機(jī)車(chē)運(yùn)行一年或20萬(wàn)km以上的定期檢修,由于機(jī)車(chē)采用的部件與傳統(tǒng)機(jī)車(chē)有著根本的不同,造成檢修工藝和檢修設(shè)備存在較大差異,既有機(jī)務(wù)設(shè)備很難利用,需要全新配置。

(4)部件設(shè)計(jì)維修理念較新。和諧型大功率機(jī)車(chē)設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)和部件的特殊性決定了檢修設(shè)施和工藝的特殊性。配套的檢修設(shè)施應(yīng)該結(jié)合自身的特點(diǎn),并兼容各種機(jī)型統(tǒng)籌考慮、獨(dú)立設(shè)置。

2 全鐵路和諧型機(jī)車(chē)檢修基地總體框架

全鐵路在北京、上海、武漢、廣州、成都、西安建立6個(gè)路網(wǎng)性電力機(jī)車(chē)檢修基地,主要承擔(dān)東北、華北、華中、華東、華南地區(qū)使用的全部和諧型大功率電力機(jī)車(chē)的2年檢至6年檢的機(jī)車(chē)檢修工作。在哈爾濱建立一個(gè)內(nèi)燃機(jī)車(chē)檢修基地,主要承擔(dān)東北3省及北京、天津、河北地區(qū)使用的和諧型大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē)2年檢至6年檢的機(jī)車(chē)檢修工作。其中成都、西安為新增的檢修基地。鐵道部已經(jīng)確定的機(jī)車(chē)檢修基地的主要功能定位及基本情況如表1。

3 檢修基地設(shè)計(jì)中面臨的主要問(wèn)題

(1)工藝穩(wěn)定性問(wèn)題。無(wú)論是 HXD1、HXD2、HXD3,還是HXN3、HXN5型機(jī)車(chē),最多的機(jī)型僅僅投入運(yùn)用2年多,最長(zhǎng)的不過(guò)3年,很多機(jī)型如HXN3、HXN5型僅僅是2009年才剛剛新造出廠,2009年5月份投入運(yùn)用。機(jī)車(chē)生產(chǎn)制造質(zhì)量、制造工藝以及運(yùn)用質(zhì)量的穩(wěn)定問(wèn)題都并不明確。很多機(jī)車(chē)主要部件及配件使用壽命并沒(méi)有形成規(guī)律,要想對(duì)2年、4年、6年、12年后的機(jī)車(chē)質(zhì)量和部件變化的壽命規(guī)律進(jìn)行“預(yù)期”、“估計(jì)”,顯然是有極大難度的。因此和諧型機(jī)車(chē)檢修工藝的制定和完善將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。這也是和諧型機(jī)車(chē)檢修基地設(shè)計(jì)上不可回避的問(wèn)題。

表1 已確定的檢修基地主要功能定位及基本情況

(2)機(jī)車(chē)配件問(wèn)題。由于國(guó)產(chǎn)部件和進(jìn)口部件的不同造成同型的,修造價(jià)格、檢修費(fèi)用、部件互換特性等都會(huì)存在一定的差異。一方面,國(guó)產(chǎn)化的質(zhì)量穩(wěn)定性需要進(jìn)一步認(rèn)定或需要一個(gè)過(guò)程,另一方面,檢修基地對(duì)這些部件的檢修標(biāo)準(zhǔn)和費(fèi)用安排也應(yīng)注意,應(yīng)分別針對(duì)不同機(jī)車(chē)或部件,采取不同的檢修部件更換材料或工藝。

4 機(jī)車(chē)檢修基地建設(shè)思想的新要求

國(guó)內(nèi)外各類(lèi)先進(jìn)的機(jī)車(chē)車(chē)輛檢修基地,就全鐵路新建和諧型機(jī)車(chē)檢修基地的設(shè)計(jì)思想和管理思想而言,這是全鐵路機(jī)務(wù)的一個(gè)新機(jī)遇,也是全鐵路機(jī)務(wù)檢修新發(fā)展的風(fēng)向標(biāo),首次研究設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的機(jī)車(chē)檢修基地,任重道遠(yuǎn)。

(1)必須堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)。建設(shè)世界先進(jìn)、力爭(zhēng)一流的檢修基地,對(duì)全鐵路機(jī)務(wù)發(fā)展和走勢(shì)影響巨大。首先要全面體現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)。和諧型機(jī)車(chē)檢修基地絕不是一個(gè)具有較強(qiáng)檢修能力的機(jī)務(wù)段,不能沿用既有的機(jī)車(chē)檢修模式和檢修管理方式。要優(yōu)化LOGO設(shè)計(jì),力保投資效率、效益最大化。要體現(xiàn)國(guó)際化、標(biāo)準(zhǔn)化。和諧型機(jī)車(chē)檢修基地應(yīng)著眼于工業(yè)化設(shè)計(jì)、體系化認(rèn)證、信息化管理、自動(dòng)化檢修、現(xiàn)代化物流,可視化控制,社會(huì)化經(jīng)營(yíng),市場(chǎng)化服務(wù),創(chuàng)建世界一流的檢修基地。和諧型機(jī)車(chē)造出一流質(zhì)量,修出一流水準(zhǔn),用出一流水平,體現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn),是全鐵路機(jī)務(wù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。其次要體現(xiàn)國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。在建設(shè)、維修、管理上兌現(xiàn)質(zhì)量管理體系ISO9001-2008、職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范(GB/T28001-2001)、環(huán)境管理體系的認(rèn)證ISO14000、職業(yè)安全衛(wèi)生管理體系ISO18000、測(cè)量管理體系ISO10012:2003、CC安全標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求,并研究相關(guān)認(rèn)證的必要性。

(2)必須堅(jiān)持講科學(xué)。在轉(zhuǎn)變觀念,創(chuàng)新思路的同時(shí),也要符合中國(guó)鐵路實(shí)際。一要學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外機(jī)車(chē)廠家制造維修的理念和世界機(jī)車(chē)維修制度上的新思維,把國(guó)外在機(jī)車(chē)制造、修理、保養(yǎng)維護(hù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)學(xué)到手;二要結(jié)合中國(guó)國(guó)情,特別是針對(duì)大功率和諧型機(jī)車(chē)運(yùn)用指標(biāo)非常高,負(fù)荷大、日走行公里長(zhǎng)的實(shí)際,要合理制定機(jī)車(chē)的運(yùn)用周期、檢修周期和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、尺寸限度。三要結(jié)合我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輛生產(chǎn)制造質(zhì)量、工藝水平、檢修能力的不斷發(fā)展,合理調(diào)整相關(guān)的技術(shù)管理、檢修管理制度標(biāo)準(zhǔn)。四要結(jié)合我國(guó)機(jī)車(chē)運(yùn)用體制、機(jī)務(wù)管理體制發(fā)展變化對(duì)機(jī)車(chē)質(zhì)量變化規(guī)律的影響。近幾年,全鐵路機(jī)車(chē)運(yùn)用質(zhì)量逐步提高,機(jī)破率下降,檢修保養(yǎng)水平提升,機(jī)車(chē)擴(kuò)大修、大部件破損大幅度減少,對(duì)機(jī)車(chē)正常檢修、非正常檢修的范圍和標(biāo)準(zhǔn)變化也是一個(gè)影響。五要高度注意和諧型機(jī)車(chē)范圍限度、工藝的穩(wěn)定性與基地檢修能力設(shè)計(jì)的關(guān)系,這兩個(gè)方面互相影響,相互制約。

(3)高度重視機(jī)務(wù)檢修信息化建設(shè)。機(jī)務(wù)檢修信息化的發(fā)展方向,應(yīng)該是大量的信息集成和可利用信息的共享、決策、作業(yè)的支持,切實(shí)滿(mǎn)足作業(yè)者、管理者對(duì)信息的需求,提高工作效率、管理效率。也就是說(shuō)還信息系統(tǒng)的“本來(lái)面目”。

(4)盡快研究并明確各型和諧型大功率機(jī)車(chē)的檢修規(guī)程,建立健全符合我國(guó)實(shí)際的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。在大功率機(jī)車(chē)實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,建立一整套關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系、制造標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)體系和運(yùn)營(yíng)維修標(biāo)準(zhǔn)體系,并以鐵道部頒標(biāo)準(zhǔn)頒布試行。目前,當(dāng)務(wù)之急是盡快制定維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足檢修需要。明確檢修范圍和檢修技術(shù)限度,這是機(jī)車(chē)檢修基地設(shè)計(jì)、管理、檢修的一個(gè)“基本法”和核心依據(jù)[3]。

(5)注意設(shè)備的兼容性問(wèn)題。全鐵路各和諧型機(jī)車(chē)檢修基地,都承擔(dān)不止一種機(jī)型的機(jī)車(chē),至少 2種。由于機(jī)車(chē)型號(hào)的不同,帶來(lái)整體工藝布局及工藝裝備的不同?？紤]有利于職場(chǎng)、發(fā)揮設(shè)備作用、體現(xiàn)價(jià)值工程要求,我們強(qiáng)調(diào)設(shè)備對(duì)各型機(jī)車(chē)的兼容性,但這方面要特別注意的是這些工裝設(shè)備都是專(zhuān)門(mén)研發(fā),根本沒(méi)有批量,生產(chǎn)周期短,設(shè)備很難有改進(jìn)的機(jī)會(huì),一般講兼容性越大,設(shè)備質(zhì)量的可靠性越低,會(huì)影響機(jī)車(chē)檢修的實(shí)際效率和效果。因此這些專(zhuān)用工裝設(shè)備,必須要慎重設(shè)計(jì)、反復(fù)推敲,確保一次設(shè)計(jì)成功,性能達(dá)標(biāo)。

(6)要強(qiáng)化和諧型機(jī)車(chē)檢修基地建設(shè)和組建過(guò)程中的創(chuàng)新問(wèn)題。要?jiǎng)?chuàng)立全新的管理理念,研究全新的修程修制,實(shí)施全新的維修方式,推進(jìn)全新的維修管理,建立健全全新的維修經(jīng)營(yíng)管理制度,通過(guò)全新的用人用工方式、全新的物流、先進(jìn)的信息化建設(shè)、優(yōu)良的檢修工藝裝備、高素質(zhì)的職工隊(duì)伍,一流的管理理念和手段,樹(shù)立全鐵路和諧型機(jī)車(chē)的檢修品牌。

5 充分發(fā)揮新技術(shù)在基地設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

就全鐵路5個(gè)和諧型機(jī)車(chē)基地初步設(shè)計(jì)方案看,都體現(xiàn)了新思想、新方向,很有借鑒性。相對(duì)于全鐵路機(jī)務(wù)檢修而言,和諧型機(jī)車(chē)檢修基地應(yīng)率先引用以下的10項(xiàng)新技術(shù),將在推動(dòng)機(jī)務(wù)檢修的發(fā)展上體現(xiàn)效果。

(1)在機(jī)車(chē)主要部件、核心部件如輪對(duì)等部件擦傷精度上引用相控陣技術(shù)。相控陣檢測(cè)技術(shù)是一種特殊的超聲波檢測(cè)技術(shù),德國(guó)最早將相控陣技術(shù)應(yīng)用于機(jī)車(chē)輪軸檢測(cè),并逐步取代原始超聲波探傷方法。應(yīng)用相控陣技術(shù)探傷設(shè)備的檢測(cè)精度、準(zhǔn)確度、效率都遠(yuǎn)高于目前機(jī)務(wù)檢修使用的普通超探設(shè)備,縮小和消除了檢測(cè)盲區(qū),提高了機(jī)車(chē)主要部件的檢測(cè)質(zhì)量[4]。

(2)機(jī)車(chē)關(guān)鍵部件尺寸檢測(cè)上,應(yīng)用激光跟蹤儀。應(yīng)用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的絕對(duì)跟蹤儀,可對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)體靜撓度測(cè)量、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架測(cè)量、柴油機(jī)、主發(fā)電機(jī)組裝法蘭同軸度、平行度測(cè)量等關(guān)鍵尺寸檢測(cè),不但提高精度,而且用途多,高效簡(jiǎn)捷。跟蹤儀的一機(jī)多用將得到充分體現(xiàn)。

(3)基地設(shè)計(jì)節(jié)能上應(yīng)用熱泵系統(tǒng)和紅外輻射供暖系統(tǒng)。①是采用熱泵(Heat Pump)技術(shù)。這是近年來(lái)全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。在噴漆間排出的氣體(熱空氣)的能量利用問(wèn)題,可以采用熱泵,將排氣的熱能與進(jìn)氣冷空氣進(jìn)行交換,將大部分排氣的熱能交換給新風(fēng)(冷空氣),使新風(fēng)僅需要少量的能耗來(lái)加熱適應(yīng)噴漆所需要的溫度條件和作業(yè)條件。其節(jié)能效果將十分明顯。據(jù)測(cè)算,在一定條件下,以熱泵能耗費(fèi)用為1計(jì),電加熱則為3.75,電熱水器為4.05,液化氣為2.36,管道煤氣為2.11,柴油鍋爐為4.25。②是采用燃?xì)饧t外線(xiàn)輻射采暖系統(tǒng)。燃?xì)饧t外線(xiàn)輻射采暖技術(shù)以其均勻舒適的供暖性能、高效節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)方式、保護(hù)環(huán)境和安裝方便的優(yōu)良特性在大空間建筑采暖方面?zhèn)涫芮嗖A。其節(jié)約能源可達(dá)30%～60%,大大降低運(yùn)行成本。特別是相對(duì)于檢修基地的高、大的空間來(lái)說(shuō),節(jié)能效果更可觀。

(4)清洗方式上采取高壓水射流和煮洗的復(fù)合技術(shù)。到目前為止,高壓水射流清洗已經(jīng)成為西方發(fā)達(dá)國(guó)家的主流清洗技術(shù),占到了清洗業(yè)市場(chǎng)份額的80%以上,在美國(guó)高壓水射流清洗已占到了清洗業(yè)的90%。當(dāng)前我國(guó)機(jī)務(wù)系統(tǒng)在用的機(jī)務(wù)清洗設(shè)備中,高壓水射流、煮洗設(shè)備很普遍,但兩種設(shè)備均有技術(shù)的局限性。煮洗設(shè)備是最原始的清洗方式,有一定的效果,清洗過(guò)程長(zhǎng)、作業(yè)條件差、能耗高、成本高、清洗質(zhì)量一般。而高壓水射流清洗技術(shù)是近年來(lái)在國(guó)際上興起的一門(mén)高科技清洗技術(shù)。高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清凈率高、不損壞被清洗物、應(yīng)用范圍廣、不污染環(huán)境等特點(diǎn)。但高壓水射流只是一個(gè)單一的技術(shù)手段,也有其自身的局限性,比如無(wú)法清洗復(fù)雜管路、清洗流程過(guò)于復(fù)雜。所以在機(jī)車(chē)主要部件如柴油機(jī)機(jī)體的清洗上,應(yīng)采用高壓水射流、煮洗復(fù)合技術(shù),既能彌補(bǔ)二者清洗的局限性,同時(shí)又能確保清洗效果和效率。

(5)先進(jìn)的物流技術(shù)。主要是在機(jī)務(wù)檢修系統(tǒng)引用無(wú)人搬運(yùn)車(chē)AGV(Automated Guided Vehicle)自動(dòng)化程度高,當(dāng)車(chē)間某一環(huán)節(jié)需要輔料時(shí),由工作人員向計(jì)算機(jī)終端輸入相關(guān)信息,經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理并發(fā)出指令,最終被AGV接受并執(zhí)行——將輔料送至相應(yīng)地點(diǎn)。AGV能夠?qū)崿F(xiàn)充電自動(dòng)化,電量即將耗盡時(shí)自動(dòng)“排隊(duì)”充電。

(6)提高組裝作業(yè)效率的工藝裝備。主要有兩種:①電動(dòng)或液壓定扭矩扳手自動(dòng)定位反力機(jī)構(gòu)。主要解決現(xiàn)有產(chǎn)品操作不便效率低的問(wèn)題。均采用專(zhuān)利技術(shù),可方便的自動(dòng)尋找反力臂支撐點(diǎn),反力臂可360°旋轉(zhuǎn),操作簡(jiǎn)單,提高了工作效率。適于單軸電動(dòng)定扭矩扳手。這種扳手可用于機(jī)車(chē)柴油機(jī)動(dòng)力組、抱軸箱、軸箱、主軸承蓋等關(guān)鍵部件,特別是需要確保扭矩的部件的拆卸、組裝時(shí)十分有效。②自平衡助力機(jī)械手。助力機(jī)械手是一種無(wú)重力化手動(dòng)承載系統(tǒng),一種新穎的、用于物料搬運(yùn)時(shí)省力化操作的助力設(shè)備。特別是在部件拆、裝搬運(yùn)時(shí),單手手動(dòng)較費(fèi)力時(shí)需要托舉才能作業(yè)等較多的情況,較大提高作業(yè)效率,防止人身傷害。對(duì)反復(fù)抓取部件的諸如轉(zhuǎn)向架拆裝 、柴油機(jī)拆裝、電機(jī)拆裝等場(chǎng)合,會(huì)大大提高作業(yè)效率。

(7)轉(zhuǎn)向移車(chē)臺(tái)。移車(chē)臺(tái)、轉(zhuǎn)車(chē)盤(pán)都是機(jī)務(wù)常用設(shè)備,各有不同功用,都有較大的占地面積。在土地日益緊缺的今天,節(jié)約土地將是比節(jié)能更有益的工作。轉(zhuǎn)向移車(chē)臺(tái)將移車(chē)、轉(zhuǎn)向功能合二為一,既可適用于鐵路機(jī)務(wù)段、車(chē)輛段、機(jī)車(chē)車(chē)輛工廠制造和修理生產(chǎn)工序間的平行轉(zhuǎn)軌作業(yè),又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向。目前轉(zhuǎn)向移車(chē)臺(tái)方案有多種 ,深坑式、淺坑式、無(wú)坑式3大類(lèi)。推薦使用無(wú)坑式的方案,可不影響廠區(qū)的地面交通,解決無(wú)軌車(chē)輛的地面交通和消防問(wèn)題,節(jié)約用地,減少配套工程的投資費(fèi)用,降低工廠投資和生產(chǎn)成本,使用安全可靠,便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

(8)地坑式架車(chē)機(jī)。地坑式架車(chē)機(jī)是國(guó)內(nèi)外高速鐵路檢修基地普遍采用的重要設(shè)備之一。使用地坑式架車(chē)機(jī)對(duì)于和諧型機(jī)車(chē)檢修基地來(lái)講,一是提高架車(chē)效果和效率,地高式架車(chē)機(jī)舉升效率高,提高機(jī)車(chē)檢修組合庫(kù)流水作業(yè)的效率;二是具有分部舉升的功能,在舉升整車(chē)時(shí)可分部舉升轉(zhuǎn)向架,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用;三是架車(chē)結(jié)束后架車(chē)機(jī)可沉于地下,地面平整美觀,有利于其他作業(yè),實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)和諧型機(jī)車(chē)檢修基地介紹,分析了和諧型機(jī)車(chē)檢修基地的設(shè)計(jì)思路對(duì)設(shè)計(jì)上可以引用的新思維、新技術(shù),對(duì)檢修基地建設(shè)提供參考意見(jiàn)。

[1] 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2001.

[2] 燃?xì)饧t外線(xiàn)輻射采暖技術(shù)及其應(yīng)用.http:∥www.lunwentianxia.com論文天下.

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