深圳地鐵固定式架車(chē)機(jī)差異性分析

摘要：基于深圳地鐵一期、二期工程固定式架車(chē)機(jī)制造以及運(yùn)用原理，從日常維保操作、安全性能以及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了差異性分析，并查找出相應(yīng)的危險(xiǎn)因素。

關(guān)鍵詞：固定式架車(chē)機(jī);差異性分析;危險(xiǎn)因素

引言

固定式架車(chē)機(jī)用于車(chē)輛段庫(kù)內(nèi)固定式臺(tái)位架車(chē)作業(yè)，可對(duì)一個(gè)單元（3輛）地鐵車(chē)輛組在不摘鉤狀態(tài)下同步架車(chē)作業(yè)，亦能對(duì)一節(jié)、兩節(jié)車(chē)輛架車(chē)作業(yè)。目前深圳地鐵運(yùn)營(yíng)三線四段采用了三種不同型號(hào)的固定式架車(chē)機(jī)：Windhoff固定式架車(chē)機(jī)、pfaff固定式架車(chē)機(jī)和Neuero型固定式架車(chē)機(jī)，雖然三種型號(hào)的設(shè)備在功能設(shè)計(jì)上差異不大，但由于分屬不同生產(chǎn)廠家，在結(jié)構(gòu)原理上仍有一定的差異。

1"" 固定式架車(chē)機(jī)差異性對(duì)比

1.1" 操作要求對(duì)比

通過(guò)查閱對(duì)比三種型號(hào)固定式架車(chē)機(jī)操作規(guī)程以及使用說(shuō)明書(shū)，各型號(hào)設(shè)備作業(yè)步驟要求以及安全注意事項(xiàng)基本一致，其中主要差異集中在以下方面：

序號(hào)

操縱步驟

現(xiàn)狀描述

差異說(shuō)明

windhoff

pfaff

neuero

1

輪對(duì)定位

12個(gè)定位開(kāi)關(guān)，定位后觸摸屏有顯示

1個(gè)定位開(kāi)關(guān)（6#坑），控制柜有聲光報(bào)警

3個(gè)定位開(kāi)關(guān)（2、4、6#坑），定位后觸摸屏有顯示

定位開(kāi)關(guān)數(shù)量以及報(bào)警要求不一致

2

拆制動(dòng)鞋

現(xiàn)規(guī)程未明確拆除時(shí)間

正式架車(chē)前拆除

現(xiàn)規(guī)程未明確拆除時(shí)間

拆制動(dòng)鞋要求不一致

3

送電、啟機(jī)

主電源開(kāi)關(guān)打到“on”位，打開(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)，控制電源為鑰匙開(kāi)關(guān)

主電源開(kāi)關(guān)打到“on”位，打開(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)，控制電源為按鈕開(kāi)關(guān)

主電源開(kāi)關(guān)打到“on”位，打開(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)，控制電源為鑰匙開(kāi)關(guān)

控制電源開(kāi)關(guān)方式不一致

4

三節(jié)編組模式

觸摸屏選擇

控制柜控制面板選擇

觸摸屏選擇

控制編組模式方法不一致

5

單節(jié)編組模式

支持1、2#坑，3、4#坑，5、6#坑進(jìn)行單節(jié)編組模式

僅支持5、6#地坑進(jìn)行單節(jié)編組模式

支持1、2#坑，3、4#坑，5、6#坑進(jìn)行單節(jié)編組模式

單節(jié)編組實(shí)施要求不一致

表1

針對(duì)上表所述操作步驟差異性分析，主要得出以下建議：

a.三期設(shè)備操作時(shí)現(xiàn)場(chǎng)至少需4名人員。

b.建議軌道定位開(kāi)關(guān)至少應(yīng)為6個(gè)，同時(shí)要求觸摸屏有相關(guān)顯示，主控柜有聲光報(bào)警。

c.對(duì)各型號(hào)設(shè)備操作規(guī)程中關(guān)于拆除鐵鞋時(shí)間的要求進(jìn)行明確。

d.建議三期設(shè)備控制電源開(kāi)關(guān)設(shè)置為鑰匙開(kāi)關(guān)，在暫停架車(chē)作業(yè)時(shí)，需拔出鑰匙并由專(zhuān)人保管。

e.操作模式選擇（三節(jié)編組或單節(jié)編組）建議設(shè)置兩種選擇方式，優(yōu)先使用觸摸屏選擇，當(dāng)觸摸屏故障無(wú)法使用時(shí)可采用控制面板按鈕直接選擇。

1.2" 維保要求對(duì)比

通過(guò)查閱對(duì)比三種型號(hào)固定式架車(chē)機(jī)維保規(guī)程以及維修保養(yǎng)說(shuō)明書(shū)，各型號(hào)設(shè)備關(guān)鍵作業(yè)事項(xiàng)存在有一定的差異對(duì)比，主要集中在以下方面

序號(hào)

檢修項(xiàng)目

現(xiàn)狀描述

差異說(shuō)明

windhoff

pfaff

neuero

1

舉升機(jī)感應(yīng)傳感器

無(wú)距離測(cè)量要求

用塞尺測(cè)量傳感器與軸向軸承外殼距離，要求距離在1-1.5mm。

脈沖計(jì)數(shù)器距離軸向軸承外殼2-2.5mm。

距離要求測(cè)量項(xiàng)目以及數(shù)據(jù)要求不一致

2

電機(jī)間隙

每3年測(cè)量剎車(chē)間隙，標(biāo)準(zhǔn)值在 0.45mm-0.55mm之間

每年測(cè)量車(chē)體電機(jī)間隙在 0.15mm-0.25mm之間，轉(zhuǎn)向架電機(jī)在0.25mm-0.35mm之間。

每年測(cè)量剎車(chē)間隙在 0.45mm-0.55mm之間

間隙測(cè)量要求不一致

3

承重框架（探傷）

年檢采用磁粉探傷儀進(jìn)行一次探傷

偶數(shù)年對(duì)承重框架L型拐角焊縫進(jìn)行一次探傷

舉升柱L形連接處每5年進(jìn)行探傷。

探傷年限要求不一致

4

轉(zhuǎn)向架螺旋傘齒輪箱（換油）

每3年更換1次殼牌 HD220潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑油偶數(shù)年進(jìn)行更換（XMP 220，2L/臺(tái)）

用HD220的潤(rùn)滑油每2年更換，油位加注至溢油口

更換年限要求不一致

5

3種模式功能測(cè)試

1.編組模式;2.單車(chē)模式;3.單坑模式

1.編組模式;2.單車(chē)模式;3.單坑模式

舉升機(jī)組編組模式

功能測(cè)試項(xiàng)目不一致

6

同步誤差功能測(cè)試

無(wú)該項(xiàng)要求

故障模擬功能測(cè)試

無(wú)該項(xiàng)要求

故障模擬要求不一致

7

整體功能測(cè)試

設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)異常噪音、無(wú)故障報(bào)警

設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，舉升柱上升、下降運(yùn)行動(dòng)作同步，無(wú)異響和卡滯，電機(jī)無(wú)異常噪音，設(shè)備無(wú)故障報(bào)警

無(wú)該項(xiàng)要求

整體功能測(cè)試要求不一致

表2

針對(duì)上表所述維保要求差異性分析，主要得出以下建議：

a.固定式架車(chē)機(jī)承重框架屬于承重重要部件，出現(xiàn)裂紋等損傷將可能出現(xiàn)設(shè)備安全事故，建議統(tǒng)一為每年年檢進(jìn)行一次磁粉探傷。

b.通過(guò)查閱廠家維修建議以及日常油品使用情況，建議統(tǒng)一為每2年進(jìn)行轉(zhuǎn)向架齒輪油更換。

c.啟機(jī)測(cè)試應(yīng)對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，確保設(shè)備運(yùn)用要求，建議各型號(hào)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行3種模式測(cè)試。

d.同步誤差安全保護(hù)屬于固定式架車(chē)機(jī)核心安全保護(hù)功能，該項(xiàng)功能是否正常直接關(guān)系著地鐵列車(chē)架車(chē)運(yùn)用安全，建議各型號(hào)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行該項(xiàng)功能測(cè)試。

e.各型號(hào)設(shè)備日常維修保養(yǎng)后需對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面性的功能測(cè)試，并明確相關(guān)要求，建議各型號(hào)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行整體功能測(cè)試。

1.3" 安全功能對(duì)比

通過(guò)查閱對(duì)比三種型號(hào)固定式架車(chē)機(jī)維修保養(yǎng)以及說(shuō)明書(shū)，各型號(hào)設(shè)備對(duì)安全保護(hù)功能設(shè)計(jì)要求一致，僅在安全保護(hù)功能觸發(fā)后的報(bào)警方式存在差異，主要對(duì)以下方面安全保護(hù)功能進(jìn)行了對(duì)比分析：

a.同步誤差;

b.緊急上下限位;

c.打滑、下降阻礙保護(hù);

d.軌道開(kāi)關(guān)檢測(cè);

e.承載螺母感應(yīng)傳感器;

f.電機(jī)過(guò)載;

g.相保護(hù)裝置;

h.車(chē)體支撐承載開(kāi)關(guān);

i.地坑檢修開(kāi)關(guān)。

針對(duì)安全保護(hù)功能差異性分析結(jié)果，主要建議是三期設(shè)備制造時(shí)需包含但不限于上述保護(hù)項(xiàng)目，同時(shí)報(bào)警形式統(tǒng)一為聲光報(bào)警、停止動(dòng)作以及顯示屏故障提醒。

1.4" 結(jié)構(gòu)原理對(duì)比

通過(guò)查閱對(duì)比三種型號(hào)固定式架車(chē)機(jī)說(shuō)明書(shū)、結(jié)構(gòu)原理圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證，可以知道各型號(hào)設(shè)備的運(yùn)用原理基本一致，但在電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)關(guān)于部件設(shè)計(jì)、部件數(shù)量以及功能實(shí)現(xiàn)需求上均存在著一定的差異，主要集中在以下方面：

序號(hào)

系統(tǒng)

檢修項(xiàng)目

現(xiàn)狀描述

差異說(shuō)明

windhoff

pfaff

neuero

1

機(jī)械系統(tǒng)

車(chē)體舉升柱安全螺母

有安全螺母

無(wú)安全螺母

有安全螺母

車(chē)體舉升柱安全螺母設(shè)計(jì)不一致

2

與承載螺母間隙

間距3.6 mm至4.2mm;小于1mm時(shí)需更換

初始間距10mm，小于8mm時(shí)需更換

間距3.4mm至5mm;小于3.4mm時(shí)需更換（轉(zhuǎn)向架舉升柱）。間距3.2mm至5mm，小于3.2mm時(shí)需更換（車(chē)體舉升柱）

承載螺母間隙不一致

3

絲桿防護(hù)套

無(wú)

有

無(wú)

絲桿防護(hù)套設(shè)計(jì)不一致

4

舉升柱受力方式

固定螺栓不受剪切力

固定螺栓受剪切力

固定螺栓受剪切力

舉升柱受力方式不一致

5

電氣系統(tǒng)

相鄰轉(zhuǎn)向架同步誤差

±6mm

±5mm

±6mm

同步誤差要求不一致

6

所有轉(zhuǎn)向架同步誤差

±12mm

±10mm

±12mm

7

軌道開(kāi)關(guān)

12

1

3

軌道開(kāi)關(guān)數(shù)量不一致

8

轉(zhuǎn)向架電機(jī)數(shù)量

24

6

12

轉(zhuǎn)向架電機(jī)數(shù)量不一致

9

轉(zhuǎn)向架電機(jī)功率

1.5KW

5.5KW

4KW

各電機(jī)功率不一致

10

車(chē)體電機(jī)功率

2.2KW

0.75KW

0.55KW

11

上下限位開(kāi)關(guān)

36

36

18

開(kāi)關(guān)數(shù)量不一致

12

轉(zhuǎn)向架舉升柱速度

400mm/min

360mm/min

350±10%mm/min

舉升柱設(shè)計(jì)舉升速度以及最大高度均不一致，其中pfaff與neuero設(shè)計(jì)要求基本一致

13

轉(zhuǎn)向架舉升柱最大高度

1720mm

1700mm

1750mm

14

車(chē)體舉升柱速度

400mm/min

360mm/min

350±10%mm/min

15

車(chē)體舉升柱最大高度

2580mm

2800mm

2800mm

16

其他輔助系統(tǒng)

檢修平臺(tái)

帶檢修平臺(tái)

帶檢修平臺(tái)

設(shè)計(jì)時(shí)未帶檢修平臺(tái)

平臺(tái)設(shè)計(jì)不一致

17

下坑扶梯

方便

方便

不方便

下坑扶梯設(shè)計(jì)不一致

18

抽風(fēng)機(jī)數(shù)量

6

6

6

數(shù)量要求一致

19

應(yīng)急檢修口

方便

不方便

方便

應(yīng)急檢修口不一致

表3

針對(duì)上表所述結(jié)構(gòu)原理以及部件差異性分析，主要得出以下建議：

1.4.1機(jī)械系統(tǒng)

a.從安全角度分析，安全螺母是一個(gè)重要的二次防護(hù)裝置，若萬(wàn)一發(fā)生故障，后果不堪設(shè)想，故三期設(shè)備轉(zhuǎn)向架舉升單元及車(chē)體舉升單元均需設(shè)置承載螺母及安全螺母;

b.有防護(hù)套潤(rùn)滑不方便，但可以起到保護(hù)作用，由于絲杠的完好程度直接決定架車(chē)機(jī)的安全性，故建議三期設(shè)備絲桿均采用防護(hù)套;

c.為避免支撐座位置螺栓受剪切力，因此建議三期設(shè)備均采用windhoff固定式架車(chē)機(jī)的受力方式（臺(tái)階式），避免螺栓受剪切力。

1.4.2電氣系統(tǒng)

a.為防止發(fā)生列車(chē)傾覆危險(xiǎn)，關(guān)于同步誤差保護(hù)功能要求不低于：相鄰轉(zhuǎn)向架間的誤差為±6mm，所有轉(zhuǎn)向架間的誤差為±12mm，同時(shí)在故障為排除之前，系統(tǒng)無(wú)法重新啟動(dòng)。

b.軌道開(kāi)關(guān)用于定位列車(chē)，若只有一個(gè)軌道開(kāi)關(guān)時(shí)，單節(jié)列車(chē)只能由指定的坑位進(jìn)行舉升，且如果該軌道開(kāi)關(guān)短路，存在重大安全隱患，建議軌道定位開(kāi)關(guān)至少應(yīng)為6個(gè)。

c.轉(zhuǎn)向架舉升柱應(yīng)不少于12臺(tái)電機(jī)，便于維修，因轉(zhuǎn)向架舉升柱是承重機(jī)構(gòu)，需有雙重保護(hù)功能，因此建議12臺(tái)電機(jī)帶剎車(chē)保護(hù)功能。

d.各轉(zhuǎn)向架以及車(chē)體電機(jī)功率、舉升速度要求以及高度要求應(yīng)根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原理以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求進(jìn)行確定，但應(yīng)能滿足日常運(yùn)用以及安全要求。

e.安全保護(hù)開(kāi)關(guān)用于舉升柱超行程時(shí)進(jìn)行報(bào)警，因此建議每個(gè)舉升柱都應(yīng)有1個(gè)螺母斷裂限位開(kāi)關(guān)，1個(gè)上限位開(kāi)關(guān)，1個(gè)下限位開(kāi)關(guān)。

1.4.3其他輔助系統(tǒng)

a.為了便于設(shè)備維護(hù)，要求三期設(shè)備設(shè)置二層檢修平臺(tái)，上下層裝有樓梯且要求二層樓梯錯(cuò)開(kāi)布置，檢修樓梯有設(shè)備廠家提供并負(fù)責(zé)安裝。

b.檢修蓋板設(shè)置在軌道的外側(cè)，檢修蓋板設(shè)計(jì)應(yīng)為圓形，防止檢修蓋板掉落地坑，檢修蓋板須設(shè)有拉手，方便檢修作業(yè)，要求廠家每個(gè)檢修蓋板均配置安全格柵。

d.neuero固定式架車(chē)機(jī)初始設(shè)計(jì)只配備一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)，其他兩臺(tái)初始設(shè)計(jì)配備六臺(tái)抽風(fēng)機(jī)，因架車(chē)機(jī)地坑內(nèi)空氣流通不暢，故架車(chē)機(jī)應(yīng)每個(gè)坑內(nèi)配備一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)

2"" 固定式架車(chē)機(jī)危險(xiǎn)因素分析

根據(jù)各型號(hào)固定式架車(chē)機(jī)差異性對(duì)比分析，梳理了二期固定式架車(chē)機(jī)開(kāi)口項(xiàng)問(wèn)題，其中neuero固定式架車(chē)機(jī)有10項(xiàng)，pfaff固定式架車(chē)機(jī)有14項(xiàng)，并結(jié)合開(kāi)口項(xiàng)問(wèn)題提出了三期設(shè)備安裝設(shè)計(jì)等方面的意見(jiàn)。

同時(shí)通過(guò)深入了解結(jié)構(gòu)原理以及設(shè)計(jì)存在差異的原因，得出以下方面危險(xiǎn)源因素，并從設(shè)計(jì)要求、合同/招標(biāo)文件、驗(yàn)收、操作要求、檢修質(zhì)量控制、慣惡性故障控制、報(bào)廢等方面進(jìn)行了分析：

序號(hào)

對(duì)比項(xiàng)目

具體差異內(nèi)容

危險(xiǎn)源描述

風(fēng)險(xiǎn)描述

危險(xiǎn)因素

防護(hù)措施

三期建議

1

操縱要求

送電、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)不一致

檢修過(guò)程中人員誤動(dòng)作

人員受傷

人

嚴(yán)格按要求執(zhí)行檢修掛牌制度

控制電源開(kāi)關(guān)為鑰匙開(kāi)關(guān)

2

操作方式不一致

應(yīng)用不熟悉誤操縱

列車(chē)脫落

人

各段人員調(diào)動(dòng)時(shí)，必須重新接收安全以及設(shè)備原理培訓(xùn)

統(tǒng)一設(shè)計(jì)為觸摸屏以及控制面板雙重操縱方式

3

維保要求

承重框架探傷周期不一致

支撐部件損壞

列車(chē)脫落

機(jī)

統(tǒng)一每年年檢進(jìn)行一次磁粉探傷

無(wú)

4

轉(zhuǎn)向架齒輪箱換油周期不一致

油品變質(zhì)，齒輪嚙合

列車(chē)無(wú)法下降

機(jī)

統(tǒng)一每2年進(jìn)行更換

無(wú)

5

啟機(jī)測(cè)試項(xiàng)目不一致

設(shè)備運(yùn)用故障，無(wú)法確保安全保護(hù)項(xiàng)目正常運(yùn)行

列車(chē)脫落等

機(jī)

統(tǒng)一檢修時(shí)啟機(jī)測(cè)試項(xiàng)目

無(wú)

6

安全保護(hù)功能

報(bào)警形式不一致

人員未及時(shí)確認(rèn)故障，繼續(xù)操縱

列車(chē)脫落

機(jī)

加強(qiáng)操縱人員培訓(xùn)以及做好現(xiàn)場(chǎng)故障標(biāo)識(shí)

統(tǒng)一設(shè)計(jì)為聲光報(bào)警、停止動(dòng)作以及顯示屏故障提醒

7

結(jié)構(gòu)原理

安全螺母設(shè)計(jì)不一致

承載螺母破損

列車(chē)脫落

機(jī)

加強(qiáng)日常檢修維保要求，并進(jìn)行項(xiàng)修探傷

要求轉(zhuǎn)向架以及車(chē)體舉升柱均設(shè)計(jì)有安全螺母

8

絲桿護(hù)套設(shè)計(jì)不一致

絲桿破損

列車(chē)脫落等

機(jī)

加強(qiáng)日常檢修維保要求，并進(jìn)行項(xiàng)修探傷

要求絲桿設(shè)計(jì)有護(hù)套

9

舉升柱受力方式不一致

固定螺栓受力斷裂

列車(chē)脫落等

機(jī)

加強(qiáng)日常檢修維保要求，并進(jìn)行項(xiàng)修更換

要求固定螺栓設(shè)計(jì)形式為不受力

10

同步誤差保護(hù)功能設(shè)計(jì)要求不一致

起不到安全保護(hù)功能

列車(chē)脫落

機(jī)

現(xiàn)有設(shè)計(jì)已滿足最小標(biāo)準(zhǔn)要求，并超過(guò)

要求達(dá)到最小標(biāo)準(zhǔn)

11

軌道開(kāi)關(guān)數(shù)量不一致

未到位即進(jìn)行架車(chē)

設(shè)備、列車(chē)損壞

機(jī)

做好現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，需人工確認(rèn)到位后方能進(jìn)行架車(chē)

要求設(shè)計(jì)有12個(gè)軌道開(kāi)關(guān)

12

輔助檢修系統(tǒng)設(shè)計(jì)不一致

人員檢修受傷

人員傷害

機(jī)

嚴(yán)格做好現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)要求

要求輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足日常檢修維保方便性要求

表4

3" 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)針對(duì)深圳地鐵一期、二期固定式架車(chē)機(jī)各型號(hào)設(shè)備差異性進(jìn)行分析，查找危險(xiǎn)因素，評(píng)價(jià)設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)，為一期、二期設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)要求以及三期設(shè)備設(shè)計(jì)制造提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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