重載鐵路C96型30 t軸重車輛段工藝適應性設計研究

何 勇

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司機械動力設計研究院，北京 100055)

1 概述

新建山西中南部鐵路通道是我國首條30 t軸重重載鐵路，是目前國內最大軸重運營線路，將運行C96型30 t軸重新型運煤專用車輛。新建日照南貨車車輛段是山西中南部鐵路通道的唯一車輛檢修基地，負責本線運營車輛的運用、檢修作業(yè)。日照南站為山西中南部通道鐵路的設計終點站，位于山東省日照市東港區(qū)裴家村南側，線路走向由西向東，與北側沿海路平行布置[1]。車輛段設計規(guī)模為段修4線24臺位，站修3線18臺位。作為該線唯一的車輛檢修基地，以本線運行的C96型30t軸重新型運煤專用車輛的檢修為主，兼顧C64、C70、C80車型的檢修。C96型車與C64(軸重21 t)、C70(軸重23 t)、C80車型(軸重25 t)在車體、轉向架、車鉤、制動裝置、輪軸等部件組成、尺寸和材質上均有差異。故在總平面布置、主要檢修車間檢修工藝布局、工裝設備配置上需充分考慮C96型30 t軸重車輛檢修工藝要求以及其他通用車型的檢修需求。

2 C96型30t軸重車輛檢修工藝適應性分析

2.1 貨車段修檢修工藝流程[2](圖1)

2.2 C96型敞車與C64、C70、C80型敞車相關技術參數比較(表1)

圖1 鐵路貨車段修檢修工藝流程

序號主要參數C64C70C80C961載重/t617080962軸重/t212325303自重/t2323.8≤20244容積/m373.377871105車輛全長/mm134301397612000136006車輛定距/mm87009210820098007車體最大高度/mm31493143379338008車體最大寬度/mm32423242318431809底板面高/mm10881083浴盆底面距軌面高(空車)267雙浴盆10車鉤型號13A/13B16/17/牽引桿16/17/牽引桿16/17/牽引桿11緩沖器型號MT-3MT-2MT-2HM-112轉向架型號轉K2轉K5或轉K6轉K5或轉K6DZ4型/DZ5型13輪軸型號RD2RE2BRE2BRF214車體主要材料耐候鋼高強度鋼不銹鋼/鋁合金T4003不銹鋼/S450AW耐腐蝕鋼

2.3 C96型敞車與C64、C70、C80型敞車修程修制對比分析

按照目前的段修規(guī)程規(guī)定，C64型車段修周期為1.5年，廠修周期為6年，新造C70、C80型車段修周期為2年，廠修周期為8年[3]；根據車輛制造廠資料，C96型車段修周期為2年，廠修周期為8年。從修程修制看，C96型車與C70、C80型車相同，C96型車段修循環(huán)系數采用規(guī)范中規(guī)定的0.56[4]。

2.4 C96型30 t軸重車輛檢修工藝適應性分析

通過對以上鐵路貨車段修檢修工藝流程、修程修制及C96與C64、C70、C80型敞車技術參數的分析研究，C96型車與其他車型主要是車體尺寸、材質、架車定距、轉向架型號、車鉤緩沖器型號、輪軸型號、制動裝置型號存在差異，因此對應的檢修工藝流程及配備的檢修工裝在適應主型C96敞車需要的同時，需適應C64、C70、C80型車檢修需要。

3 總平面布置

日照南車輛段布置于日照南站東北側，市政沿海路與日照南車場之間。擬建車輛段用地范圍內有2條南北向泄洪通道，針對場地地形、地質、水文、通風等條件，綜合考慮泄洪通道的長度、位置、寬度等因素，根據車輛段的作業(yè)需要，整體上分為兩個區(qū)域：將辦公、生活區(qū)設在西泄洪通道的西側，將主要生產區(qū)設在兩處泄洪通道中間，避免將車輛段房屋、道路設于泄洪通道上方，以減少涵洞工程量[5]。

主要生產區(qū)設置于兩處泄洪通道中間，組合車庫設在西泄洪通道的東側，四周設環(huán)形道路[6]，在組合車庫南側由南往北依次布置3條長存車線，每條存車線有效長達840 m，山西中南部鐵路通道為整列固定編組、整列裝車、卸車、車型也較為單一，可進行整列扣車，段內設置長存車線，可滿足5 000 t編組C96列車整列存放。

其他的輔助生產車間、材料存放庫、動力設施以組合車庫為中心布置，利于工藝組織、方便生產[7]。將辦公、生活區(qū)設在泄洪通道西側獨立的生活區(qū)域，與生產區(qū)域互不干擾。設置化驗及辦公樓、單身宿舍、職工食堂浴室必要的辦公生活設施[8]。日照南車輛段總平面布置見圖2。

圖2 日照南車輛段總平面布置

4 C96型30 t軸重車輛檢修工藝適應性研究

4.1 架車定距的確定

在修車庫中設置有風動架車機，對車體進行架車作業(yè)，以推出轉向架、進行車體檢修作業(yè)。根據C96車型資料，C96車輛定距為9.8 m，C64、C70、C80車輛定距分別為8.7、9.21、8.2 m，架車寬度基本相同(2.9～3.0 m)[9]。在車體枕梁兩端下側梁下部共裝有4塊頂車墊板，當車輛出現(xiàn)故障需升起車體時，利用架車機或千斤頂等作用在頂車墊板上將車體頂起。

由于各種車型車輛定距各不相同，在車體架車作業(yè)時，需根據檢修車型確定架車機距離。由于本段以檢修C96型車為主，兼顧其他車型，故在設計中修車庫四股道中北側三線18臺位架車機定距按9.8 m設置(每臺位4臺)，南側一線6臺位布置雙架車機(每臺位6臺)，定距分別為9.8 m和8.2 m。9.8 m定距的架車機兼顧C96、C70車的架車作業(yè)，8.2 m定距的架車機兼顧C80、C64車的架車作業(yè)[10]。修車庫架車機布置見圖3。

圖3 修車庫架車機布置(單位：mm)

4.2 修車庫工裝設備配置適應研究

C96型車采用有中梁、雙浴盆、外置側柱的車體結構，底架主要承載梁件采用Q450NQR1高強度耐候鋼，與煤炭接觸的側墻、端墻、地板、浴盆等部位采用T4003不銹鋼或S450AW型耐腐蝕鋼，以提高車輛強度和耐腐蝕性能，延長使用壽命。全面采用拉鉚釘和非金屬磨耗件、可拆卸金屬磨耗件，消除金屬摩擦副，以提高車輛可靠性和使用性能，方便運用檢修。針對這些車型特點，設計中在修車庫配置新型車體整形機(適應不銹鋼車體)、氣體保護電焊機、拉鉚釘機、破拆機等工裝[11]，以適應C96新型車體的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

4.3 轉向架間工藝及工裝設備配置適應研究

C96型車采用30t軸重DZ4型交叉支撐轉向架或DZ5型擺動式轉向架。此型轉向架采用B+級鑄鋼搖枕、側架，側架實現(xiàn)無選配組裝；采用輾鋼或鑄鋼車輪、352132A型軸承；中央懸掛采用兩級剛度彈簧、組合式斜楔；交叉支撐式轉向架采用交叉支撐裝置和軸箱彈性定位裝置，采用支撐座、橫跨梁托座鑄造一體側架，一系采用TJC-1型八字形軸箱橡膠墊，采用具有垂向壓縮限位、縱向消除間隙功能的CJC系列雙作用彈性旁承；擺動式轉向架采用下擺動裝置和軸箱彈性定位裝置；轉向架磨耗件采用無焊接方式組裝；采用BAB-1型或DAB-1型轉向架集成制動裝置，瓦托及閘瓦具有防誤裝功能，采用高摩合成閘瓦。

C64、C70、C80車型轉向架主要采用K2、K6或轉K5型轉向架[12]。綜合分析各型轉向架在部件、尺寸和材質上的差異，本次設計轉向架間內設置有一條兩進一出的環(huán)形懸掛構架檢修流水線，在流水線工位布局、設備配置中充分考慮C96車DZ4型及DZ5型轉向架檢修特點。具體適應性設計為：空中小車夾具夾持位置適應各車型構架(搖枕中部側腔)[13]；增設彈簧托板、搖動座分解、檢查、修理、組裝工位，滿足DZ5型擺動式轉向架彈簧托板和搖動座的檢修需要；增設軸箱懸掛裝置(由SF-1型承載鞍、TBS-1型軸箱橡膠彈簧、TBZ-1型軸箱縱向彈性墊組成)分解、檢查、組裝工位；同時在內、外圓彈簧、斜楔、交叉桿、集成制動裝置、構架翻轉焊修等分解、檢修工位布置、工裝配置中以檢修DZ4型交叉支撐轉向架及DZ5型擺動式轉向架為主，兼顧K2、K6、K5型轉向架的檢修。

4.4 輪軸間工裝設備配置適應研究

C96型車采用30 t軸重轉向架，配套采用的重載輪對軸型為RF2型車軸，車輪型號為HFS型，直徑為915 mm；K2轉向架采用的輪對軸型為RD軸，車輪直徑為840 mm；K6、K5型轉向架采用的輪對軸型為RE軸，車輪直徑為840 mm[14]。各型輪對的車軸、車輪尺寸均不同，在輪軸間工藝流水線布局及設備配置中，如輪對尺寸自動測量機、輪對熒光磁粉探傷機、超聲波探傷機、車輪車床、軸承壓裝機等設備的選型、配置中，以檢修C96型車輪對為主，各設備檢測、探傷、鏇修范圍可兼顧其他車型輪對。

同時考慮到輪軸檢修流水線上各設備雖可兼容RD、RE、RF2各型輪對，但需進行調試轉換，而調試工作較為費時、麻煩，需進行校對，故在設計中考慮將3條輪對檢測、探傷流水線分別針對RD、RE、RF2型輪對進行設定，以減少調試轉換工作，提高檢修效率，生產過程中根據現(xiàn)場生產安排情況進行調整。

4.5 制動梁檢修間工裝設備配置適應研究

C96型車每個轉向架裝用一套BAB-1型或DAB-1型轉向架集成制動裝置，采用GM915D型閘瓦。BAB-1型集成制動裝置主要由制動梁、制動缸、閘調器、制動推桿和制動杠桿等組成；DAB-1型集成制動裝置主要由雙向作用制動缸、組合式制動梁、鍛造制動杠桿等組成。C64、C70、C80車型轉向架一般采用中拉桿式制動裝置，主要由制動梁、鍛造制動杠桿、鍛造中拉桿、高摩合閘瓦等組成。綜合分析各型制動裝置在部件組成上的差異，在制動梁分解工位、制動梁檢修流水線布置中增加BAB-1型和DAB-1型集成制動裝置雙向作用制動缸、閘調器的分解、檢查、組裝工位及相應工裝設備[15]。

4.6 鉤緩間工裝設備配置適應研究

C96型車采用整體鑄造牽引梁、高強度車鉤、大容量緩沖器、鍛造鉤尾框、120-1型電空制動閥、轉向架集成制動等重載技術，滿足單列編組總重1萬t、動力分散牽引2～3萬t列車運輸要求。在1位端采用E級鋼16型車鉤、16型鍛造鉤尾框，2位端采用E級鋼17型車鉤、17型鍛造鉤尾框，采用HM-1型緩沖器，加厚型鉤舌、合金鋼鉤尾銷、含油尼龍鉤尾框托板磨耗板及防跳插銷。車輛采用兩輛車一組，車組內車輛間采用RFC型牽引桿連接。

在鉤緩間工藝流水線及工裝設備配置中，配置牽引桿拆裝專用設備，16、17型車鉤鉤體分解組裝機，HM-1型緩沖器檢修線及壓裝機[16]，16、17型鍛造鉤尾框檢修線，16、17型車鉤檢修線(夾持裝置適應各型車鉤)等工裝設備，以適應C96新型車鉤緩裝置的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

4.7 制動室工裝設備配置適應說明

C96型車采用的風制動裝置主要由120-1型空氣控制閥、KZW-A型空重車自動調整裝置、儲風缸、TZD-Ⅱ型脫軌自動制動裝置、組合式集塵器、球芯直端塞門、不銹鋼制動管系及不銹鋼法蘭接頭等組成。在制動室內檢修流水線工藝布局中設置微控120閥試驗臺、微控空重車試驗臺、微控多閥試驗臺等工裝設備，以適應C96新型車制動裝置的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

5 結語

在日照南站新建貨車車輛段，作為山西中南部鐵路通道的唯一車輛檢修基地，可解決本線運營車輛的運用、檢修。通過對C96型30t軸重車輛檢修工藝適應性研究，并在各檢修車間工藝布局、工位設置、工裝設備配置中充分考慮，可滿足本線主要車型C96車檢修需要，同時可滿足其他通用車型 C64、C70、C80車檢修的需要。2017年7月，車輛段竣工投產，檢修能力可達39輛/d，達到了設計能力，提高了貨車車輛的檢修質量，并有力保障了濟南局及晉豫魯鐵路通道的行車運輸安全。