地鐵車輛整車起吊性能檢查的研究

馮煒剛 王明東

(泉州中車唐車軌道車輛有限公司 福建 泉州 362122)

車輛的整車起吊性能是車輛設(shè)計中一個重要的性能指標，其目的是實現(xiàn)車輛的整體吊裝運輸?shù)男枰皩崿F(xiàn)一系二系垂向位移的限位作用。GB/T 14894—2005《城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則》要求進行車輛起吊性能的試驗[1]，但并未明確試驗的實施及檢查的項點及檢查標準，在實際的試驗過程中存在較多的問題。因此有必要對車輛的整車起吊性能進行相應(yīng)的研究。

1 車輛整體起吊性能的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)原理

在轉(zhuǎn)向架設(shè)計過程中為了滿足整車起吊這一性能，一般設(shè)置以下兩種結(jié)構(gòu)：

(1)在牽引裝置及構(gòu)架之間設(shè)置垂向止擋結(jié)構(gòu)，其由焊接在構(gòu)架橫梁上的止擋座及焊接在牽引梁上的止擋塊兩部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 垂向止擋結(jié)構(gòu)圖

(2)在構(gòu)架及一系軸箱上設(shè)置軸箱提吊結(jié)構(gòu)，其由焊接在構(gòu)架側(cè)梁上的提吊止擋塊及螺栓連接安裝在軸箱上的提吊吊耳兩部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 軸箱提吊結(jié)構(gòu)

通過以上兩個結(jié)構(gòu)將起吊過程垂向力的傳遞連續(xù)起來實現(xiàn)整體起吊，其實際的垂向力傳遞路徑如圖3所示。

圖3 起吊垂向力傳遞示意圖

由于需要滿足一系二系彈簧的垂向自由振動，因此垂向止擋和軸箱提吊處均有20～30 mm的間隙，在車輛起吊的時候?qū)⒁疝D(zhuǎn)向架與上車體的垂向相對位移，這也是需要進行整車起吊性能檢查的根本原因。

2 車體與轉(zhuǎn)向架的主要接口

車輛上車體與轉(zhuǎn)向架接口主要分為氣路部分、電氣部分以及機械部分。

(1)氣路部分主要包含制動及停放制動氣路接口，若車輛采用濕式輪緣潤滑裝置則頭車部分還有輪緣潤滑氣路接口[2]，若車輛含有撒砂裝置則頭車還有撒砂裝置氣路接口。

(2)電氣部分主要包含軸端電氣線纜接口、牽引電機供電及傳感器線纜接口、應(yīng)答裝置線纜接口、保護性接地線纜接口，若車輛采用濕式輪緣潤滑裝置則頭車部分還有輪緣潤滑電氣線纜接口。

(3)機械部分主要包含空氣彈簧接口、高度閥接口、牽引裝置接口。

車輛上車體與轉(zhuǎn)向架各個接口設(shè)計的合理性直接影響著車輛整車起吊的性能，因此整車起吊性能檢查的試驗重點就是檢查各個接口處的合理性，及時發(fā)現(xiàn)存在問題的部位并進行適當?shù)恼{(diào)整，使之在滿足車輛起吊性能同時保證車輛垂向最大位移后，各接口可以正常工作。

3 車輛整車起吊性能檢查內(nèi)容

整車起吊檢查試驗是通過車間架車機架車模擬整車起吊后，檢驗車體與轉(zhuǎn)向架連接的各部件尺寸及間隙的合理性，確保整車起吊性能及車輛安全運行。具體工作內(nèi)容如下：

在項目生產(chǎn)初期首列車組裝落車工序結(jié)束后利用落車臺位上現(xiàn)有的架車機對車輛進行模擬整車起吊試驗，用架車機從車體的4個副鎬位上將車體架起直至轉(zhuǎn)向架輪對與軌面脫離停止架車，檢查各連接件的狀態(tài)，確認尺寸是否滿足，如尺寸不滿足要求及時進行改進，記錄合理的尺寸數(shù)據(jù)，保證后續(xù)批量化生產(chǎn)的順利進行。

檢查測量的部位項點如下：

(1)氣路部分檢查。起吊后檢查制動系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向架連接軟管長度合理自然彎曲無應(yīng)力不打死折，不與其他部件磨碰，其中包括制動、停放制動軟管以及在安裝有濕式輪緣輪滑裝置及撒砂裝置的頭車上連接軟管[2]。

(2)電氣部分檢查。檢查轉(zhuǎn)向架軸端上各電氣線纜，要求尺寸長度合理自然彎曲無應(yīng)力，其中包括軸端接地線、溫速度傳感器線纜、防滑傳感器電纜、里程計線纜等；檢查頭車上連接轉(zhuǎn)向架應(yīng)答裝置的線纜，要求同上；按照以上要求檢查在安裝有濕式輪緣輪滑裝置及撒砂裝置的頭車上的連接線纜；按照以上要求檢查轉(zhuǎn)向架牽引電機上各電氣線纜，其中包括牽引電機溫速度傳感器線纜，牽引電機三相電源線纜。

(3)機械部分檢查。起吊后檢查高度閥擺桿及高度閥調(diào)整桿無拉拽受力變形；檢查轉(zhuǎn)向架上牽引裝置各部件是否干涉，垂向止擋裝置是否有效；起吊后檢查空氣彈簧導(dǎo)錐上密封膠圈是否完好。

試驗注意項點如下：(1)試驗前檢查列車各部分以及軸箱、構(gòu)架、車體之間起吊連接裝置是否正常；(2)起吊時各支撐點的高度一致；(3)列車回落到軌道時，二系空氣彈簧應(yīng)復(fù)位；(4)車輛落車著地后，車輛不得有永久性變形。

4 試驗檢查實例及缺陷優(yōu)化

為充分驗證以上檢查項點及流程的合理性，在在產(chǎn)的城市B型地鐵車輛項目首列車上進行試驗驗證，由于該項目地鐵車輛采用干式輪緣潤滑且無撒砂裝置[3]，因此在實例中沒有相應(yīng)的檢查項點，具體的檢查部位及檢查標準如下。

4.1 氣路部分檢查實例

檢查氣路連接軟管，長度應(yīng)合理，自然彎曲無應(yīng)力，不打死折且不同其他部件干涉，其中包括枕內(nèi)制動及停放制動軟管和枕外制動軟管，如圖4所示。

圖4 氣路部分檢查

4.2 電氣部分檢查實例

檢查車體與轉(zhuǎn)向架連接的各個線纜，長度尺寸應(yīng)合理，線纜自然彎曲無應(yīng)力，如圖5所示。

圖5 氣路部分檢查

4.3 機械部分檢查實例

檢查各機械部件無干涉受力變形，空氣彈簧導(dǎo)錐密封膠圈無破損，如圖6所示。

圖6 機械部分檢查

按照以上檢查試驗項點進行試驗后發(fā)現(xiàn)了2項問題并進行了缺陷優(yōu)化：

(1)軸端線纜長度尺寸不足，起吊后線纜受力，具體表現(xiàn)為起吊后線纜繃直，連接的線纜插頭或壓接端子變形損壞，嚴重的導(dǎo)致線纜絕緣層拉伸斷裂電纜損壞，針對此問題對線纜不同區(qū)段的長度進行了優(yōu)化，使之在起吊狀態(tài)下處于不受力的狀態(tài)，同時將相應(yīng)位置的線長尺寸固化，后續(xù)車輛的線長尺寸均按首列車測得的尺寸進行安裝保證各車的統(tǒng)一性。優(yōu)化后的軸端線纜尺寸如圖7所示。

圖7 軸端線纜長度尺寸示意圖

(2)起吊后牽引拉桿與構(gòu)架橫梁干涉，設(shè)置的垂向止擋機構(gòu)失效，如圖8所示，針對該問題對牽引梁上牽引拉桿安裝孔的位置尺寸做了相應(yīng)優(yōu)化，如圖9所示，將安裝孔位置下移40 mm,并對原安裝孔進行防銹處理。使起吊后垂向止擋正常工作，牽引拉桿與構(gòu)架橫梁保持一定的距離，保證后續(xù)檢修二系加墊后該結(jié)構(gòu)功能的正常使用。

圖8 牽引拉桿與構(gòu)架橫梁干涉圖

圖9 牽引梁優(yōu)化圖

5 結(jié)語

通過上述的分析及實例驗證找到了影響車輛整車起吊性能的幾個主要因素，并明確了整車起吊試驗的檢查項點以及檢查標準，可供后續(xù)其他項目的起吊試驗操作參考。從實例中發(fā)現(xiàn)的問題可以看出整車起吊性能檢查試驗的重要性，該試驗在車輛制造工藝流程上的合理布置可以保證及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計及制造缺陷，避免因批量返工帶來的巨大返工成本。