地鐵車輛基地轉(zhuǎn)向架檢修工藝分析

李林鋒 鄧輝

（上海申凱公共交通運(yùn)營(yíng)管理有限公司，上海 201600）

引言：

隨著城市社會(huì)主義現(xiàn)代化的進(jìn)程日益加快，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展也日益深入，為城市軌道交通的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。在此背景下，城市軌道網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也在不斷擴(kuò)大，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益完善。地鐵運(yùn)輸系統(tǒng)作為現(xiàn)代城市軌道和交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)了人流和物流的主要任務(wù)，以其便捷、快捷、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)受到人們的喜愛。隨著地鐵運(yùn)行規(guī)模的擴(kuò)大，地鐵車輛的安全性越來越受到重視。要加強(qiáng)對(duì)地鐵車輛基地轉(zhuǎn)向架檢修技術(shù)的研究，提高維護(hù)計(jì)劃的定位精度和科學(xué)性，保證地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。

一、轉(zhuǎn)向架維護(hù)流程

在地鐵車輛的轉(zhuǎn)向架維護(hù)過程中，轉(zhuǎn)向架的維護(hù)過程一般比較固定。車身被分離，分離后的轉(zhuǎn)向架被塞進(jìn)專用轉(zhuǎn)向架檢查區(qū)域。施工人員必須分解轉(zhuǎn)向架體的氣動(dòng)彈簧和噴嘴，使用相關(guān)設(shè)備拆卸牽引馬達(dá)，牽引馬達(dá)的拆卸完成后，修理人員必須拆開輪對(duì)和框架，然后按區(qū)檢查和修理轉(zhuǎn)向架的各部分。檢查車輪時(shí)，必須卸下軸端的位置，根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)向架的應(yīng)用情況，修復(fù)涂漆問題，確認(rèn)車輪對(duì)的使用情況。維修人員還負(fù)責(zé)清潔和去除部件上的銹跡，修理轉(zhuǎn)向架上的油漆剝落，并進(jìn)行缺陷檢測(cè)。一系列的修理工作完成后，修理人員必須根據(jù)實(shí)際需要修理各種掛件和零件進(jìn)行組裝。在每對(duì)框架部件修理完成后，組裝每個(gè)部件，安裝對(duì)應(yīng)的牽引馬達(dá)，修理安裝后，將轉(zhuǎn)向架滑動(dòng)至導(dǎo)向框架靜負(fù)荷試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行固定，然后在靜負(fù)載測(cè)試后，如果測(cè)試結(jié)果安全準(zhǔn)確，安裝空氣彈簧和接收器。上述零件安裝完成后，整個(gè)轉(zhuǎn)向架的大檢修過程就完成了，修理人員將轉(zhuǎn)向架推入車輛基地，然后可以組裝轉(zhuǎn)向架和車體進(jìn)行正常運(yùn)行操作。

二、轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)

（一）轉(zhuǎn)向架存放區(qū)

顧名思義，該區(qū)域是用來存放轉(zhuǎn)向架的，轉(zhuǎn)向架在此處于待修狀態(tài)，在這一區(qū)域上部分別平行配置了幾條長(zhǎng)線，這些可以用于保護(hù)轉(zhuǎn)向架以直線通過維修區(qū)域。平行軌道上轉(zhuǎn)向架的儲(chǔ)藏區(qū)域可以便于集中儲(chǔ)藏和搬運(yùn)轉(zhuǎn)向架，工藝設(shè)計(jì)的配置也更加緊湊。但是，在實(shí)際維護(hù)過程中，如果轉(zhuǎn)向架是平行軌道配置的，則必須利用起重機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備將轉(zhuǎn)向架搬運(yùn)到工作線，整體升降效率相對(duì)較低。而在邊跨上設(shè)置一根長(zhǎng)鋼絞線儲(chǔ)藏在轉(zhuǎn)向架上，可以有效減少吊車的起吊，但施工人員必須手動(dòng)操作轉(zhuǎn)向架，推動(dòng)轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)距離行駛，然后再推動(dòng)轉(zhuǎn)向架等待維修[1]。兩個(gè)維修流程的配置各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際修理情況選擇。

（二）轉(zhuǎn)向架拆裝區(qū)

在轉(zhuǎn)向架的裝卸區(qū)，維修人員可以進(jìn)行轉(zhuǎn)向架的拆卸、組裝或一些測(cè)試[2]。轉(zhuǎn)向架拆裝區(qū)內(nèi)部通常有專門的轉(zhuǎn)向架升降和清潔區(qū)，以方便實(shí)際工作。另外，在轉(zhuǎn)向架的安裝和卸下區(qū)域，一般會(huì)設(shè)置轉(zhuǎn)向架框架的靜負(fù)荷試驗(yàn)臺(tái)、轉(zhuǎn)向架框架的旋轉(zhuǎn)臺(tái)等主要設(shè)備，以便于后續(xù)工作的開展。

（三）結(jié)構(gòu)檢查區(qū)

將轉(zhuǎn)向框架內(nèi)部的框架從對(duì)輪上取下，起重機(jī)和專用搬運(yùn)車移動(dòng)到車臺(tái)檢查區(qū)域。在車架維修區(qū)，維修人員拆卸車架的各種零件和掛件，將車架還原成裸車架，然后清潔、重新噴漆、測(cè)量等。之后，維護(hù)者也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行故障檢查。如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有安全問題，將會(huì)被立即投入下一個(gè)維護(hù)環(huán)節(jié)。在車輛維修區(qū)，通常有專業(yè)的高壓清洗機(jī)、車架的保管架、可動(dòng)故障檢測(cè)器和機(jī)架的支撐等設(shè)備，維修人員可以簡(jiǎn)單地設(shè)置車架，進(jìn)行拆卸、故障的檢查和修理。

（四）構(gòu)建檢查

在轉(zhuǎn)向架的維護(hù)方面，通常需要配備專業(yè)的氣動(dòng)彈簧試驗(yàn)臺(tái)、超聲波清洗機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架部件的維修保養(yǎng)目標(biāo)。但是，由于轉(zhuǎn)向架的部分在修理過程中對(duì)整體的修理技術(shù)和環(huán)境的要求很高，所以轉(zhuǎn)向架的一部分直接拆卸后由外部機(jī)構(gòu)修理，而不需要在維修區(qū)安裝額外的設(shè)施。因此需要有轉(zhuǎn)向架零件和設(shè)備的專用維護(hù)區(qū)域，通常需要外協(xié)的修理零件包括剎車系統(tǒng)和其他修理技術(shù)更復(fù)雜的部件。

（五）軸檢查區(qū)

在地鐵車輛的轉(zhuǎn)向測(cè)試過程中，車軸檢查是檢查工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，通常設(shè)置專用的車軸檢查區(qū)域，進(jìn)行輪軸的詳細(xì)拆卸和檢查。施工人員必須首先卸下軸承，進(jìn)行車輪的檢查和修理。軸檢測(cè)區(qū)涉及各種檢測(cè)儀器，包括軸瓦裝脫機(jī)、超聲波故障檢測(cè)器、輪對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備，并配備專業(yè)工具。車輪生銹后，維修人員將其送往輪軸檢測(cè)區(qū)域，通過輪轂對(duì)劃痕尺寸檢查操作進(jìn)行識(shí)別理論，判斷是否符合安全作業(yè)要求，不合格的車輪必須被送到車床進(jìn)行二次加工，合格后才能在車輛上使用。

三、轉(zhuǎn)向架維護(hù)工藝

（一）轉(zhuǎn)向架維護(hù)流程

地鐵車輛的轉(zhuǎn)向架檢查與修理是地鐵車輛基地工作的重點(diǎn)，通常以精簡(jiǎn)操作的形式進(jìn)行。在這種配置中，服務(wù)是由轉(zhuǎn)向架維護(hù)和維修的流程進(jìn)行布局來提供，其他維護(hù)區(qū)域所能夠提供的服務(wù)也就會(huì)有所差異。一般來說，根據(jù)基站的轉(zhuǎn)向架維護(hù)工藝的布置，大致可以劃分為轉(zhuǎn)向架存放區(qū)、機(jī)車維護(hù)區(qū)、軸承維護(hù)區(qū)、馬達(dá)維護(hù)區(qū)、轉(zhuǎn)向臺(tái)零部件維護(hù)和保管區(qū)。地鐵列車轉(zhuǎn)向架拆卸與分離后，移至各個(gè)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行檢查現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行拆卸、清洗、車架分離與維護(hù)、零配件拆卸和維護(hù)、檢查測(cè)試、轉(zhuǎn)向架裝配、轉(zhuǎn)向盤靜負(fù)荷測(cè)試、轉(zhuǎn)向盤靜負(fù)荷等檢查步驟[3]，組裝大型車架維修廠的機(jī)械車身并進(jìn)行檢修工作。對(duì)此，維修線路的流暢度和維護(hù)區(qū)域布局的設(shè)計(jì)是否科學(xué)，將會(huì)直接決定維修服務(wù)的質(zhì)量和效果。

（二）轉(zhuǎn)向架維修的主要設(shè)施

在對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行維修的過程中，為了提高其維修質(zhì)量和效率，維修區(qū)域的維護(hù)人員應(yīng)該科學(xué)地配備各種維護(hù)設(shè)施，以滿足不同類型的轉(zhuǎn)向架和不同型號(hào)的維護(hù)要求，提高對(duì)轉(zhuǎn)向架的相互兼容性。一般來說，涉及維護(hù)保養(yǎng)裝置主要包括室內(nèi)移動(dòng)平臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、軌道車輛和運(yùn)輸設(shè)備以及行車機(jī)、升降平臺(tái)等起重裝置，再加上整體高壓清洗機(jī)構(gòu)、部件高壓清洗機(jī)構(gòu)等專用清洗機(jī)構(gòu)。設(shè)備如輪對(duì)壓力機(jī)、履帶研磨床、輪對(duì)超聲波儀器、維護(hù)設(shè)備如門驅(qū)動(dòng)氣壓檢測(cè)儀、轉(zhuǎn)向架式試驗(yàn)臺(tái)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)式試驗(yàn)臺(tái)、電力和工程電子等測(cè)試裝置[4]。在對(duì)設(shè)備的采購和選型工作過程中，要盡量選擇一些技術(shù)成熟的先進(jìn)設(shè)備，與相關(guān)專業(yè)廠商之間建立緊密的合作伙伴關(guān)系，根據(jù)實(shí)際情況和需要共同協(xié)商和更新設(shè)備，注意維護(hù)好設(shè)備和基站平衡計(jì)劃的有機(jī)配置和協(xié)調(diào)，同時(shí)要注意提高廠房的規(guī)格級(jí)別等，以確保各種設(shè)備的類型、性能和功能都符合現(xiàn)場(chǎng)要求。

（三）檢修流程布局

地鐵轉(zhuǎn)向架維護(hù)程序的安排遵循“資源共享”的原則，強(qiáng)調(diào)各維修線之間的有效連接，以免工作站和工作區(qū)發(fā)生問題，布局過程中應(yīng)該減少在維修工作中使用起重設(shè)備。同時(shí)注重設(shè)備配置的科學(xué)性和可行性，根據(jù)修理環(huán)境確定維修站，提高修理設(shè)備的修理功能。根據(jù)維修保養(yǎng)管理提高維修的流暢性和滲透性，保證維修設(shè)備的要求。此外，科學(xué)地建立改善車輛維修和倉庫的人流、物流的主要渠道。基于維護(hù)流程布局科學(xué)合理規(guī)劃，充分發(fā)揮了各個(gè)維護(hù)區(qū)域的功能。例如，轉(zhuǎn)向架與臨時(shí)維護(hù)庫和起重機(jī)的大修理進(jìn)行有效地相互連接，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向架的修理和臨時(shí)維護(hù)后的轉(zhuǎn)向架的集中儲(chǔ)藏。通過長(zhǎng)鏈轉(zhuǎn)移，降低了使用安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)對(duì)起重設(shè)備維護(hù)工作穩(wěn)定性進(jìn)行了保證。

（四）分解與組裝

為了保證轉(zhuǎn)向架維護(hù)修理過程中拆卸的技術(shù)穩(wěn)定性，在拆卸過程中需要對(duì)比轉(zhuǎn)向架框架的高低部件，所以必須使用轉(zhuǎn)向架提升來調(diào)整高度。為了滿足維修時(shí)轉(zhuǎn)向架規(guī)格的高低差，直接在轉(zhuǎn)向架規(guī)格的裝卸作業(yè)位置設(shè)置溝槽。轉(zhuǎn)向升降機(jī)平臺(tái)也被稱為轉(zhuǎn)向升降機(jī)，是利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺絲控制轉(zhuǎn)向架使之升降的起重機(jī)。修理人員從側(cè)面進(jìn)出檢查區(qū)域，使用轉(zhuǎn)向電梯進(jìn)行修理。但是，由于轉(zhuǎn)向架體本身較重，在實(shí)際維護(hù)過程中，出于安全考慮，需要控制轉(zhuǎn)向平臺(tái)的升降速度，因此修理效率相對(duì)較低。與懸掛轉(zhuǎn)向架的平臺(tái)相比，槽的配置成本低，工作效率高，但也存在安全問題。因此，轉(zhuǎn)向架升降平臺(tái)更常用于地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的維修布置過程。

（五）構(gòu)架清洗

在地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的清洗和修理過程中，傳統(tǒng)的清洗效果不理想，接頭需要密封防水，對(duì)整體的修理效率有一定的限制。因此，在實(shí)際修理過程中，一般情況下，不是將轉(zhuǎn)向架整體清洗干凈，而是將轉(zhuǎn)向架分解成幾個(gè)部分分別清洗。一般的車架清洗方法主要使用高壓水槍和洗滌劑，這樣可以提高清洗的質(zhì)量和效率。因此，使用干冰對(duì)車輪和框架進(jìn)行清洗成為了新的研究想法。干冰清潔技術(shù)也叫冷噴，簡(jiǎn)單地說，利用壓縮空氣或液體作為干冰清潔器的推動(dòng)力和載體，加速干冰粒子，然后使用一種專門的噴淋式清洗器將其直接噴灑在被清洗的物體表面。干冰粒子在高速移動(dòng)后，迅速凍結(jié)侵入物體外殼表面的灰塵和其他殘留雜質(zhì)，并隨著氣流排出。干冰式清洗技術(shù)可以有效控制清洗過程中物體和金屬表面，特別是材料表面的損傷，清洗效率比傳統(tǒng)的清洗劑和高壓水槍清洗方式高。

四、智能故障識(shí)別方法

雖然傳統(tǒng)的地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的故障辨認(rèn)技術(shù)也涉及通過查看頻譜示意圖中故障信號(hào)來確定該地鐵車輛是否有該故障，但是并未涉及智能技術(shù)的結(jié)合。近年來，信息科學(xué)和技術(shù)在不斷的發(fā)展，隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和非線性混沌及分形理論的引入，智能缺陷識(shí)別方法是地鐵轉(zhuǎn)向架缺陷識(shí)別的新應(yīng)用。這種缺陷診斷技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)無人值守的智能診斷，而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的診斷識(shí)別過程中的自學(xué)習(xí)和適應(yīng)。但是，這種智能故障識(shí)別技術(shù)仍然需要很多基于底部故障的樣品來供機(jī)器學(xué)習(xí)。人工網(wǎng)絡(luò)必須提前接收數(shù)據(jù)訓(xùn)練與處理，而且該類型的智能故障識(shí)別技術(shù)方法對(duì)環(huán)境條件的要求很高，診斷效果也相對(duì)欠缺。這種智能缺陷識(shí)別方法首先是需要充分地了解頻譜，以便分析出其中的峰值[5]。譜峰值的信息收集完成后，需要確認(rèn)故障的特征和頻率的設(shè)置。所設(shè)置的搜索頻段也不能過窄，因?yàn)殄e(cuò)誤原因不止一個(gè)，只取得一個(gè)最高值必然就會(huì)漏掉一個(gè)峰值。這個(gè)缺失的峰值很有可能就是下次搜索的第二個(gè)最高閾值，如果這兩個(gè)峰值的平均閾值都超過了所設(shè)定的最高閾值，則計(jì)算機(jī)無法識(shí)別該峰值，必須滿足預(yù)設(shè)的搜索頻寬，使得地鐵轉(zhuǎn)向架的故障診斷需要滿足搜索的需求。

五、結(jié)束語

綜上所述，由于目前的大中型城市中地鐵線路仍然處于發(fā)展過程，其中車輛基地的轉(zhuǎn)向架維護(hù)與檢修工藝也還需要探索研究。地鐵轉(zhuǎn)向架維修是地鐵維修中一個(gè)非常必要的環(huán)節(jié)，因此需要合理規(guī)劃和安排地鐵站臺(tái)轉(zhuǎn)向架維修工藝布置，可以有效地改進(jìn)轉(zhuǎn)向架效果，進(jìn)而推進(jìn)地鐵車輛質(zhì)量保證，實(shí)現(xiàn)有效交互車輛運(yùn)營(yíng)管理，真正實(shí)現(xiàn)資源共享與發(fā)展。