新型的客車轉向架檢修流水線

蔣 杰

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司， 陜西西安 710043)

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新型的客車轉向架檢修流水線

蔣 杰

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司， 陜西西安 710043)

根據客車轉向架檢修要求，設計了新型的客車轉向架檢修流水線。流水線采用構架智能輸送車對客車轉向架進行傳輸，利用無線工業以太網進行通訊控制，實現了智能調度，提高了流水線的自動化程度。

客車; 轉向架; 檢修流水線; 無線工業以太網

近年來，中國鐵路進入了一個高速發展的階段，同時與之相配套的鐵路檢修裝備水平也得到了極大的發展。轉向架是鐵路車輛運行的關鍵部件，與列車的行駛安全息息相關，轉向架檢修也是各個車輛段和檢修車間的最主要的檢修內容之一。最近幾年，貨車轉向架檢修裝備水平發展迅速，從一字線地面轉向架檢修流水線到各種形式的懸掛式檢修流水線[1-2]，從最早的手動、簡單自動控制，到現在的智能調度控制，貨車轉向架檢修的自動化水平提升很快[3]。與貨車轉向架檢修流水線的快速發展相比，客車轉向架檢修裝備水平的發展相對滯后，這與客車轉向架檢修量相對較小和客車轉向架檢修時間較長的檢修特點有關。雖然現在有些單位也開始研究提高客車轉向架檢修工藝、工裝水平的問題[4]，但總體而言，現在大多車輛檢修部門仍舊采用定點檢修作業方式進行檢修，檢修生產效率和檢修自動化水平較低。

根據西寧車輛段客車轉向架檢修車間實際布局，研制了全新的客車轉向架檢修流水線，實現客車轉向架檢修輸送的自動化調度，提高客車轉向架的檢修水平。

1 流水線工藝設計及結構組成

1.1 流水線設計原則

西寧車輛段主要檢修的客車轉向架有209T，209PK，209HS，206G，SW-220K，AM96等各種類型，因此要求檢修流水線的通用性好，可適用于各型客車轉向架的檢修。同時需合理設計流水線工藝裝備及結構形式，確保轉向架在檢修流水線上能有效智能地進行檢修和輸送，從而切實提高轉向架的檢修效率和檢修的自動化水平。

1.2 流水線結構形式

客車轉向架檢修一般需經過分解-拋丸除銹-翻轉檢查—噴漆—組裝等幾個檢修工藝過程，根據車間布局和工藝要求，流水線采用地面軌道式結構，流水線結構形式布局如圖一所示。

圖1 客車轉向架檢修流水線布局示意圖

客車轉向架檢修流水線由地面軌道、構架智能輸送小車、地面旋轉轉盤、構架分解組裝臺、構架翻轉機、吊具、噴漆烘干間、拋丸間、控制系統等組成。

流水線主要由2條水平的輸送主線和16條垂直方向的檢修支線構成。每條主線均向外延展出8條檢修支線，在檢修支線上設計構架舉升機，用于進行構架的分解和組裝作業。主線和檢修支線交叉處采用地面旋轉轉盤進行換向，兩條主線間采用3條快捷線進行聯接，便于構架在各個檢修工位間進行傳輸。每條輸送主線上安裝1臺構架翻轉機，輸送主線端部分別連接噴漆烘干間和構架拋丸間，系統共設置了10臺構架智能輸送小車在流水線之間進行構架傳輸。

1.3 結構組成及工作原理

(1)構架智能輸送小車

構架智能輸送小車用來承載構架，并對構架在各工位間進行自動輸送。由主機框架、承載平臺、可調構架支承裝置、走行裝置、旋轉裝置、蓄電池組、控制系統等組成。輸送小車結構如圖2所示。

圖2 構架智能輸送小車

構架智能輸送小車具有走行和旋轉兩組動作執行機構，利用大容量蓄電池組為驅動電機進行供電。小車走行裝置采用位置傳感器進行定位，并且走行和旋轉電機采用直流調速器進行調速驅動，運行平穩，定位準確。同時在走行裝置上安裝了旋轉編碼器進行位置記錄，便于進行智能調度操作。

構架智能輸送小車采用可調構架支承裝置進行構架承載，可調構架支承裝置可以進行不同檔的位置調整，以承載各型客車構架。

(2)構架分解組裝臺

構架分解組裝臺用于在轉向架檢修流水線檢修工位上對構架進行舉升，方便進行構架的分解組裝作業。主要由主機框架、升降裝置、可調構架支承裝置、升降導向裝置等組成。分解組裝臺如圖3所示。

構架分解組裝臺也采用可調構架支承裝置對構架進行支承承載。不工作時，可調構架支承裝置降到地面下，活動蓋板自動翻蓋，不影響整個車間美觀；工作時，可調構架支承裝置伸出，對構架進行支承承載，便于進行檢修作業。

(3) 地面旋轉轉盤

地面旋轉轉盤安裝在客車轉向架檢修流水線上，用于構架檢修輸送小車在輸送主線軌道與檢修支線軌道之間進行轉換。結構如圖4所示。

圖3 構架分解組裝臺

圖4 地面旋轉轉盤結構示意圖

地面旋轉轉盤采用內齒式回轉支承作為旋轉、支撐結構，結構緊湊、剛性較好。旋轉裝置采用變頻調速系統進行驅動，運行平穩，定位準確。

2 控制系統組成及工作原理

控制系統由主控制系統模塊和各個子控制系統模塊組成，其中子控制系統模塊包括工位操作控制系統、構架智能輸送小車控制系統、地面旋轉轉盤控制系統、構架分解組裝臺控制系統等。主控制系統和各個子控制系統之間進行實時通訊，可以進行構架檢修過程中構架的智能輸送調度以及各個檢修裝置之間的協同動作和安全互鎖保護。

2.1 控制系統結構組成

客車轉向架檢修流水線控制系統結構如圖5所示。

(1) 主控制系統模塊又可分為上位監控模塊和現場控制模塊兩個部分。上位監控模塊主要可以進行現場運行實時監控，轉向架檢修信息管理等功能，包括上位工作站、監控屏幕、數據打印等；現場控制模塊主要可以進行現場數據采集匯總、數據邏輯計算、通訊管理等功能，包括主控制PLC、工業交換機等。

圖5 控制系統結構示意圖

(2) 工位操作控制系統主要提供工位操作人機操作界面，進行構架分解組裝臺、構架智能輸送小車的操作、調度及轉向架在工位檢修信息的管理等功能。每個工位提供一個工業人機界面進行工位級操作。

(3) 構架智能輸送小車控制系統主要對構架智能輸送小車進行動作控制、智能控制等功能。每個構架智能輸送小車都有一套完善、獨立的控制系統，系統主要包括西門子控制器及相應的控制模塊單元。

(4) 地面旋轉定位轉盤控制系統和分解組裝臺控制系統主要用于提供對轉盤和分解組裝臺進行現場控制。主要包括PLC控制器及相應的控制模塊單元。

2.2 控制系統網絡結構

客車流水線控制系統各個模塊通過完善的控制網絡和現場總線緊密聯系，進行實時數據交換，可為各個控制系統模塊提供實時的管理和控制信息，提供最優化的控制策略。

控制系統的網絡通訊主要為工業以太網和Profibus-DP現場工業總線。

通過兩臺工業交換機把主要的系統模塊連接成環形網絡結構。主控制系統、工位操作控制系統通過有線方式直接接入控制主網；構架智能輸送小車由于是移動設備，采用有線方式布線不易實施，因此采用西門子的Scalance W無線工業以太網進行接入，在車間布置兩個無線接入點W788-1 Pro及全向天線，在構架智能輸送小車上布置無線客戶端W744-1及天線，兩個接入點與主網進行有線連接，從而使構架智能輸送小車控制系統以無線方式接入控制主網[5-6]。地面旋轉定位轉盤和分解組裝臺控制系統則通過Profibus-DP工業總線接入主控制系統的PLC控制器。

系統采用工業以太網作為控制主網，不僅可以提供大數據量的高速通訊，有利于提高控制系統的通訊效率和操作實時性，同時也為系統提供了良好的擴展接口，方便系統的擴展，例如將來與配件物流系統等進行無縫對接。

3 結束語

新型客車轉向架檢修流水線投入運行以來，運行穩定可靠，成為路內客車轉向架檢修的示范線。主要有以下優點:

(1) 工藝布局合理，作業方式高度柔性化。

(2) 流水線自動化程度高，有效提高轉向架檢修效率。

[1] 梁春義，董本光.新型懸掛式轉向架檢修流水線[J].鐵道車輛，2013，51(9)：38-40.

[2] 崔宏宇.貨車轉向架檢修流水線布置形式探討[J].科技創新與應用， 2014,(31):36-38.

[3] 王洪昆，王永剛.新型雙層懸掛式轉向架檢修流水線[J].鐵道機車車輛， 2014,34(1):116-119.

[4] 艾曉朦,蔡澤贊. 普通客車轉向架檢修線方案設計[J].農家科技,2012,(12):108.

[5] 西門子.SCALANCE W工業無線移動通訊[Z].2012.

[6] 西門子.西門子工業無線SCALANCE W通訊組態[Z].2006.A New Type Passenger Car Bogie Maintenance Line

JIANGJie

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co.,Ltd., Xi'an 710043 Shaanxi, China)

According to the requirements of the passenger car bogie maintenance, we designed a new type of bogie maintenance line. The bogie is transmitted by the intelligent transportation vehicle. We use wireless industrial Ethernet for communication control, implements the intelligent scheduling，and enhance the automation of the maintenance line.

passenger car; bogie; maintenance line; wireless industrial ethernet

?)男，高級工程師(

2016-05-05)

1008-7842 (2016) 05-0104-03

U279.3+3

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2016.05.24