新型有軌電車同步電機驅動的獨立輪轉向架輪軸檢修工藝研究

姚應峰

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

新型有軌電車同步電機驅動的獨立輪轉向架輪軸檢修工藝研究

姚應峰

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

新型有軌電車在國內發展迅速,但是相關的檢修工藝落后、設備陳舊,因此,需要對檢修工藝進行研究。針對同步電機驅動的獨立輪式轉向架,分析其不同于傳統轉向架的特征,研究轉向架構架和輪對的檢修工藝及維修設備,得出轉向架輪軸檢修間的工藝布置。與國內現有的有軌電車轉向架檢修工藝相比,優化了工藝布置和設備配置,解決了同步電機驅動的獨立輪式轉向架輪軸的檢修工藝。

同步電機；新型有軌電車；獨立輪轉向架；檢修工藝；轉向架輪軸間

1 概述

新型有軌電車作為一種中低運量公共交通運輸系統，具有路權共享、成本節約、綠色環保等特點，在國內外得以廣泛應用，發展前景廣闊。在國外，有軌電車已有100多年的歷史。在國內，根據統計，約有58個城市規劃總計超過6 000 km新型有軌電車線路，全國已有長春、大連、香港、天津、上海張江、沈陽、南京、蘇州、廣州、淮安、武漢、深圳、珠海以及青島共14座城市建成和開通運營有軌電車，建設里程共約214 km。同時，包括沈陽、上海松江、蘇州、北京、深圳、珠海、佛山、南京、武漢、成都、寧波、云南紅河州及文山、鄭州、蘭州、天水、南孚、泉州及三亞等20多個城市和地區的有軌電車正處于建設階段，建設中的里程長度約有350 km。

新型有軌電車的發展勢頭迅猛，但是相關檢修工藝落后、設施陳舊、經驗缺乏，目前僅有沈陽渾南新城車輛段已建成大架修及轉向架輪軸檢修線，主要針對的是100%低地板普通獨立輪轉向架和70%低地板傳統轉向架的檢修工藝[1]。大連老式有軌電車民主檢修基地主要針對的是高低板傳統轉向架，目前僅存在簡易的轉向架輪軸檢修設施，轉向架輪軸檢修的工藝落后，設施陳舊。另外，國內外有軌電車車輛供貨商眾多，各供貨商提供的車輛轉向架構造也不相同，且轉向架采用獨立輪對，又不同于傳統的地鐵或國鐵轉向架，這樣就給轉向架輪軸檢修的工藝設計帶來了困難，難以形成統一的標準。在這種背景下，針對新型有軌電車獨立輪式轉向架的檢修工藝研究顯得十分有必要，以佛山市南海新交通項目采用的同步電機驅動新型有軌電車獨立輪轉向架為例，對轉向架輪軸的檢修工藝進行研究。

2 同步電機驅動的獨立輪轉向架特點

轉向架是車輛的走行部，是安全、可靠的成熟產品。它分為結構相似的兩種動力轉向架，均為有搖枕結構。轉向架采用先進的永磁電機直驅技術，沒有齒輪箱傳動機構。轉向架結構主要包括構架組成、獨立輪軸橋、一系懸掛、二系懸掛及牽引裝置(中央懸掛)、永磁電機牽引驅動裝置、基礎制動裝置、磁軌制動裝置、轉向架配管、系統附件(含撒砂裝置等)、排障裝置、側罩板等。轉向架的結構如圖1、圖2所示。

3 檢修工藝研究

轉向架維修工作主要為轉向架分解維修，包括牽引電機、一二系簧、構架、輪對等部件的拆卸、分解、檢查、組裝、實驗等工作，由于牽引電機一般采用委外修，本次不再詳述其維修工藝。轉向架檢修一般不采用定位修，而采用流水作業式的生產組織，是指待修轉向架按照規定的路線有節奏地移動，經過若干個分工明確的檢修臺位后，完成其全部的檢修工作，形成一個矩形的檢修閉環。其檢修工藝流程見圖3。

圖1 端部轉向架

圖2 中部轉向架

圖3 轉向架檢修工藝流程

3.1 轉向架分解工藝

轉向架推進轉向架輪軸檢修間后，進行初步分解，主要分解牽引電機，然后進行轉向架清洗，分解一二系懸掛裝置、構架和輪對。涉及的主要檢修設備為轉向架升降平臺、轉向架清洗機，天車。

3.2 構架檢修工藝

構架的檢修工藝流程見圖4。

(1)構架存放的維護和保養

圖4 構架檢修工藝流程

構架備品長期存放時，須做好防銹處理，保證構架底漆、面漆完整，螺紋孔、未涂裝的安裝面需涂抹潤滑油脂進行防銹。

(2)缺陷檢查

在構架從轉向架分解工位運送過來后，對構架進行外觀劃傷、磕碰等缺陷檢查。

(3)探傷檢查

對構架拋丸處理，按照相關要求對轉向架構架關鍵部位焊縫和關鍵區域進行探傷檢查是否有裂紋(磁粉探傷或超聲波探傷)，同時檢查構架管卡座及管卡滑道。

構架表面發現裂紋后，需進行焊修處理，構架的焊修需按照《機車車輛修理焊接技術條件》(TB/T1581—1996)執行，焊修完成后需打磨處理，并探傷檢查，并對構架焊后進行去應力處理。

(4)構架油漆

檢修中若需構架表面脫漆，檢修完成后需重新涂裝油漆。

(5)構架檢修主要工藝設備

主要工藝設備有：構架存放架、構架測量平臺、構架油漆平臺、移動式超聲波探傷機、移動式磁粉探傷機。

3.3 輪對檢修工藝

輪對主要包括：車輪和軸橋。檢修工藝基本遵循分解、檢修、組裝、存放的流程，見圖5。

(1)輪對分解

由于車輪采用彈性車輪，車輪和車軸采用軸承連接，分解需要特殊的工裝，檢修工藝與傳統輪對有較大的不同。車輪與軸橋的分解采用車輪退卸工裝設備，分解后再采用軸承內外圈退卸工裝，將軸承與輪餅分離。

圖5 輪對檢修工藝流程

(2)輪對檢修

對分解后的軸橋的一系簧支撐座、軸橋橫梁、搖枕座等進行超聲波探傷和磁粉探傷，如發現裂紋，需要進行焊修并探傷，然后對輪對進行油漆。輪對踏面如出現擦傷，需要進行鏇修。

(3)輪對組裝

輪對的組裝主要是軸承內圈和軸頸、軸承組裝、軸承外圈和輪餅的組裝，軸承內圈通過感應加熱設備加熱后安裝在軸頸上，同樣將外圈冷卻或將輪餅加熱后安裝軸承的外圈。主要工藝設備有：中頻感應加熱設備、軸承密封圈安裝工具。軸承組裝的環境條件要求一般為同溫、干燥、防塵的環境。

(4)輪對的存放

組裝完成后的輪對存放在輪對存放線上。

3.4 轉向架輪軸檢修間工藝布置

根據前文所述的檢修工藝，按單循環流水線對轉向架輪軸間的檢修工藝進行布置，如圖6所示。主要包括轉向架分解檢修工位、輪對分解檢修工位、輪對鏇修、存放工位、轉向架組裝工位和轉向架靜載試驗工位。為滿足零部件的吊裝要求，庫內分別設置10 t和2 t的天車。

圖6 轉向架輪軸間工藝平面布置

4 結論

新型有軌電車在國內的發展勢頭迅速，但是相關的檢修工藝落后、設備陳舊，針對同步電機驅動的獨立輪式轉向架，分析了其不同于傳統轉向架的特征，并針對這些特征，分析了轉向架輪軸的檢修工藝及維修設備，最后根據檢修工藝的流程，得出了轉向架輪軸檢修間的工藝布置圖，與國內現有的有軌電車轉向架檢修工藝相比，優化了工藝布置和設備配置，解決了同步電機驅動的獨立輪式轉向架的檢修工藝，可供類似項目參考。

[1] 郭澤闊，施炳嫻，閆雪燕，等.沈陽市渾南新區現代有軌電車的轉向架檢修[J].都市快軌交通，2013，26(6)：197-200.

[2] 沈訓梁，陸云，李俊，等.100%低地板有軌電車及其轉向架發展現狀[J].都市快軌交通，2013，26(5)：21-24.

[3] 孫效杰，陸正剛，張勁.低地板有軌電車用盤式永磁電機直驅技術[J].同濟大學學報(自然科學版)，2014，42(8)：1245-1250.

[4] 吳其剛.現代有軌電車系統發展的重難點及對策研究[J].鐵道工程學報，2013(12)：89-92，98.

[5] 文永蓬，鄭穎，張澤宇，等.現代有軌電車混合輪對動力轉向架初步設計分析[J].城市軌道交通研究，2012，15(9)：108-111.

[6] 葉霞飛，李君，霍建平.國內外城市軌道交通車輛段對比研究[J].城市軌道交通研究，2003，6(1)：72-77.

[7] 李克雷，劉玉文，鄧小軍，等.永磁直驅現代有軌電車[J].現代城市軌道交通，2016(5)：1-5.

[8] 李梁，劉家棟，劉軍良，馬喜成.100%與70%低地板輕軌車輛特點及選型分析[J].軌道交通裝備與技術，2015(4)：6-8.

[9] 劉文威，陸正剛.有軌電車輪轂永磁直驅彈性車輪有限元分析[J].機電一體化，2015(8)：27-32.

[10] 劉金棟，傅茂海，李芾.香港城市有軌電車轉向架方案設計[J].鐵道機車車輛，2002(6)：10-1.

Study on Inspection and Repair Process of Bogies with Inde-pendent Wheels and Axle Driven by Synchronous Motor of New-type Tramcar

YAO Ying-feng

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, China)

The new-type tramcars are developing rapidly in china, but the inspection and repair processes are legging behind and associated equipment is old and insufficient. So, it is necessary to study the inspection and repair processes. This paper analyzes the characteristics of bogies with independent wheels driven by synchronous motor, their differences from traditional bogies and it also analyzes the inspection and repair processes and maintenance equipment for bogie frame and wheel-set to come up with the process layout of the bogie-axle work shop. Comparison with the existing bogie repair process is conducted and process layout and equipment configuration are optimized so as to define the inspection and repair processes for bogies with independent wheels and axle driven by synchronous motor of new-type tramcar.

Synchronous motor; New-type tramcar; Bogies with independent wheels; Inspection and repair process; Bogie-axle work shop

1004-2954(2018)01-0138-04

2017-03-10；

2017-04-24

姚應峰(1981—)，男，高級工程師，2008年畢業于西南交通大學車輛工程專業，工學碩士，E-mail：115419015@qq.com。

U482.1

A

10.13238/j.issn.1004-2954.201703100005