中低速磁浮車輛總裝及運輸方案研究

姚生軍

(北京京投軌道交通技術研究院有限公司，北京 100070)

中低速磁浮車輛的下部結構與輪軌車輛的下部結構差異很大。例如中低速磁浮車輛的懸浮架數量多，均布整個車輛地板下方；車下懸掛設備多，并且多數安裝于懸浮架中央的空檔位置；懸浮架與車體的連接點多，懸浮架環抱軌道。從中低速磁浮樣車生產、總裝、吊裝、運輸的經驗來看，中低速磁浮車輛的總裝和運輸工藝性較差，造成總裝和運輸工作量大，成本高，周期長，無法適應批量化生產的要求，因此需要研究新的中低速磁浮車輛總裝及運輸方案。

1 中低速磁浮車輛的結構特點

1.1 車輛總體結構

中低速磁浮車輛結構主要由車體及懸浮架兩部分組成，其他附屬裝置均安裝于車體及懸浮架上。車輛頂部安裝空調機組，車輛下部吊掛設備。每輛車一般有4～5臺懸浮架均勻分布于車體下方，環抱軌道，并通過空氣彈簧支承車體，縱向拉桿、防過充鋼絲繩、空氣管路、油管及電纜連接于車體與懸浮架之間，連接點很多，總裝及分解工作量較大。中低速磁浮車輛斷面布置如圖1所示。

1.車體； 2.車下設備； 3.懸浮架； 4.軌道。

1.2 車體結構

中低速磁浮車車體結構為鋁合金型材與鋁蜂窩板復合而成的筒形整體承載結構。窗口及門口尺寸大，車體垂向剛度及扭轉剛度較弱，吊裝點及頂車點均在車體底架的側梁上。

1.3 懸浮架

中低速磁浮車每輛車安裝4～5臺懸浮架，每臺懸浮架分為左右2個模塊，通過防側滾梁組成可以自由解耦的口字形結構。兩側托臂與電磁鐵形成環抱軌道結構，兩側模塊組裝和分解都比較費時費力。車體下吊掛的主要設備懸掛于車體下部中央位置，并位于懸浮架的空檔位置。懸浮架中每個模塊都安裝有直線電機和整體電磁鐵，并安裝了增壓缸、空氣彈簧、橫向拉桿及座、縱向拉桿座、電磁鐵限位塊、液壓支承輪、支承滑塊、制動器等附屬裝置。

2 中低速磁浮車輛樣車的總裝及運輸方式

2.1 中低速磁浮車輛總裝及運輸的定義

中低速磁浮車輛的總裝是指在總裝車間完成車體內裝飾、設備、管線、車下設備箱等附屬裝置的安裝后，車輛上部結構與懸浮架進行組裝落成的過程。這個過程中包括懸浮架在磁浮線路上的安裝和車輛上部結構吊裝坐落在懸浮架上并進行連接。

中低速磁浮車輛的運輸包括車輛進行總裝前懸浮架及車體在廠內的運輸，以及車輛總裝調試完成后向廠外的運輸。

2.2 樣車懸浮架向廠內磁浮線路上的運輸及安裝

懸浮架組裝調試完后解體，分為左右2個模塊(每個模塊都包括電機、電磁鐵)、防側滾梁，用汽車運輸至廠內磁浮線路安裝位置；然后用吊車分別將懸浮架2個模塊吊到軌道上方，通過調整模塊與軌道之間的角度使懸浮架模塊落在軌道上，安裝防滾梁并調整好各懸浮架及其之間的位置關系；最后相繼安裝懸浮架上的相關附屬裝置，如橫向拉桿、增壓缸、油管、電磁鐵限位塊、制動器、懸浮傳感器等。

2.3 樣車車體向廠內磁浮線路上的運輸及吊裝

首先將車體下方占據吊裝點位置的設備拆除，留出吊具的位置，用吊具將車體吊放在特制的可在鐵軌上拖動行走的支架小車上，將車體推到總裝車間外；然后用2臺吊車將車體吊到長大平板汽車上進行固定，運到廠內磁浮線路側的車輛安裝場地；再用2臺吊車將車體吊到已安裝好懸浮架的線路上方，落下車體使之與懸浮架相連；最后安裝車下設備及其他零部件、接線、連接車體與懸浮架等。

2.4 樣車向廠外運輸

磁浮車輛樣車向廠外運輸可采用鐵路和汽車2種方式。汽車運輸機動性強，時間短，手續簡單，可實現門到門運輸，但有超寬、超高問題，有一定的安全風險。鐵路運輸時間長，手續麻煩，安全性高，但仍需要用平板汽車將車輛周轉至磁浮車輛段，操作起來麻煩。因此，綜合分析，汽車運輸優于鐵路運輸，所以下文均以汽車運輸方式進行闡述。

2.4.1 樣車車體的運輸

將車體與懸浮架分開運輸，車體采用特種低平板車裝運，但不得超出公路限高，因此空調機組需拆除單獨運輸。車下大量的吊掛設備、部件以及個別管路等也需要拆除，運輸時車體吊裝方法與廠內總裝時相同。

2.4.2 樣車懸浮架及零散設備的運輸

懸浮架需在磁浮軌道上進行拆解，過程與安裝相反。將懸浮架模塊和拆下的零散設備裝箱并進行防護，最后再裝上汽車向廠外運輸。

2.5 中低速磁浮車樣車在廠外的總裝

磁浮車體、懸浮架及相關設備零件等到達目的地后，采用與廠內磁浮線路上相同的方式進行總裝。

2.6 磁浮車輛樣車總裝及運輸流程

圖2為磁浮車輛樣車的總裝及運輸流程。

圖2 中低速磁浮車輛樣車的總裝及運輸流程圖

2.7 樣車的總裝及運輸存在的問題

中低速磁浮車輛樣車的總裝方案決定了吊裝和運輸方式，運輸時拆除設備多，總裝時間長，安全性不高，工作效率很低，因此不適應批量化生產需要，必須研究新的中低速磁浮車輛總裝方案來解決以上問題。

3 中低速磁浮車輛批量化的總裝及運輸方式

中低速磁浮車輛總裝及運輸的原則是減少總裝及運輸費用，縮短總裝周期，提高吊裝和運輸的安全性。

3.1 批量化生產時的吊裝和運輸方式的探究

為提高運輸和總裝的效率，降低成本，就必須研究新的吊裝和運輸方式。通過分析和研究車輛與軌道的結構，確認采用懸浮架整體吊裝上線組裝及磁浮車輛整體運輸的方式，不僅減少了車輛拆分工作，這大大提高了廠內車輛組裝效率、車輛運輸效率和廠外上線安裝的效率。

懸浮架采用整體吊裝上線方式，方法是采用專用吊具將懸浮架整體起吊并沿磁浮軌道平移安裝到磁浮線路上，而不需要將落成后的懸浮架先分解再安裝到磁浮線路上，這樣就節省了懸浮架的拆分、組裝過程，大大提高了工效。

磁浮車輛整體運輸是車體和懸浮架總成后，車輛調試完畢，不需將車體和懸浮架進行分離而是一起運輸。此種方式需要制造專用運輸車輛。當需要運輸磁浮車輛時，將專用運輸車上的軌道對正磁浮車輛所在的線路軌道，并采取一定的方法牽引磁浮車輛到專用運輸車上，再將磁浮車輛與專用運輸車進行捆綁固定，就可將磁浮車輛運輸到目的地。到達目的地后，將專用運輸車軌道對正目的地的磁浮軌道，實現磁浮車輛從專用運輸車到目的地軌道的轉移。這種運輸方式是最省時省力的運輸方式，磁浮車輛批量化生產時推薦采用這種方式運輸。

3.2 批量化生產磁浮車輛總裝及運輸流程

圖3為批量化生產磁浮車輛的總裝及運輸流程。

圖3 中低速磁浮車輛批量化生產的總裝及運輸流程圖

4 中低速磁浮車輛批量化生產的總裝及運輸專用裝備

4.1 磁浮車輛車體及懸浮架的專用吊具

廠內總裝時需要吊裝車體與懸浮架進行落成總裝，由于磁浮車輛車下設備較多，車輛吊具需進行優化設計，保證在吊裝磁浮車車體時不需拆卸任何車下設備，吊具下部也不需設計成常規吊具的整體托梁結構，以免與車下設備干涉而難以裝拆。中低速磁浮車批量化生產時的吊具可設計成門式吊具，下部橫梁做成可轉動的短臂取代整體托梁結構。

懸浮架采用整體吊裝方式時，由于兩側模塊通過防側滾梁連接，兩側互不約束，必須采用專用吊具使兩側模塊組裝后保持相對位置和尺寸，以順利通過專用吊具使懸浮架從線路軌道端部整體滑入磁浮軌道并置于預定位置。

4.2 磁浮車輛專用運輸車

磁浮車輛專用運輸車是磁浮車輛運輸的核心裝備，可以實現從車輛廠向用戶車輛段的直接門對門運輸，省去所有的車輛拆卸分解和再裝配過程。專用運輸車上的軌道可調整與線路軌道高度相適應，并且在運輸過程中保證符合沿線公路的限界。圖4為中低速磁浮車專用運輸車的側視圖與剖視圖。

(a) 側視圖

5 結論

新的磁浮車輛總裝及運輸方案解決了批量化磁浮車輛總裝及運輸過程中的難題，可大大縮短周期，降低成本，并大幅度提高了工作效率，可以滿足磁浮車輛批量化生產的要求。