机车运用维修段检修设备配备的思考

牟晓东

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 机车运用维修段的功能定位及设备配备原则

大功率交流传动电力机车是我国铁路装备现代化的重要组成部分。借鉴动车段及动车所的成功建设经验，大功率交流传动电力机车的检修分为大修厂、检修基地、运用维修段［1］3个阶段。大修厂负责完成机车厂修(6年以上修)的检修工作，一般设在机车制造厂;检修基地负责完成机车的6年检、2年检等中等以上的检修工作，目前全路正在施工建设7个大功率交流传动电力机车检修基地;运用维修段负责完成机车运用、整备管理工作和1年检、半年检、季检、月检、半月检、日检的检修工作，一般与丰台西、湖东、武汉北等大编组站配套设置。由以上设置原则及承担的工作内容可以看出，大功率交流传动机车运用维修段直接承担铁路运输牵引任务，其战略位置处在铁路运输装备保障体系的最外层，属铁路运输的第一线。工作质量将直接关系到铁路的整体服务水平，运用维修段比检修基地、机车大修厂等具有更为重要的战略地位，是铁路运输体系的关键环节。

按机车运用新模式的要求，大功率和谐机车运用维修段的设备配备［2］，应遵循以下原则:

(1)满足对所有入库运用机车实行全方位、全天候整备的要求，保障入段机车的完好运用;

(2)满足1年检、半年检、季检、月检、半月检等检修工作的要求;

(3)对随时可能发生的各类突发事件，运用段须具备应有的应对能力及相应的硬件条件;

(4)对频发作业项目，尽可能地形成本地修能力，减少向检修基地的往返运输量，降低运用成本和配件数量;

(5)不断提高整备、检修作业的现代化水平，建立起与机车技术水准、价值相配套的整备检修体系;

(6)不断完善、健全人身、设备安全保障体系。

2 长子南派驻机车折返段的设计内容

2.1 长子南派驻机车折返段的概述

新建山西中南部铁路通道［3］北起山西兴县，途径山西省吕梁、临汾、长治、河南省安阳、鹤壁、濮阳、山东省济宁、泰安、莱芜、淄博、临沂、日照等3省12市，线路全长1 257 km。本线为联通山西、河南、山东3省的大能力铁路通道，在路网中起骨干作用，为路网干线铁路;本线货物运输以煤炭为主，由煤炭装车地始发，到达日照港下海煤炭约占总量的1/3，去往京广、京九、京沪3大干线铁路的煤炭约占总量的1/3，沿线消耗煤炭约占总量的1/3;预计近、远期重车方向货流密度11 576万t、17 129万t，近远期客车对数分别为3对/d和5对/d。

结合山西中南部铁路通道的运量、运输组织方式、车流特点等因素，根据铁路和谐发展的基本思路和《铁路运输生产力布局调整指导性意见》的主要精神，机务设备布局调整的设想:客运机车交路以客车开行方案为依据，大力推行长交路，轮乘制，以客运中心站或大型客运站的机务设备向外辐射;货运机车交路以车流为依据，以不跨越路网型编组站的机车交路长度限制，尽可能提高机车使用效率的原则，本工程在长子南站设长子南派驻机车折返段，担当本线洪洞以西各煤炭装车站经长子南至新乡北、阜阳北、徐州北、莱芜东、日照南间的机车交路，本务机车类型暂定HXD1型大功率交流传动电力机车。

长子南派驻机车折返段的机车配属情况详见表1。

表1 长子南派驻机车折返段机车配属 台

由表1可以看出，长子南派驻机车折返段配属机车绝大多数为HXD1型机车，配属台数最终规模将达到264台，因此，长子南派驻机车折返段应作为大功率和谐机车运用维修段来进行设计。

2.2 长子南派驻机车折返段的设计过程

结合山西中南部铁路通道的运输组织特点、列流图、机车交路等因素，通过计算得出长子南派驻机车折返段的检修规模。

2.2.1 检修指标的采用

本线配属HXD1型大功率机车，机车的维修等级及间隔期［4］见表2。和谐型大功率机车检修停时见表3。

表2 HXD1型机车维修等级及间隔期

表3 和谐型大功率机车检修停时 d

2.2.2 检修工作量的计算

通过机车交路、列流图、检修指标的计算资料，计算出长子南派驻机车折返段配属机车的检修工作量见表4。

表4 机务工作量汇总

2.2.3 长子南派驻机车折返段检修设施的规模

根据表4的工作量汇总的计算数据，段内设96.0 m×48.0 m6线贯通式小辅修库1座，库内设落轮、不落轮镟各1台位;库一侧设96.0 m×12.0 m边跨，共2层，一层为检修辅助车间，依次设有空压机间、工具维修及材料存放间、滤油间、熔焊间、阀类部件制动软管检修间以及制动夹钳检修等检修辅助车间，二层为生产班组及办公房屋;库另一侧设96.0 m×21.0 m边跨，边跨内设电机轮对检修区、附件检修作业区、辅机检修作业区、主断路器检修作业区、受电弓检修作业区、仪表传感器检修作业区以及电子电器检修作业区，各车间配备相应的1年修及以下修程所需的设备。

3 长子南派驻机车折返段检修设备的配备

3.1 各维修等级的主要维修工作

由于大功率交流传动机车运用维修段担当的主要修成为1年及以下修，对应维修等级表中应为Ⅵ、Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3以及UM级修程，上述各修程的主要维修工作［5-11］如下。

目视检查(Ⅵ):目视检查及挑选部件和功能的检查。

检查1级(Ⅰ1):更换、调整和补充消耗部件，检查各部分的状态和性能，特别是车下悬吊件的安装情况。

检查2级(Ⅰ2):按照规定要求进行机车性能试验和安全性检测。

检查3级(Ⅰ3):每年一次的整个机车检查。包括冷却和空调系统的检查和清洗，整个机车功能的检查和测试。

计划外维修(UM):计划维修以外发生的所有维修活动，均属于计划外维修。如维修工作不能划分在维修计划的时间框架中而又必须实施，这些工作应归入计划外维修。

3.2 检查与检修项目

HXD1型机车在1年及以下修的检修周期内，各工作区域的主要检查、检修项目如下。

3.2.1 准备

检查机车，排放压缩空气系统。

3.2.2 司机室

司机操纵台、空调装置、前窗、侧窗、无线电通讯装置、信号装置等部件的清洁、检查及维护工作，以及制动阀、风机、压缩机、干燥器等部件的更换。

3.2.3 机械间

牵引变流器、辅助变压器、牵引电机风机、CCBⅡ制动系统、冷却塔、信号柜、低压柜、蓄电池柜等部分的清洁、检查及维护工作。

3.2.4 机车外部

车体、脚踏、车钩、排障器的目视检查、紧固工作。

3.2.5 机车下部

转向架、制动系统、主变压器、蓄电池柜、软风道、监控系统、过滤器等部件的清洁、检查及维护工作。

3.2.6 车顶设备

受电弓、隔离开关、高低音喇叭、断路器、连接器、避雷器、各类天线的清洁、检查及维护工作。

3.3 检修设备的配备

3.3.1 大功率交流传动机车的主要技术特点

大功率交流传动机车具备以下主要特点:

(1)大部分部件采用的信息化、自动化、模块化性能高的设备，使得机车整体可靠性程度高，便于维护检修。

(2)车体采用整体承载结构，转向架采用重载牵引转向架，结构合理，适合重载牵引。

(3)采用空气制动系统，基础制动为轮盘制动，适合重载列车制动。

3.3.2 长子南派驻机车折返段的设备配备

由于长子南派驻机车折返段检修设备数量较多，本次较为常规的天车、架车机、各种机床等标准设备就不再论述，仅针对运用维修段使用较频繁或是大功率交流传动机车专用设备进行描述。

(1)不落轮镟车床

不落轮镟车床通过实施机车轮对在线镟修，实现轮对的快速、经济镟修，提高机车轮对的检修质量、提升检修效率、确保机车运行安全的重要设备。

新型大功率交流传动机车功率大、运行速度高、牵引吨位大，使得轮对踏面的损伤也较严重，不落轮镟修的工作量也较其他机务段要大一些，不落轮镟车床使用频率高，因此有条件的情况下应考虑设置独立不落轮镟修库，避免在小辅修库内作业与相邻工位的干扰，提高轮对镟修效率。

(2)库用电源

HXD1型机车为交流传动机车，传统的机车牵引入库装置为直流，已无法满足牵引机车入库的要求。目前和谐型机车牵引入库主要采用2种方式，一种为电瓶供电牵引车，另一种为机车库用电源，长子南派驻机车折返段采用机车库用电源方式。

机车库用电源为机车入库时使用，是机车低速、短距离点动动力源。该装置设备由控制电源柜和电缆小车组成，具有电源控制及指示，软启动，输出电压、电流指示，有过流、过压、过载、短路保护措施。

(3)轮对快换装置

新型大功率交流传动机车具有特有的车下结构，牵引杆位于转向架最下方，需要先将牵引杆拆卸，才可进行换轮作业。采用快速换轮装置后可在同一工位完成牵引杆和轮对电机的拆装，并实现了活动轨桥的自动穿销、基坑活动盖板的自动升降、自动填平基坑空洞，规范了换轮作业工艺过程，提高了工作效率。

该装置可在传统地沟形式下使用，也可以在柱式检查坑(轨道桥)形式下使用，与柱式检查坑配合性能最优。主要包括活动轨桥、轮对横移平车、举升装置和活动盖板等几个组成部分。

(4)电器综合检修间

本检修间主要用于大功率交流传动电力机车2年以下修程和临修下车电器的检修和性能试验。检修范围涵盖高、低压电器、小型电子部件等，并可对小型低压电器做清洗和干燥。

电器综合检修作业间由高压电器检修设备和低压电器、小电子检修设备构成，具体设备包括真空主断路器、受电弓、司机控制器、风道继电器、转速速度传感器、压力表压力传感器等部分组成。

3.3.3 还需进一步加强的设备

由于和谐机车的运用维修段的设备配属仍在探讨过程中，长子南派驻机车折返段的设计中还有部分设备未配备，应在今后其他运用维修段设备配备时统筹考虑。

(1)机车状态诊断设备

机车状态诊断设备用于大功率交流传动电力机车在整备过程中对关键电器部件及故障率较高部件的快速检测，是开展状态修的基础设备。设备由一组便携设备组成，主要包括主断、受电弓及蓄电池检测设备等专用检测设备，以及超声波、红外热成像、红外测温、真空度检测、空气管路泄漏等通用检测设备。

(2)三层检修作业平台(图1)

三层检修作业平台由顶层作业平台、中层作业平台、顶层平台爬梯、中层平台爬梯、防护栏杆、防护链栏杆、翻板、照明设施、风源接口、电源接口组成。为大功率机车司机室设备、机械室设备、车顶设备、车下设备的检修提供安全、快捷的上车通道和检修场所。

顶层作业平台工作面高程4.1 m，与车顶基本上平齐，用于车顶部件的维护保养及性能检测。中层作业平台工作面高程1.7 m，用于车内部件的维护保养及性能检测，方便车内部件的安装拆卸并兼作上车梯。平台两端(远离机车侧)设置爬梯，用于作业人员上中层平台和顶层平台。

图1 三层检修作业平台示意

(3)CCBⅡ制动系统检测设备

大功率交流传动机车采用CCBⅡ制动系统，该系统具有模块化、网络化和智能化的特点。CCBⅡ制动系统直接关系到机车的运用安全，检测设备组成及功能简述见表5。

表5 CCBⅡ制动系统检测设备组成

(4)机车端部修理装置

机车端部修理装置设置在机车检修库，用于检修各型和谐型大功率电力机车端部设备(刮水器、前窗、车灯)，可利用它对各型和谐型大功率电力机车端部进行维护、检修作业。

机车端部修理装置包括行走装置、机架、移动工作台、升降装置、夹紧装置、折叠爬梯、电气控制系统等组成，采用蓄电池为能源供电使用，在地面行走时可以转向，停车即可制动，停车准确，行走速度可调。可大大提升机车端部的清洁、检修作业效率。

4 结语

长子南派驻机车折返段的设计中，既充分利用原有的机车检修设备，又积极采用新技术、新工艺先进的设计理念，集成化高效的生产流水线，先进的工艺装备，确保了大功率交流传动机车检修的效率，降低了工人劳动作业强度，改善了劳动作业环境，提高了劳动的安全性，实现了自动化、标准化、数字化。大部分配属的设备可有效提高重载机车部件可靠性，减少机车部件故障发生几率，可为类似工程设计提供参考或借鉴。

［1］中华人民共和国铁道部.TB10004—2008 铁路机务设备设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2008.

［2］中铁二院工程集团有限责任公司.机务段设计手册(送审稿)［M］.成都:中铁二院工程集团有限责任公司，2010.

［3］中铁工程设计咨询集团有限公司.新建铁路山西中南部铁路通道洪洞北至汤阴东第十三篇机务设备［Z］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2009.

［4］廖洪涛.和谐HXD1型大功率交流电力机车概述［J］.电力机车与城轨车辆，2007(1):7-10.

［5］李晓春，毛业军，廖洪涛.和谐HXD1型大功率交流电力机车电传动系统［J］.电力机车与城轨车辆，2007(1):11-13.

［6］温中建，颜罡.和谐HXD1型大功率交流电力机车网络和控制系统［J］.电力机车与城轨车辆，2007(1):14-17.

［7］肖云华.和谐HXD1型大功率交流电力机车通风系统［J］.电力机车与城轨车辆，2007.(1):23-25.

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