大连地铁1号线南关岭车辆基地架大修工艺优化

2020-09-04张汉冰

科技与创新 2020年17期

张汉冰

（中国铁路设计集团有限公司，天津300308）

大连地铁1号线是大连市第四条建成运营的城市轨道交通线路，于2015-10-30开通运营，全长28.3 km；共设车站22座，列车采用6节编组B型车。目前1号线车辆已运营4年多，部分车辆已走行50余万千米。根据《地铁设计规范》要求，车辆即将进行架修。1号线设南关岭车辆段，承担大连地铁1、2、5号线的车辆架修任务。南关岭车辆段设计架大修能力为3列位。原工艺流程不够顺畅、合理，本次设计根据运营部门的使用需求及使用习惯，对南关岭架大修原工艺流程进行了优化及调整，在此与大家探讨、分享。

1 架大修基本流程及设备需求

地铁车辆的架修作业主要包含：①对车辆的重要部件，特别是转向架及轮对、电机、电器、空调机组、车钩缓冲器装置、制动系统等进行分解、清洗、检查、探伤、修理[1]，更换报废或即将报废的零部件；②对电子部件进行清洗及测试；③对蓄电池进行清洗及充放电作业；④对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。

地铁车辆的大修作业主要包含：对车辆各部件和系统包括车体在内进行全面的分解、检查及整修，结合技术改造对部分系统进行全面的更换，对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。

地铁车辆架大修主要流程及工作内容如下[2]。

工序1：车辆预检。本工序由工程师及总装班组实施。根据车辆公里数及故障情况，提前3个月排定架修计划，各专业工程师根据车辆系统部件故障情况及使用状态，确定检修、更换方案，并指导工班实施。架修开始时，总装工班完成车辆数据下载、尺寸测量和外观检查等工作。所需主要设备包括静调电源柜、笔记本电脑、车辆诊断软件、专用数据线、尺寸测量工具等。

工序2：车辆吹扫。本工序由委外修单位实施，总装班组监管。对车辆车体顶、车体内外和车底进行全面清洁除锈，并对油漆破损、划痕进行标记。所需主要设备包括中央吸尘系统等。

工序3：车顶设备拆解。本工序由总装班组实施。完成受电弓、空调拆解，同时可完成内饰部件的拆解，将受电弓、空调送外检修或自主修。所需主要设备包括天车、吊具、空调和受电弓转运小车等。

工序4：车辆架车，完成车底设备的拆解。本工序由总装班组实施。完成转向架、蓄电池、空压机及车下箱体的拆解，并存放到待修区域。所需主要设备包括固定式架车机、工艺转向架、车底设备起重平台、室内移车台、车钩拆装小车、空压机拆装工装等。

工序5：系统部件检修。本工序由各专业班组完成。专业班组从待修区域接管待修部件，运至各自工作区域进行检修，完成后送至已修区域。

系统部件检修主要包括：①转向架检修。由转向架班组完成。转向架检修以流水线形式开展，分为构架分解检修区、轴箱分解区、轮轴检修区、部件检修区等，检修完成后，进行组装调试，并放至转向架存放区作为周转件。所需主要设备包括悬臂吊、转向架升降台、齿轮箱支撑小车、高压清洗设备等。②轮对检修。由轮对班组完成。轮对检修以区域形式开展，分为外观检查、轴承退卸、轮对尺寸测量、镟修、探伤等作业。所需主要设备包括转轮器、轮对脱漆房、轮对磁粉探伤机、轮对超声波探伤机、便携式超声波探伤仪、轮对喷漆房等。③车体检修。由车体班组完成。对司机室门、客室门、贯通道及司机室进行检修，在车体检修区域完成。所需主要设备包括车门检修平台、车门试验台、车门存放架等。④车钩检修。由车钩班组完成。对车钩尺寸进行测量、对车钩和缓冲器进行分解、探伤、检查测量、修理调整、组装。所需主要设备包括便携式磁粉探测仪、车钩分解组装台、车钩检查工装等。⑤电子电气检修。由电子电气班组完成，对车辆继电器、接触器、连接器、按钮、蓄电池、照明等电子电气部件进行检修、更换。所需主要设备包括综合电气试验台、司控器试验台、高速断路器试验台、防静电工作台、线号打印机等。⑥制动检修。由制动班组完成。对车辆制动控制系统、空气管路、基础制动单元进行检修。所需主要设备包括单元制动机试验台、空压机试验台、基础制动单元试验台、超声波清洗机、阀类试验台等。

工序6：车辆总装。由总装班组完成。在车体检修完成后，即开始对周转类部件进行安装，并根据各班组作业进度逐步对车辆各部件进行安装。车辆旁边设有部件存放区，分为待检区和已检区，各班组将待检区部件领回进行检修，完成后送至已检区[3]。所需主要设备包括固定式架车机、工艺转向架、车底设备起重平台、室内移车台、车钩拆装平台、空压机拆装工装、公铁两用车等。

工序7：车辆称重。由总装班组完成。完成每节车称重，并通过调整高度阀使车辆各轴重差、轮重差、地板面高度等在标准范围内。所需设备包括固定式称重台、架车机。

工序8：车辆静调。由调试班组完成。对车辆各项静态功能检查、测试和调整[4]。所需设备包括静调电源柜。

工序9：车辆动调。由调试班组完成。对车辆各项动态功能检查、测试和调整。

工序10：验收和交车。

2 南关岭架大修库原工艺布局

南关岭检修库于2013年建立，设计经验还不够丰富，大部分工艺流程参考了国铁的相关经验，在当时也都是主流做法，检修库内各分间齐全，包含对车上各部件的检修分间及分区，属于“大而全”的设计。因为在设计之初，无法确定很多细节内容。只能考虑尽量周全，力求满足所有功能。以现在的眼光来看，确实存在一些问题，主要有：①部分分间不尽合理，机加工间使用频率低，占地面积大；②没有考虑二级仓库，不方便备品备件及周转件的存放及使用；③考虑所有部件均自己维修，但运营部门并不具备能力，造成部分分间不尽合理；④没有考虑称重试验台及检修作业平台；⑤使用转向架清洗机进行清洗，但清洗机对部分油污清洁不够彻底，也没有其他的清洗区。

除了以上的一些问题，个别设备的布置不太符合运营的使用习惯。为了更好地对车辆进行架修，提升工艺效率，业主专门委托我司对南关岭检修库工艺流程进行优化调整。南关岭车辆基地检修库主厂房改造前平面如图1所示。

3 工艺布局优化

针对原设计方案，笔者对于不足之处提出了以下优化：首先确定车辆部件维修方式。目前中国地铁车辆国产化率基本达到90%以上，这意味着地铁车辆的供货商大部分都在国内。而地铁车辆设备供货商众多，部件维修专业性强。如将车辆部件、设备直接返厂维修，既方便了地铁运营部门，也保证了部件维修质量。而一些零散的部件，运营部门自主维修即可。因此，将部分部件直接委外给厂家是合理的、可行的、经济的。

图1南关岭车辆基地检修库主厂房改造前平面图

大连地处中国东北工业基地，本地的机械加工及制造业比较发达。不仅有整车的制造厂家中车集团大连厂，还有整车的供货商。充分利用外部的专业资源，节省维修设备和人力投入，提高维修效率，保证维修质量。通过委外维修削减空调、制动系统的维修设备，重点购置较好的转向架、轮对维修设备（也包括其他自主维修所需设备），确保维修作业的效率和质量，同时可考虑购置部分测试设备进行入场后的抽检。因此，部件维修委外厂家较为丰富，下面对车辆部件维修方式进行了梳理与分析。

空调系统：委外维修。

制动系统：初期委外维修，后期针对基础制动等机械部件可以考虑自主维修。

车钩：委外维修。

受电弓：委外维修。

车门：架修自主维修，大修请系统供应商到段维修。

电机：委外维修。

油压减振器：委外维修，其中的球铰应指定部件厂家。

高速断路器、司控器：自主维修。

牵引逆变器、辅助逆变器等电气系统部件：委外维修。

转向架、轮对：自主维修（涉及轮对更换，可考虑委外维修，节省轮对加工的设备和人力投入）。

轴承、齿轮箱：委外维修。

因此在段内对自主维修项目重新梳理，优化工艺流程和布局，具体如下。

增加固定式架车工位和称重工位。既有南关岭车辆段检修库内只有半列位固定式架车机，半列位架车机使用时需要对车辆先进行解编，然后再进行架车作业。目前主流固定式架车机均为整列车的全列位架车机。因此考虑增加半列位架车机，提升作业效率。

转向架区因面积不足，存在作业瓶颈。针对于此，提出如下措施：①取消转向架清洗机，改为人工清洗，保证清洗质量，提高作业效率。转向架清洗机是将整个转向架拖入密闭空间，并用高压水枪多角度同时冲洗。高压水枪冲洗力大，可以快速将转向架表面污垢清除。但高压水枪对转向架个别角落冲洗存在死角，需要人工冲洗对个别死角进行二次清洗。②将转向架提升台移至转向架清洗存放股道，同时在两侧重新布置两列车的构架检修存放区。既有一处转向架提升台位置与现有工艺流程不符，因此调整位置。在转向架提升台两侧设构架检修存放区，方便对构架进行检修，符合工艺流程。③在转向架清洗机西侧股道增加物架滑洗区和转向架部件维修区，进行转向架等部件的清洗和维修工作。新增加的人工清洗区位于原转向架清洗机西侧。人工清洗需要增加排水、给水设施，还要考虑冬季人工清洗需要设电热水器。④取消构架翻转机，需要倒装的部件采用工装解决。构架翻转机占地且不方便移动，采用专门的工装器具即可实现这一功能，既减少了占地，也实现了功能。⑤电机维修区取消，作为转向架维修区的延伸，用于构架检修存放。城市轨道交通电机故障率较低，且一般的车辆段内也没有能力对电机进行拆卸和检修。本次设计将电机维修区取消，将电机维修委外，库内仅设电机功能检测和试验，对不满足要求的电机委外维修，对委外维修回来的电机功能进行检测。

对于轮对维修区，增加轴箱拆卸作业间、轮对除漆消洗间、轮对探伤间、轮对表面处理间、轴箱组装作业间、轮饼存放区、齿轮箱检修间等。

在机加工区，将完成安装的机加工设备移至机加工检修问内，将机加工区改为部件转运区，用于称重前空调、受电弓安装作业（轨道两边增设双层作业平台，方便作业人员登顶作业）。

增加部件集中清洗区，将现有空调维修区改为部件集中清洗区。

关于周转件配置，建议如下：地铁1、2号线目前配置58列车，建议购置转向架、制动系统、受电弓、车钩和空调等系统周转件2列。此外，单独配置轮对周转件1列[5-6]。优化后检修库主厂房平面如图2所示。