地铁B 型车转向架大修工艺浅析

2023-11-29李迎春江世杰郭和平

设备管理与维修 2023年20期

李迎春，余俊，江世杰，郭和平

（宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司，浙江宁波 315000）

0 引言

宁波市轨道交通1 号线一期工程于2014 年5 月开通试运营，采用中车株洲电力机车有限公司生产的B2 型电客车，为四动二拖6 辆编组，共计22 列车，1500 V 直流供电，全焊接鼓形铝合金车体，ZMC080 型转向架，车控式牵引系统，并网供电式辅助电源系统，架控式空气制动系统，到目前为止运营平稳。根据交通运输部印发的《城市轨道交通设施设备运行维护管理办法》（交运规〔2019〕8 号）的要求，架修间隔不超过5 年或80 万车公里，大修间隔不超过10 年或160 万车公里，1 号线一期电客车预计于2023 年开展首列车大修工作。

转向架安装于电客车车底，直接承受车辆载荷，传递列车的牵引力、制动力及轮轨相互作用力，其性能关系到车辆的运行品质与安全，是电客车重要部件，也是电客车大修重点关注对象。下面将根据宁波轨道交通1 号线一期电客车转向架结构和特点，重点介绍转向架大修内容及工艺流程，并对转向架大修难点进行剖析，为地铁转向架大修提供参考。

1 1 号线一期转向架介绍

1 号线一期电客车转向架采用ZMC080 型无摇枕结构，主要部件有构架、轮轴装置、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置（动车转向架）、基础制动装置、抗侧滚装置等。每列车由2 辆Tc 车、2 辆Mp 车和2 辆M 车组成，每辆Tc 车配有两个拖车转向架、每辆Mp 和M 车配有两个动车转向架。

转向架具有支撑车体、车体悬挂和减振、车辆导向、车辆牵引（动车转向架）、车辆制动等功能，宁波轨道交通1 号线一期电客车转向架的关键技术参数见表1。

表1 转向架关键技术参数

2 转向架大修内容及工艺流程

转向架大修工艺流程分为转向架分解、部件清洗及大修、转向架组装、静载测试共4 道主要工序[1]。

2.1 转向架分解

转向架分解为大修工艺流程的首道工序，将转向架整体分解为单个部件，如构架、牵引装置、驱动装置、轮轴装置、抗侧滚装置、轮缘润滑装置等。

2.2 部件清洁及大修

转向架分解后，将进入部件清洁及大修阶段。该工序为转向架大修工艺流程中最重要也是耗时最长的工序，主要内容包括构架、牵引装置、驱动装置、轮轴装置、一系悬挂装置、二系悬挂装置、抗侧滚装置、基础制动装置、气管路组成、高度调节装置、轮缘润滑装置等部件的清洁、检查、探伤、更新、测试等。

2.2.1 构架大修

构架大修的内容主要包括构架清洁、检测、探伤、油漆等。为检测转向架构架的状态，在大修时建议抽选一定比例的动车和拖车转向架构架进行检测，检测内容主要有螺纹孔状态、焊缝探伤与三维尺寸测量等，以检查构架是否存在裂纹、形变等异常情况，如有异常则需制定对应解决方案、重新优化大修规程。

2.2.2 轮轴大修

轮轴大修内容包括轴箱装置分解、部件清洗、车轮更换、车轴探伤、轴箱装置组装和跑合试验等。

（1）轴箱装置分解：检查轴箱内部是否存在生锈、腐蚀等异常情况，使用轴承拆卸机退卸轴箱轴承并对退卸的轴箱轴承做报废处理。

（2）部件清洗：对轮轴进行脱漆、清洗作业，为车轴探伤、部件外观检查做好准备。

（3）车轮更换：该工序应根据各线路车轮磨耗状态制定对应大修方案，一般情况下由于动车齿轮箱在大修时需分解检修，为保证车轮压装与齿轮箱大修两者修程的统一，动车车轮普遍在大修时更新，根据轮径尺寸判断拖车车轮是否进行更换作业。

（4）车轴探伤：分为磁粉探伤和超声波探伤两种。

（5）轴箱装置组装：根据铁规要求，需在16～30 ℃、相对湿度不大于60%的环境中作业，且轴箱轴承和轮对必须同温至少8 h。另外，大修时须对寿命到限的轴箱轴承、转臂定位橡胶关节和橡胶密封件等进行更新。

（6）跑合试验：将大修完成的轮轴在跑合试验台上进行加载跑合测试，轴承温升和振动加速度等参数需满足工艺要求。

2.2.3 牵引装置大修

牵引装置主要包括牵引座和牵引拉杆，车辆运行时起到转向架与车体牵引和制动力传递的作用。大修时将对牵引座引力集中部位和牵引拉杆整体进行磁粉探伤，并更新牵引拉杆橡胶球铰。

2.2.4 齿轮箱和联轴节大修

齿轮箱和联轴节的大修内容包括拆解齿轮箱和联轴节，对其进行清洗、检查、测量和探伤，更换橡胶件、轴承，重新组装后进行润滑和跑合测试。

2.2.5 一/二系悬挂装置大修

（1）一系悬挂装置大修内容包括一系钢簧检测、一系垂向减振器分解检修和橡胶垫更新等。大修时将对所有的一系钢簧进行检测，测试内容包括磁粉探伤、关键尺寸测量与载荷试验，以检查钢簧是否存在裂纹、形变等异常情况以及载荷能力是否符合要求。

（2）二系悬挂装置大修内容主要包括空气弹簧更新、二系垂向/横向减振器分解检修和橡胶垫更新等。减振器的大修内容为拆解一系垂向减振器、二系垂向减振器和二系横向减振器，对其进行清洗、检查、测量和探伤，更换橡胶类密封件、液压油和检查发现的故障件，最后进行功能测试。

2.2.6 抗侧滚装置大修

抗侧滚装置主要作用为防止车辆转弯时车厢的侧翻，扭杆将受到较大扭矩作用。大修时将对其分解检修、对扭杆杆体进行磁粉探伤，更新拉压杆组件、橡胶轴承等部件。

2.3 转向架组装

部件大修完成后，将进入转向架组装工序。该工序为将大修合格部件安装至构架的过程，部件组装时，需按照工艺要求严格执行，确保扭力值正确，安装牢固。

2.4 静载测试

转向架组装完成后应进行静载测试，静载测试的主要目的是模拟转向架在AW0 等载荷下，对转向架轴距差、空气弹簧高度（距轨面）、轮重偏载率、一系垂向止档间隙等参数进行测量，要求各项参数满足工艺要求，并根据测量结果计算出相应的一系弹簧、二系弹簧的加垫厚度。单个转向架的轮重、轴重等参数符合试验要求后，即可进行下一步整车称重[2]。

3 转向架大修难点分析

3.1 构架故障处理

构架是转向架的基础部件，由两根侧梁与一根中间横梁焊接而成，主要作用为传递牵引力、制动力以及承载车体重量，同时也是转向架部件安装的主要载体。在列车运营过程中构架承受和传递各方向的交变载荷[3]，受力状态比较复杂，其可靠性直接影响着列车的运行安全性与稳定性[4]。构架大修存在两个难点，分别为焊缝裂纹处理和螺纹孔故障处理。根据相关构架强度分析，该型构架超常载荷工况下最大应力主要集中在焊缝处，如定位转臂与侧梁下盖板焊缝等[5]，在大修时须对其进行磁粉探伤，以发现裂纹等异常隐患。焊缝裂纹的处理是一项关键项点，由于地铁检修单位普遍缺乏相关技能，建议一旦出现类似情况应由构架生产厂家处理，确保大修质量。

另外，转向架大修时存在构架螺纹孔不合格的可能。构架螺纹孔不合格主要有以下两种类型：①螺纹孔尺寸变大，使用螺纹环规检查螺纹，止端螺纹环规在距端面3 扣内止不住[6]；②螺纹孔存在螺纹损坏和滑丝情况。一旦出现构架螺纹孔不合格的情况，维修单位应保持重点关注，处理措施一般有两种，一是更换损坏螺纹孔对应的构架焊接最小单元部件，重新对其焊接；二是在原螺纹孔上扩孔后安装钢丝螺套。相比而言，前者存在重新补焊后构架尺寸变形的可能性，后者操作简易、施工量较少。但不管采取哪种方式，在故障处理前都应进行方案整体评估。

3.2 轮对大修

轮对是转向架的重要组成部分，承受来自电客车的全部静载荷、动载荷并将其传递给钢轨。轮对分为动车轮对和拖车轮对，每列车共24 条，其中动车轮对16 条、拖车轮对8 条。相比于拖车轮对，动车轮对增加了齿轮箱装置。

转向架大修时，轮对大修是其一项重要内容。轮对大修时涉及车轮退卸、车轴探伤、轮座处理、轮毂孔加工、车轮压装、反压力试验、超声波探伤、尺寸测量等工序，每一项工序都有严格的工艺要求，对员工的操作水平要求较高，车轮退卸/压装过程中如果操作不当可能造成轮座和轮毂孔拉伤，导致车轴和车轮报废，并且轮对大修工艺质量与走行部的安全息息相关，如果车轮压装存在质量问题，在列车运行中会引起车轮松动，最终可能导致列车脱轨。因此，如果人员的技术和技能水平无法满足自主修的要求，建议大修初期阶段采用委外修的方式实施。另外，轮对大修采用自主修方式时，需提前考虑维修场地和设备。轮对大修的主要设备有轮对拆卸机、轮毂孔数控立式镗床、数控车轮车床、轮对压装机、轮对尺寸检测设备、车轴车床、车轴磨床、车轴磁粉探伤机、超声波探伤机等。

3.3 齿轮箱大修

齿轮箱是牵引驱动装置的重要组成部分，通过联轴节将牵引电机产生的力矩传递至车轴上。每列车安装有16 套齿轮箱。齿轮箱大修时，涉及齿轮箱分解、箱体脱漆、部件检查及探伤、轴承退卸和压装、齿轮箱组装和跑合试验等较多工序，其中齿轮箱大/小轴承的退卸和压装、齿轮箱的组装和测试都属于技术难点，需要采购专业的设备，并且，对精度有较高的要求，如轴承轴向游隙调整、大小齿轮啮合间隙等。并且，齿轮箱和联轴节作为牵引电机和轮对之间传递动力的部件，大修的工艺质量将直接影响电客车的牵引功能，该项为转向架大修的重要难点。