地鐵車輛段架車機(jī)選型研究

地鐵車輛段架車機(jī)選型研究

1框架類型的選擇1.1地面式架車機(jī)通常，車輛段采用三種類型的架車模式：固定地面架車、指定地面架車和固定架車。地面固定式架車機(jī)在鐵路機(jī)務(wù)段、車輛段內(nèi)廣泛使用,為比較固定的單臺(tái)機(jī)車或單臺(tái)客、貨車輛架車所用。由于機(jī)務(wù)段、車輛段檢修工作量大,任務(wù)飽滿,因此該設(shè)備的使用頻率很高。移動(dòng)式機(jī)車機(jī)是地面固定式架車機(jī)的一種替代形式。由于地面固定式架車機(jī)的架車立柱被固定在地面上,因此,在工作量相對較小的使用場所使用就顯得非常不經(jīng)濟(jì),故而在此情形下可以采用移動(dòng)式架車機(jī),當(dāng)不使用架車機(jī)時(shí),可方便地移開,以騰出工作場地。但無論是地面固定式架車機(jī)還是移動(dòng)式架車機(jī),機(jī)車或車輛均是單輛架車,對于固定列車編組架車時(shí)需要解編列車,大大地增加了工作量。地鐵列車實(shí)行高密度、小編組的開行方案,一般情況下為固定編組,車輛與車輛之間通常采用半自動(dòng)車鉤和半永久牽引桿連接。當(dāng)列車隊(duì)中的車輛或某一轉(zhuǎn)向架發(fā)生故障需要維修時(shí),則需要進(jìn)行架車作業(yè),脫離故障單元。由于車輛之間不同連接方式的電氣連接、機(jī)械連接、風(fēng)管連接十分復(fù)雜,解編作業(yè)和架車作業(yè)將消耗很多時(shí)間,為提高作業(yè)效率,固定式架車機(jī)組(線下式)應(yīng)運(yùn)而生,目前這種設(shè)備已在國外以及廣州、上海地鐵車輛段使用。1.2檢修作業(yè)需要如前所述,固定式架車機(jī)組主要是滿足固定列車編組的檢修作業(yè)需要。其作用一是在不完全解體條件下的單節(jié)車輛解鉤或單個(gè)轉(zhuǎn)向架更換,二是整列車解鉤作業(yè)以及全部轉(zhuǎn)向架推出檢修。2固定框架機(jī)的結(jié)構(gòu)形狀和布局方式2.1式架車機(jī)轉(zhuǎn)向架整體地下式固定架車機(jī)組,可對整列車(或一個(gè)單元車組)在不摘鉤狀態(tài)下進(jìn)行同步架落車作業(yè),也能對任一單節(jié)車輛進(jìn)行架落車作業(yè)。當(dāng)架車機(jī)組將整列車(或一個(gè)單元車組)或單節(jié)車輛舉升起來之后,便可更換舉升起來的車輛底部的轉(zhuǎn)向架,或在車輛底部進(jìn)行維修工作。固定架車機(jī)組在地下基礎(chǔ)坑內(nèi)安裝,完成對單元列車或單車的架落車作業(yè)。架車作業(yè)時(shí),由調(diào)車機(jī)車或公鐵兩用車將列車單元牽引到架車臺(tái)位上,并正確對位;架車機(jī)構(gòu)將車輛(帶轉(zhuǎn)向架)舉升到設(shè)定高度;解除轉(zhuǎn)向架與車體之間的連接;升起車體托架支承車體,架車機(jī)構(gòu)帶轉(zhuǎn)向架一同落下;推出轉(zhuǎn)向架。落車作業(yè)的工藝過程為架車作業(yè)的反序過程。架落車作業(yè)完成后,設(shè)備全部降入地坑,車庫地面平整無障礙。車輛同地下式固定架車機(jī)系統(tǒng)正確對位后,轉(zhuǎn)向架舉升單元才能作業(yè)。架車作業(yè)時(shí),轉(zhuǎn)向架的每個(gè)滾輪都限制在軌道橋活動(dòng)部分頂部輪緣的凹陷處,這樣能確保在舉升過程中,轉(zhuǎn)向架不會(huì)從軌道橋上滾落下來。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)被鐵銹或其它任何零件的不活動(dòng)而卡死。因此,該系統(tǒng)不需要能引起故障的電控系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確地定位車輛/轉(zhuǎn)向架,在凹陷處安裝有車輪探測設(shè)備和限位開關(guān)。無論是處于架車機(jī)構(gòu)支承狀態(tài)(未落下轉(zhuǎn)向架),還是車體托架支承狀態(tài)(已落下轉(zhuǎn)向架),車輛的檢修作業(yè)對于人員都是安全的。固定式架車機(jī)的單臺(tái)結(jié)構(gòu)形式由轉(zhuǎn)向架架車單元、車體架車單元以及控制裝置三部分組成,用于每輛架車時(shí)有4套轉(zhuǎn)向架架車單元和4套車體架車單元。架車單元是固定式架車機(jī)的主要承載部件,每套轉(zhuǎn)向架架車單元由2根立柱形成的門式框架座位車輪抬升立柱,車體架車單元由1根車體抬升立柱組成,當(dāng)各立柱升至最高位置時(shí),可將車體及轉(zhuǎn)向架升高2m以上。為保證立柱能垂直升降,每根立柱設(shè)置8組導(dǎo)向滾輪,保證立柱在受到偏心彎矩時(shí)能自由升降。在4個(gè)車體舉升托架支撐起單節(jié)車輛后,設(shè)計(jì)采用2組轉(zhuǎn)向架舉升單元完成單節(jié)車輛轉(zhuǎn)向架的架落作業(yè)。每組轉(zhuǎn)向架舉升單元由4個(gè)舉升柱組成,采用旋轉(zhuǎn)軸和螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向架舉升單元設(shè)計(jì)能夠承受車輛軸重不超過16t。車體舉升托架(BH)設(shè)計(jì)能夠承受車輛總重量不超過40t?？傠娫垂┲量刂乒?供電方式TN-S,對設(shè)備接地和電氣保護(hù)沒有其它特殊要求。2.2框架技術(shù)2.2.1起落架及托架控制地鐵單元車組進(jìn)入架車臺(tái)位并在架車機(jī)上正確對位,車輛架車機(jī)構(gòu)同步聯(lián)動(dòng),起升架車。車體連同轉(zhuǎn)向架一起整體升起至需要高度,并保持鎖定狀態(tài)。在拆卸落下轉(zhuǎn)向架前,需升起車體托架,待車體托架承受住車體載荷并鎖定后,車輛架車裝置才能承著轉(zhuǎn)向架落下,車輛架車機(jī)構(gòu)和車體托架的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)互相連鎖。車輛架車機(jī)構(gòu)可以選擇落下任意一個(gè)轉(zhuǎn)向架。2.2.2系統(tǒng)調(diào)度管理單節(jié)車輛的架車作業(yè)過程與單元車組類似,可以在任意一組架車裝置上作業(yè)。整體地下式固定架車機(jī)組架車作業(yè)時(shí),從地下同步升出各支架,同時(shí)保證地面的平整,以方便檢修作業(yè)。設(shè)備具有同時(shí)架起一個(gè)單元車組的能力,并且不需要對單元車組進(jìn)行任何前期的拆裝工作,能順利、安全地舉升(降落)單元車組。完全允許檢修人員單獨(dú)對一個(gè)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行更換,而不需要對其它轉(zhuǎn)向架進(jìn)行任何的拆裝工作。設(shè)有總控制臺(tái)和現(xiàn)場控制器,既可在總控制臺(tái)對設(shè)備進(jìn)行整組車輛的升降控制和各個(gè)單節(jié)車輛的升降控制,亦可在現(xiàn)場進(jìn)行單節(jié)車輛的升降控制。整個(gè)架車裝置都有可靠的對位機(jī)構(gòu),確保車輛定位準(zhǔn)確。有必要的安全措施,保證架車作業(yè)安全。架車機(jī)組控制系統(tǒng)在升降過程中能夠自動(dòng)檢測整列車架車裝置各升降單元的同步性,在一定的范圍內(nèi)對不同步過程進(jìn)行控制和調(diào)整,當(dāng)同步控制失效,不同步范圍超過允許值時(shí),控制系統(tǒng)將對不同步的升降過程緊急停機(jī)?？刂葡到y(tǒng)操作面板設(shè)有操作選擇開關(guān)、緊急事故開關(guān)、電源控制開關(guān)以及準(zhǔn)備狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障指示。架車機(jī)組車輛架車機(jī)構(gòu)和車體托架的上端和下端位置的限位開關(guān),均備有保險(xiǎn)限位開關(guān)。架車機(jī)組車體托架裝有壓力傳感器,實(shí)現(xiàn)起升到位自動(dòng)停機(jī)。架車機(jī)組架車機(jī)構(gòu)和車體托架除自動(dòng)控制外均可切換為手動(dòng),以便安裝和檢修調(diào)試。車體托架的結(jié)構(gòu)形式充分考慮車下推出轉(zhuǎn)向架及其他作業(yè)需要,提供較大的作業(yè)空間。2.3主要技術(shù)2.3.1主要技術(shù)數(shù)據(jù)(1)車輛架的最大升力1700mm(2)駱駝框架的最大行駛高度2800mm(3)車輛架設(shè)備的升速速度大約400mm/min(4)每輛車的貨架都必須改進(jìn)200kN(5)所有車架的支撐力100kN(6)每組架的故能升級(jí)400kN2.3.2設(shè)備的同步性能(1)相鄰框架之間的高度差8mm(2)不同發(fā)動(dòng)機(jī)之間的高度差8mm(3)每條軌道的兩端之間的水平偏差±6mm(4)每個(gè)架的兩條軌道橋的水平偏差位于每個(gè)框架的兩條軌道橋之間±6mm(5)懸掛式客車的每條軌道橋在最大負(fù)荷下的最大張力6mm(6)mm設(shè)備控制系統(tǒng)縱向間隙≤10mm接頭高低差≤1mm接頭側(cè)向錯(cuò)位≤2mm設(shè)備控制系統(tǒng)包括總控制臺(tái)和現(xiàn)場控制器?？偪刂婆_(tái)裝有各種必要的指示燈和控制按鈕。如果出現(xiàn)故障,操作緊急按鈕能使所有起升動(dòng)作停止。架車機(jī)有良好的電氣連鎖功能,能防止由于誤操作而損壞車輛和設(shè)備。3固定客車站的安全保護(hù)3.1舉升柱間斷的問題在成組模式中,一旦任一舉升柱上行程記碼器確定舉升柱已達(dá)到上限位,所有的舉升驅(qū)動(dòng)將被斷電。而在下限位,只有帶特定設(shè)置的恢復(fù)開關(guān)的舉升柱斷電。當(dāng)任一緊急限位開關(guān)被觸發(fā)時(shí),整個(gè)架車機(jī)系統(tǒng)將被斷電。3.2成組模式的運(yùn)行過程固定式架車機(jī)具有同步控制的特點(diǎn),它可使舉升柱在成組模式的舉升和下降過程中,具有同樣的速度以保證載荷平穩(wěn)和整體升降。當(dāng)舉升柱以成組模式操作時(shí),自動(dòng)進(jìn)行同步控制。當(dāng)同步控制裝置出現(xiàn)故障時(shí),舉升裝置斷電。3.3無緊急的載荷一旦主舉升螺母斷裂,安全螺母將起承載作用。安全螺母采用特殊設(shè)計(jì)可承受全部載荷,因而,對整個(gè)架車機(jī)系統(tǒng)來說沒有緊急的危險(xiǎn)。主提升螺母和安全螺母的新安裝間隙為3.6～4.2mm。另外,每一個(gè)舉升柱上還裝有一個(gè)限位開關(guān),監(jiān)測主提升螺母。當(dāng)螺母斷裂時(shí),限位開關(guān)觸發(fā),整個(gè)架車機(jī)斷電。3.4開關(guān)的過載每個(gè)舉升柱上帶有電機(jī)過載開關(guān)以控制電機(jī)載荷。一旦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過載,架車機(jī)將斷電。3.5相保護(hù)裝置相保護(hù)裝置可對電控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。相保護(hù)裝置監(jiān)測轉(zhuǎn)子電流的電磁場。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),例如,斷線,舉升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及架車機(jī)將斷電。4大懸索機(jī)架車4.1為提高設(shè)備使用效率,列車必須是固定編組的。4.2一般情況下,每線設(shè)置的架車數(shù)量不宜超過6輛(采用24個(gè)架車單元),如果列車編組過大,可設(shè)置2條線路,分開檢修。4.3如果近遠(yuǎn)期采用不同規(guī)模的列車編組,則架車線應(yīng)按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)置,預(yù)留架車單元的基礎(chǔ)。4.4設(shè)計(jì)中應(yīng)注意架車機(jī)是根據(jù)車輛的定距、軸距和架車位確定架車機(jī)設(shè)置位置,因此不同車型不能混用。4.5列車抬升最大高度應(yīng)以安全推出轉(zhuǎn)向架為準(zhǔn),檢修廠房的天車走行軌高度一般設(shè)置為8.4m。4.6檢修廠房一端應(yīng)留出足夠長度,便于推出轉(zhuǎn)向架的停放和轉(zhuǎn)運(yùn),以利于與轉(zhuǎn)向架檢修間的銜接。4.7在使用固定式架車機(jī)的同時(shí)應(yīng)配備一定數(shù)量的移動(dòng)式架車機(jī),以便在特殊情況下應(yīng)急使用。5檢查織物上的對策由于地鐵車輛與常規(guī)鐵路車輛的結(jié)構(gòu)型