电客车轮对拆卸、安装压力台配置研究

申樟虹 李四春 侯妍君

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082）

1 设备选型目的及意义

轮对是地铁车辆的重要部件，直接影响地铁走行部系统的正常运转。因此，轮对维护过程显得尤为重要。目前，电客车轮对的拆解压力台主要分为以下两种形式，其一为退卸机和压装机组合应用，包括轮对退卸机、轮对压装机、恒温箱和高压油泵，可保证退卸、压装工作同时进行；其二为多功能轮对退卸压装设备，该设备体积较小，适应于较紧凑的厂区布置，退卸、压装功能不能同时使用，在每次作业调整时，需重新更换工装，进行调校，辅助时间长。

城市轨道交通车辆大修基地在设计过程中仅考虑两种类型设备的占地面积，不考虑拆卸组装效率，设备适用条件等因素。本文重点分析了“退卸机+压装机”方案及多功能轮轴分解机方案的轮对推卸、安装效率，根据车辆段需求，给出合理配置设备数量，后结合两种设备的占地面积及城市轨道交通车辆大修基地的实际条件，给出两种设备的配置方案，对未来车辆段设计具有一定的指导意义。

2 轮对拆卸安装方案

2.1 轮对拆卸安装设备配置清单

在常规地铁设计中，一般只考虑轮对的镟修，并未考虑轮对的拆解作业，轮对的拆卸检修一般在车辆大修作业进行。轮对拆解即为对轮饼、制动盘与轮轴之间的拆卸。为保证轮对安装的可靠性，轮饼与轮轴之间采用过盈安装，故车辆轮饼拆卸时需采用注油加压冷退工艺，车辆轮饼安装时根据各厂家工艺要求不同，一般分为冷压装或热装两种方式，各种工艺具体配置清单如表1所示。

表1 轮对压装配置工艺方案及设备类型

2.2 轮对检修工艺流程

轮对检修作业相对较为成熟，主要检修步骤包括轮对尺寸测量、镟修、退卸、轮径尺寸测量、轮饼加工、尺寸复验、压装以及跑和，具体流程如图1所示。

3 轮对拆解、组装压力设备选型分析

轮对拆解、组装压力设备分为以下两种形式：一种为独立的退卸机和压装机；另一种为多功能退卸压装设备。下文就两种组合设备型式进行效率和空间布置分析。

图1 轮对检修工艺流程图

3.1 轮对退卸机及轮对压装机

“退卸机+压装机”布置形式最重要的两个设备为退卸机和压装机，缺点是占用场地较大，但退卸及压装两道工艺可同时进行，互不干扰。当其中某一台机床出现故障时，可保证另一台机床正常运行。在日常维护中，可错开两台设备的维护周期，提高整体工作效率；在实际设备维护过程中，退卸机和压装机的维护人员一般为同一班组。

3.1.1 退卸机

如图2所示，其主要功能为轮对退卸的专用设备，配合高压油泵，可完成轮对的注油加压退卸。该设备主要由主机、液压系统和控制系统3部分组成。主机体由油缸箱、退轮箱架、底座、支撑车等组成；油缸总成安装在油缸箱内，油缸箱、退轮箱架通过两根强度、刚度具有相当储备的连接轴联结成一整体，整体结构紧凑。液压系统分为主液压系统和辅助液压系统。主液压系统只用于退卸机的主油缸，利用双泵系统，实现液压泵的流量和压力的变化。辅助液压系统完成支撑车的移动。退卸液压油缸工进速度可适当调整。电气控制系统具有操作向导，管理功能完善，包括轮对参数设置，压力设置、程序检索、添加、删除、拷贝等功能，具有系统超压报警并停机功能。

退卸机具有结构简单，功能明确可靠，精度要求不高，操作容易，附带工装少，维护容易，故障率低，占地面积约为4500mm×2000mm。操作前无需调校，完成一个齿轮退卸仅需2个工人约10min。

图2 轮对/齿轮箱退卸机

3.1.2 压装机

如图3所示，该设备的主要功能为轮对、齿轮压装的专用设备。设备主要由主机、测量系统、液压系统、注油系统、轮对支撑输送系统、辅助工装、曲线记录系统、控制系统等组成。主机采用矩形梁平行四边形结构，结构先进，受力状态合理，刚性高，构件经过处理，稳定性好。测量系统可以自动记录、存储并打印压装曲线。液压系统采用了伺服泵液压技术，主压头的快进、快退、工进速度及压装力可以根据不同类型的轮对在控制系统中预先设定，工作时选择相应的轮型即可按照设定工作压力、速度工作，实现压头压力和速度的有效控制。

压装机具有结构简单，工作稳定可靠，其占地面积约为8000mm×3500mm。除设备同时满足轮对、齿轮压装作业，并在作业切换时需要调校，其他时间可随时投入使用，无需校对，完成一个齿轮或车轮压装约花费2个工人10min。

图3 轮对/齿轮箱压装机

3.2 多功能轮轴分解机

多功能轮轴分解机适用于各型客货车轮对车轮、制动盘与车轴的分解和组装工作。该设备的结构功能相当于将以上两个设备的结构功能组合。其主要针对地方局促、功能要求齐全的维修基地。如图4所示，该设备可完成退卸、压装两道工艺，但两道工艺不可同时进行，其适应于检修量较少、存在退卸和压装工艺需求、维修区域紧张的厂段应用。

多功能轮轴分解机特点为结构复杂，功能多样，操作繁琐，附带工装多，精度调校频度高，维护内容较“退卸机+压装机”形式更加复杂、多样，机器故障率相对较高。设备使用前，需根据轮对/齿轮退卸、压装的功能需要，更换工装并调校设备，每次准备时间较长。操作时，共需要3名工作人员10min才可完成齿轮或车轮的退卸工作，而压装每个车轮或齿轮则需要约15min。

图4 轮对多功能分解机

轮对压装拆解设备，无论是分解式还是组合式均能满足轮对和齿轮箱的拆解和安装，但是考虑到齿轮箱是车辆地铁的关键部件，若齿轮箱出现故障，将直接影响列车的运行情况。而齿轮退卸、安装机用于退卸并安装齿轮箱中大齿轮，为齿轮箱中的关键部件，二次安装过程中，大齿轮的装配精密参数工艺难以得到有效保障。由于技术条件限制，齿轮箱装配完成后难以做到及时有效的齿轮箱检测。齿轮箱的装配质量难以保障，故一般情况下齿轮箱的检修作业均返回原厂进行。

4 轮对退卸、压装效率分析

在“退卸机+压装机”布置方式中，每个轮对的拆卸、压装约占用2个操作人员10min完成；集中式布置方式中，每个轮对拆卸需要3个操作人员10min完成，而压装则需要15min。考虑“退卸机+压装机”方案耗时更长，效率分析时，按此方案进行计算。拆解、组装压力台工作能力分析如表2所示。

从以上数据分析可知，一套拆解、组装压力台每年至少可完成2000个齿轮（连同轮对）的注油加压冷退卸和冷压装，热装设备每年可完成2000个齿轮（连同轮对）的安装，按照8量编组计算，相当于每年冷装、热装均可完成62列车。

5 车辆大修基地布局分析

经过上述分析可知采用“退卸机+压装机”完成车辆的轮对检修工作，可采用以下两种方案进行布置。

方案一：采用天车作为轮对运输工具，纵向流水线布置整体车辆段格局。具体布置如图5所示。为根据地铁车辆轮对检修作业工区布置图。

方案二：采用构件横移车及叉车为运输工具，横纵向结合布置地铁车辆轮对检修工艺区，具体布置如图6所示。

表2 拆解、组装压力台工作能力分析表

图5 地铁车辆轮对检修作业工区布置工艺图（一）

图6 地铁车辆轮对检修作业工区布置工艺图（二）

以上两种方案在地铁车辆大修基地布置中均具有一定的可行性。在具体工程中，需结合车辆段布局的实际情况酌情选择不同方案。

6 结论

通过对电客车轮对检修过程、压装及拆卸设备配置可知，在车辆大修基地完成轮对的拆卸、压装可大大提升车辆轮对的检修效率，减少外委部件数量。在轮对检修设备选择方面，车辆大修基地用地相对宽裕，推荐采用“退卸机+压装机”布置形式。该方案设备相对安全可靠，有利于降低劳动成本，提升整体检修效率。因此，采用“退卸机+压装机”本文给出适应于车辆段两种轮对检修区域的布局布局，为车辆段轮对检修区域设计提供一定参考。