地鐵車輛段架車機選型研究

1框架類型的選擇1.1地面式架車機通常，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。地面固定式架車機在鐵路機務段、車輛段內廣泛使用,為比較固定的單臺機車或單臺客、貨車輛架車所用。由于機務段、車輛段檢修工作量大,任務飽滿,因此該設備的使用頻率很高。移動式機車機是地面固定式架車機的一種替代形式。由于地面固定式架車機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濟,故而在此情形下可以采用移動式架車機,當不使用架車機時,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還是移動式架車機,機車或車輛均是單輛架車,對于固定列車編組架車時需要解編列車,大大地增加了工作量。地鐵列車實行高密度、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車鉤和半永久牽引桿連接。當列車隊中的車輛或某一轉向架發生故障需要維修時,則需要進行架車作業,脫離故障單元。由于車輛之間不同連接方式的電氣連接、機械連接、風管連接十分復雜,解編作業和架車作業將消耗很多時間,為提高作業效率,固定式架車機組(線下式)應運而生,目前這種設備已在國外以及廣州、上海地鐵車輛段使用。1.2檢修作業需要如前所述,固定式架車機組主要是滿足固定列車編組的檢修作業需要。其作用一是在不完全解體條件下的單節車輛解鉤或單個轉向架更換,二是整列車解鉤作業以及全部轉向架推出檢修。2固定框架機的結構形狀和布局方式2.1式架車機轉向架整體地下式固定架車機組,可對整列車(或一個單元車組)在不摘鉤狀態下進行同步架落車作業,也能對任一單節車輛進行架落車作業。當架車機組將整列車(或一個單元車組)或單節車輛舉升起來之后,便可更換舉升起來的車輛底部的轉向架,或在車輛底部進行維修工作。固定架車機組在地下基礎坑內安裝,完成對單元列車或單車的架落車作業。架車作業時,由調車機車或公鐵兩用車將列車單元牽引到架車臺位上,并正確對位;架車機構將車輛(帶轉向架)舉升到設定高度;解除轉向架與車體之間的連接;升起車體托架支承車體,架車機構帶轉向架一同落下;推出轉向架。落車作業的工藝過程為架車作業的反序過程。架落車作業完成后,設備全部降入地坑,車庫地面平整無障礙。車輛同地下式固定架車機系統正確對位后,轉向架舉升單元才能作業。架車作業時,轉向架的每個滾輪都限制在軌道橋活動部分頂部輪緣的凹陷處,這樣能確保在舉升過程中,轉向架不會從軌道橋上滾落下來。該系統的優點是不會被鐵銹或其它任何零件的不活動而卡死。因此,該系統不需要能引起故障的電控系統。為了準確地定位車輛/轉向架,在凹陷處安裝有車輪探測設備和限位開關。無論是處于架車機構支承狀態(未落下轉向架),還是車體托架支承狀態(已落下轉向架),車輛的檢修作業對于人員都是安全的。固定式架車機的單臺結構形式由轉向架架車單元、車體架車單元以及控制裝置三部分組成,用于每輛架車時有4套轉向架架車單元和4套車體架車單元。架車單元是固定式架車機的主要承載部件,每套轉向架架車單元由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,當各立柱升至最高位置時,可將車體及轉向架升高2m以上。為保證立柱能垂直升降,每根立柱設置8組導向滾輪,保證立柱在受到偏心彎矩時能自由升降。在4個車體舉升托架支撐起單節車輛后,設計采用2組轉向架舉升單元完成單節車輛轉向架的架落作業。每組轉向架舉升單元由4個舉升柱組成,采用旋轉軸和螺桿驅動系統。轉向架舉升單元設計能夠承受車輛軸重不超過16t。車體舉升托架(BH)設計能夠承受車輛總重量不超過40t。總電源供至控制柜,供電方式TN-S,對設備接地和電氣保護沒有其它特殊要求。2.2框架技術2.2.1起落架及托架控制地鐵單元車組進入架車臺位并在架車機上正確對位,車輛架車機構同步聯動,起升架車。車體連同轉向架一起整體升起至需要高度,并保持鎖定狀態。在拆卸落下轉向架前,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向架落下,車輛架車機構和車體托架的動作能夠實現互相連鎖。車輛架車機構可以選擇落下任意一個轉向架。2.2.2系統調度管理單節車輛的架車作業過程與單元車組類似,可以在任意一組架車裝置上作業。整體地下式固定架車機組架車作業時,從地下同步升出各支架,同時保證地面的平整,以方便檢修作業。設備具有同時架起一個單元車組的能力,并且不需要對單元車組進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對一個轉向架進行更換,而不需要對其它轉向架進行任何的拆裝工作。設有總控制臺和現場控制器,既可在總控制臺對設備進行整組車輛的升降控制和各個單節車輛的升降控制,亦可在現場進行單節車輛的升降控制。整個架車裝置都有可靠的對位機構,確保車輛定位準確。有必要的安全措施,保證架車作業安全。架車機組控制系統在升降過程中能夠自動檢測整列車架車裝置各升降單元的同步性,在一定的范圍內對不同步過程進行控制和調整,當同步控制失效,不同步范圍超過允許值時,控制系統將對不同步的升降過程緊急停機。控制系統操作面板設有操作選擇開關、緊急事故開關、電源控制開關以及準備狀態、運行狀態和故障指示。架車機組車輛架車機構和車體托架的上端和下端位置的限位開關,均備有保險限位開關。架車機組車體托架裝有壓力傳感器,實現起升到位自動停機。架車機組架車機構和車體托架除自動控制外均可切換為手動,以便安裝和檢修調試。車體托架的結構形式充分考慮車下推出轉向架及其他作業需要,提供較大的作業空間。2.3主要技術2.3.1主要技術數據(1)車輛架的最大升力1700mm(2)駱駝框架的最大行駛高度2800mm(3)車輛架設備的升速速度大約400mm/min(4)每輛車的貨架都必須改進200kN(5)所有車架的支撐力100kN(6)每組架的故能升級400kN2.3.2設備的同步性能(1)相鄰框架之間的高度差8mm(2)不同發動機之間的高度差8mm(3)每條軌道的兩端之間的水平偏差±6mm(4)每個架的兩條軌道橋的水平偏差位于每個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荷下的最大張力6mm(6)mm設備控制系統縱向間隙≤10mm接頭高低差≤1mm接頭側向錯位≤2mm設備控制系統包括總控制臺和現場控制器。總控制臺裝有各種必要的指示燈和控制按鈕。如果出現故障,操作緊急按鈕能使所有起升動作停止。架車機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備。3固定客車站的安全保護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到上限位,所有的舉升驅動將被斷電。而在下限位,只有帶特定設置的恢復開關的舉升柱斷電。當任一緊急限位開關被觸發時,整個架車機系統將被斷電。3.2成組模式的運行過程固定式架車機具有同步控制的特點,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和整體升降。當舉升柱以成組模式操作時,自動進行同步控制。當同步控制裝置出現故障時,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計可承受全部載荷,因而,對整個架車機系統來說沒有緊急的危險。主提升螺母和安全螺母的新安裝間隙為3.6～4.2mm。另外,每一個舉升柱上還裝有一個限位開關,監測主提升螺母。當螺母斷裂時,限位開關觸發,整個架車機斷電。3.4開關的過載每個舉升柱上帶有電機過載開關以控制電機載荷。一旦驅動系統過載,架車機將斷電。3.5相保護裝置相保護裝置可對電控制系統進行保護。相保護裝置監測轉子電流的電磁場。當發生故障時,例如,斷線,舉升驅動系統及架車機將斷電。4大懸索機架車4.1為提高設備使用效率,列車必須是固定編組的。4.2一般情況下,每線設置的架車數量不宜超過6輛(采用24個架車單元),如果列車編組過大,可設置2條線路,分開檢修。4.3如果近遠期采用不同規模的列車編組,則架車線應按遠期規模設置,預留架車單元的基礎。4.4設計中應注意架車機是根據車輛的定距、軸距和架車位確定架車機設置位置,因此不同車型不能混用。4.5列車抬升最大高度應以安全推出轉向架為準,檢修廠房的天車走行軌高度一般設置為8.4m。4.6檢修廠房一端應留出足夠長度,便于推出轉向架的停放和轉運,以利于與轉向架檢修間的銜接。4.7在使用固定式架車機的同時應配備一定數量的移動式架車機,以便在特殊情況下應急使用。5檢查織物上的對策由于地鐵車輛與常規鐵路車輛的結構型