地铁车辆段固定式驾车机技术分析

地铁车辆段固定式驾车机技术分析

董传佳

青岛新瑞泰电气设备有限公司山东青岛266000

摘要：如今，地铁成为城市中一种热门的交通工具。由于地铁车辆的结构特点，需要采用固定式架车机进行车列的架落车作业，以提高检修作业的工作效率。本文通过分析比较不同的架车方式，研究固定式架车机的性能和机理，以便合理选取地铁车辆段架车机型式。

关键词：固定式架车机地铁车辆段技术

一、架车机型式的选择

1.架车方式比较

一般情况下，车辆段内采用的架车方式有地面固定式架车机架车、地面移动式架车机架车、固定式架车机架车。地面固定式架车机在铁路机务段、车辆段内广泛使用，为比较固定的单台机车或单台客、货车辆架车所用。由于机务段、车辆段检修工作量大，任务饱满，因此该设备的使用频率很高。移动式机车机是地面固定式架车机的一种替代形式。由于地面固定式架车机的架车立柱被固定在地面上。因此，在工作量相对较小的使用场所使用就显得非常不经济，故而在此情形下可以采用移动式架车机，当不使用架车机时，可方便地移开，以腾出工作场地。但无论是地面固定式架车机还是移动式架车机，机车或车辆均是单辆架车，对于固定列车编组架车时，需要解编列车，大大地增加了工作量。

地铁列车实行高密度、小编组的开行方案，一般情况下为固定编组，车辆与车辆之间通常采用半自动车钩和半永久牵引杆连接。当列车队中的车辆或某一转向架发生故障需要维修时，则需要进行架车作业，脱离故障单元。由于车辆之间不同连接方式的电气连接、机械连接、风管连接十分复杂，解编作业和架车作业将消耗很多时间，为提高作业效率，固定式架车机组应运而生.

2.固定式架车机的使用目的

如前所述，固定式架车机组主要是满足固定列车编组的检修作业需要。其作用一是在不完全解体条件下的单节车辆解钩或单个转向架更换，二是整列车解钩作业以及全部转向架推出检修。

二、固定式架车机的结构形式及架车方式

1.结构形式

整体地下式固定架车机组，可对整列车（或一个单元车组）在不摘钩状态下进行同步架落车作业，也能对任一单节车辆进行架落车作业。当架车机组将整列车（或一个单元车组）或单节车辆举升起来之后，便可更换举升起来的车辆底部的转向架，或在车辆底部进行维修工作。

固定架车机组在地下基础坑内安装，完成对单元列车或单车的架落车作业。架车作业时，由调车机车或公铁两用车，将列车单元牵引到架车台位上，并正确对位，架车机构将车辆（带转向架）举升到设定高度，解除转向架与车体之间的连接，升起车体托架支承车体，架车机构带转向架一同落下，推出转向架。落车作业的工艺过程为架车作业的反序过程。架落车作业完成后，设备全部降入地坑，车库地面平整无障碍。

车辆同地下式固定架车机系统正确对位后，转向架举升单元才能作业。架车作业时，转向架的每个滚轮都限制在轨道桥活动部分顶部轮缘的凹陷处，这样能确保在举升过程中，转向架不会从轨道桥上滚落下来。该系统的优点是不会被铁锈或其它任何零件的不活动而卡死。因此，该系统不需要能引起故障的电控系统。为了准确地定位车辆/转向架，在凹陷处安装有轮探测设备和限位开关。

固定式架车机的单台结构形式由转向架架车单元、车体架车单元以及控制装置三部分组成，用于每辆架车时有4套转向架架车单元和4套车体架车单元。架车单元是固定式架车机的主要承载部件，每套转向架架车单元由2根立柱形成的门式框架座位车轮抬升立柱，车体架车单元由1根车体抬升立柱组成，当各立柱升至最高位置时，可将车体及转向架升高2m以上。为保证立柱能垂直升降，每根立柱设置8组导向滚轮，保证立柱在受到偏心弯矩时能自由升降。

在4个车体举升托架支撑起单节车辆后，设计采用2组转向架举升单元完成单节车辆转向架的架落作业。每组转向架举升单元由4个举升柱组成，采用旋转轴和螺杆驱动系统。转向架举升单元设计能够承受车辆轴重不超过16t。车体举升托架（BH）设计能够承受车辆总重量不超过40t。

总电源供至控制柜，供电方式TN-S，对设备接地和电气保护没有其它特殊要求。

2.架车工艺

2.1整列车（或单元车组）架车

地铁单元车组进入架车台位并在架车机上正确对位，车辆架车机构同步联动，起升架车。车体连同转向架一起整体升起至需要高度，并保持锁定状态。在拆卸落下转向架前，需升起车体托架，待车体托架承受住车体载荷并锁定后，车辆架车装置才能承着转向架落下，车辆架车机构和车体托架的动作能够实现互相连锁。车辆架车机构可以选择落下任意一个转向架。

2.2单节车辆架车

单节车辆的架车作业过程与单元车组类似，可以在任意一组架车装置上作业。整体地下式固定架车机组架车作业时，从地下同步升出各支架，同时保证地面的平整，以方便检修作业。设备具有同时架起一个单元车组的能力，并且不需要对单元车组进行任何前期的拆装工作，能顺利、安全举升（降落）单元车组。完全允许检修人员单独对一个转向架进行更换，而不需要对其它转向架进行任何的拆装工作。设有总控制台和现场控制器，既可在总控制台对设备进行整组车辆的升降控制和各个单节车辆的升降控制，亦可在现场进行单节车辆的升降控制。整个架车装置都有可靠的对位机构，确保车辆定位准确。有必要的安全措施，保证架车作业安全。架车机组控制系统在升降过程中能够自动检测整列车架车装置各升降单元的同步性，在一定的范围内对不同步过程进行控制和调整，当同步控制失效，不同步范围超过允许值时，控制系统将对不同步的升降过程紧急停机。

三、固定式架车机组的安全保护

1.举升位置控制

在成组模式中，一旦任一举升柱上行程记码器确定举升柱已达到上限位，所有的举升驱动将被断电。而在下限位，只有带特定设置的恢复开关的举升柱断电。当任一紧急限位开关被触发时，整个架车机系统将被断电。

2.同步控制

固定式架车机具有同步控制的特点，它可使举升柱在成组模式的举升和下降过程中，具有同样的速度以保证载荷平稳和整体升降。当举升柱以成组模式操作时，自动进行同步控制。当同步控制装置出现故障时，举升装置断电。

3.安全螺母

一旦主举升螺母断裂，安全螺母将起承载作用。安全螺母采用特殊设计可承受全部载荷，因而对整个架车机系统来说，没有紧急的危险。主提升螺母和安全螺母的新安装间隙为3.6~4.2mm。另外，每一个举升柱上还装有一个限位开关，监测主提升螺母。当螺母断裂时，限位开关触发，整个架车机断电。

4.电机过载开关

每个举升柱上带有电机过载开关以控制电机载荷。一旦驱动系统过载，架车机将断电。

5.相保护装置

相保护装置可对电控制系统进行保护。相保护装置监测转子电流的电磁场。当发生故障时，例如，断线，举升驱动系统及架车机将断电。

四、固定式架车机组工艺设计

1.为提高设备使用效率，列车必须是固定编组的。

2.一般情况下，每线设置的架车数量不宜超过（采用24个架车单元），如果列车编组过大，可设置2008年10月2条线路，分开检修。

3.如果近远期采用不同规模的列车编组，则架车线应按远期规模设置，预留架车单元的基础。

4.设计中应注意架车机是根据车辆的定距、轴距和架车位确定架车机设置位置，因此不同车型不能混用。

5.列车抬升最大高度应以安全推出转向架为准，检修厂房的天车走行轨高度一般设置为8.4m。

6.检修厂房一端应留出足够长度，便于推出转向架的停放和转运，以利于与转向架检修间的衔接。

7.在使用固定式架车机的同时应配备一定数量的移动式架车机，以便在特殊情况下应急使用。

参考文献

[1]GB50157-2003.地铁设计规范

[2]香港柏城工程设计公司.固定式架车机技术规格书香港：香港柏城工程设计公司，2003.

[3]铁道第四勘察设计院.广州地下铁道设计研究院.珠江三角洲城际快速轨道交通广佛线初步设计文件汉：铁道第四勘察设计院，2005.