周玲玲
(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)
摘 要：通过对国内动车段、所动车组轮辋轮辐探伤、车轮镟修两处分散作业工艺现状的研究分析，为满足动车组检修量增大的需求，首次提出动车组轮辋轮辐探伤、车轮镟修共线集中修工艺设计。研究成果在武汉动车段I类变更设计中首次实施，为全路动车段(所)检查库扩能改造提供了成功的设计案例。
关键词：动车段；轮辋轮辐探伤；镟轮；共线工艺设计
随着武广、京石、石武、陇海线、沪汉蓉等一批高铁的开通，武汉在全国铁路版图上形成覆盖东南西北全方位的高铁网络。高铁线网拉通，武汉枢纽客流量大幅度增长，导致武汉动车段检修任务剧增。定期对车轮进行探伤检查、轮缘踏面镟修，是保证高铁行车安全的重要措施。随着武汉动车段检修任务剧增，动车组走行部检查能力不足的瓶颈突显。本文旨在不增加设备投资的基础上，通过对轮辋轮辐探伤及镟轮工艺线的新型设计，提高车轮检修作业效率。
1.1 轮辋轮辐探伤作业
“LU移动式轮辋轮辐探伤系统”安装在动车组检查线上，通过沿地沟内运行的检测小车，组合采用相控阵超声探伤技术和常规超声探伤技术，自动检测在线轮对的轮辋轮辐周向、径向、斜向缺陷，对车轮实施精细化、自动化、高效扫查，有效预警动车组车轮缺陷，保障行车安全，适用于我国CRH各型动车组[1-3]。见图1。
图1 轮辋轮辐探伤设备
目前，CRH动车运用所检查库中，5～8线库配置2台在线轮辋轮辐探测设备[4]。
1.2 镟轮作业
不落轮镟车床承担动车组镟轮作业，对轮对踏面、轮缘进行自动仿形加工、修复。镟轮作业是为了提高列车行车质量，减少车轮不良振动和噪声，能在列车不解体的情况下及时处理动车组车轮轮缘偏磨、踏面擦伤[5]。见图2。
图2 不落轮镟车床
目前，CRH动车运用所均配置了不落轮镟床，并配套有专用作业库和作业线。
2.1 车轮检修工艺流程
动车组入段检修，依次通过踏面诊断、洗车，进入检查库进行整备及轮辋轮辐探伤作业，检查库与镟轮库分开布置，动车组在检查库内进行车轮轮辋轮辐探伤后[6，7]，经过调度转场，进入镟轮库镟轮。镟轮与车轮轮辋轮辐探伤实行两处分散作业[8，9]，见图3。
图3 动车组一、二级修工艺流程
2.2 车轮检修耗时调研
对既有动车段、所动车组车轮检修作业工序、工序耗时进行统计，并根据检修设备厂家提供的设备工作耗时统计数据[10-12]，得到车轮检修作业耗时统计，如表1所示。
表1 车轮检修工序耗时占比统计分析
序号步骤耗时/h累计耗时/h占比/%累计占比/%1镟轮161650.0050.002轮辋轮辐探伤122837.5087.503调度转场2306.2593.754设备维护1313.1396.885精度检测0.531.51.5698.446其他0.5321.56100.00
检修人员实行一天2班制，每班8 h，1列8辆编组动车组进行车轮检修耗时2 d(32 h)，其中镟轮及轮辋轮辐探伤工序耗时占比87.50%。若镟轮与轮辋轮辐探伤工序不能有效衔接，则动车组在检修基地停留的时间更长。
为提高车轮检修效率，满足不断增长的车轮检修作业需求，针对轮辋轮辐探伤及镟轮由两处分散作业转变为共线集中作业进行探讨[5]。
动车组一二级修主要库房平面布置示意见图4。
图4 动车一、二级修主要库房平面布置示意
3.1 匹配原则
通过表2可看出，车轮镟轮及探伤作业周期接近，作业时间也接近[13-15]。并且车轮镟修后，规则的踏面外形将提供良好的车轮轮辋轮辐探伤工况；车轮镟修后，通过对车轮轮辋轮辐探伤，可以更加有效地控制车轮的质量，确保高速列车运行安全。车轮镟修及轮辋轮辐探伤具有共线设计的可行性。
为保证两设备同步工作，互不干扰，将镟轮设备和轮辋轮辐设备在同一股道上一前一后布置，两工位间隔1节车的距离。
表2 不落轮镟床与轮辋轮辐探伤设备相似点
项目不落轮镟床轮辋轮辐探伤设备作业地点镟轮库一、二级修检查库作业周期20万～30万km18万～25万km作业时间单轴20～25min/轮对单轴20～25min/轮对双轴20～25min/轮对双轴20～25min/轮对
3.2 共线工艺设计
武汉动车段包含国内4种主流动车组车型检修，转向架中心距不同，因此设备平面布置应重点考虑车型的兼容修。不同类型动车组转向架中心距统计如表3所示。
表3 不同类型动车组转向架中心距统计
CRH动车组车辆尺寸参数
种类第1车和第2车第1轴间距/mm中间车第1轴间距/mmLt1Lt2Lt3合计L1L2L3合计CHR1190002700490026600190002700490026600CHR2176002500500025100176002500500025100CHR3174002500496024860174002500496024860CHR5190002700420025900190002700420025900CHR380A173002500500024800175002500500025000CHR380BL173002500490024700173002500500024800
经过多次测算及三维模拟，设置长90 m×宽12 m镟轮与车轮探伤设备综合库，如图5所示。相应对主要库房的平面布置进行优化，如图6所示。
图5 镟轮与车轮探伤设备综合库设备布置三维模拟(单位：m)
图6 动车一、二级修主要库房平面布置优化示意
3.3 共线工艺设计作业时间检算
经试验，1节车完成探伤或镟轮需要80 min。
作业工序耗时如图7所示。
第一阶段，当第1、2节车车轮完成镟轮作业，探伤设备完成准备工作，耗时160 min；
第二阶段，共有6节车同步完成镟轮及车轮探伤作业，耗时480 min；
第三阶段，镟轮作业结束、设备复位，第7、8节车单独进行探伤作业，共耗时160 min。
图7 流水修作业时间检算示意
通过检算，车轮轮辋轮辐探伤与镟轮共线设计流水作业，共耗时=(160+480+160) min=13.3 h，一天2班制，耗时1 d，对比既有的两处分散作业模式(耗时2 d)，车轮检修效率提高1倍。
镟轮与轮辋轮辐探伤共线设计研究成果已在武汉动车段I类变更设计中实施，通过建设方、监理、施工、设计院、厂家的现场检验，达到预期效果。目前该工艺线运行稳定，检修效果良好。本次研究首创车轮轮辋轮辐探伤、镟修共线流水作业模式，提高了车轮检修作业效率，为全路动车段(所)检查库扩能改造提供了成功的设计案例。
共线设计充分利用既有设备，优化工艺布局，在不增加设备投资的基础上，车轮检修效率提高1倍；缩短了动车组轮对探伤镟轮时间，提高了动车组运营周转效率；将车轮探伤设备从检查库移出后，可有效释放库线的检修能力。目前，全路有60个镟轮库，若将车轮探伤与镟轮设备合设后，可释放60条检查库线能力，节约高额扩能改造工程投资。但是，共线设计后，对两设备功能提出了更高的技术要求：增加两设备安全联锁控制、安全防撞控制、升级数据处理系统。同时需报批相关部门，对工班安排作出适当调整，以适应1列动车组的车轮检修时长需要。
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New Process Line Design for Wheel Rim and Spoke Flaw Detection and Wheelset-class-lathing in Wuhan EMU Depot
ZHOU Ling-ling
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)
Abstract：To meet the increasing EMU maintenance demand， the paper proposes the first time the collinear and centralized process design for wheel rim and spoke flaw detection and wheelset-class-lathing based on researches on the decentralized processes in China EMU depots. Research results are implemented in class I altered design of Wuhan EMU Depot， which proves to be a successful design case for library maintenance capability expansion and reconstruction.
Key words：Wuhan EMU Depot; Wheel rim and spoke flaw detection; Wheelset-class-lathing; Collinear process design
文章编号：1004-2954(2017)04-0166-03
收稿日期：2016-08-09；
修回日期：2016-08-30
作者简介：周玲玲(1987—)，女，工程师，2011年毕业于中南大学载运工具专业，工学硕士，E-mail：zhoulingling0405@163.com。
中图分类号：U269
文献标识码：A
DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.04.035
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