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包头西机务段和谐型电力机车 C4 修工艺方案研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-16  浏览次数:362
核心提示:1 概述 根据中国铁路总公司运输设施设备修程修制改革 的总体要求,为减少过剩检修,降低机车检修成本,提 高机车运用效率,保证
 1 概述
    根据中国铁路总公司运输设施设备修程修制改革 的总体要求,为减少过剩检修,降低机车检修成本,提 高机车运用效率,保证机车检修质量安全可靠,确定 C1 修至 C3 修由机务段承担,C4 修实施集中检修,由 各铁路局选取具备条件的机务段承担,无具备条件的 机务段,由原规划检修基地承担,C5 修由检修基地和 太原铁路局、沈阳铁路局、北京铁路局、兰州铁路局承 担,C6 修由原路网性规划单位承担[1-2]。 呼和浩特铁路局自 2013 年 10 月开始陆续配属和 谐型交流机车,截止到 2016 年 2 月底已经配属 144 台,其中包头西机务段 84 台货运机车,集宁机务段 60 台客 运 机 车,目前先期配属的和谐机车已达到 C4 修走行公里。【高压电器】呼和浩特铁路局包头西机务段为路 局电力机车的检修基地,既有直流机车中修 4 台位能 力及配套设施,根据研究年度交流机车、直流机车配属 测算,台位能力具备承担和谐型机车 C4 修条件。 根据呼和浩特铁路局 2015 年计划并报请中国铁 路总公司批准,允许呼和浩特铁路局安排 1 台已达 C4 修的 HXD2 型交流机车试修。为保证机车的运用 安全,结合已发生的机车故障,【高压电器】需要对包头西机务段既 有检修设施及检修工艺进行改造,以满足新型机车检 修需要。 2 既有中修设施存在的问题 2. 1 既有能力未充分利用 包头西机务段既有电力中修 4 台位。近几年调入 呼和浩特铁路局的直流电力机车互换配件型号杂、数 量多,由于段内没有配套配件存放间,现状利用中修转 向架间 50% 能力存放配件,造成目前包头西机务段中 修工艺流程不畅,既有 4 台位能力只能利用一半,严重 制约检修能力的发挥。目前包头西机务段 C3 修改造 新建配件库正在施工中,待施工完毕可完全恢复转向 架间,释放中修台位能力。 2. 2 既有中修工艺流程不顺畅,检修效率、台位利用 率较低 机车配件间占用能力,导致既有中修库 4 台位机 车解体、组装与转向架解体、组装能力不匹配,4 台位 机车解体、组装与转向架解体、组装与轮对、牵引电机 总成检修流程不顺畅,作业交叉干扰,检修效率极低, 2014 年包西机务段年中修直流电力机车 80 台, 2015 年中修 90 台,由于中修工艺流程不顺畅,检修过 程占用时间较长,造成检修库停时间较长( 8. 5 d) ,台 位利用率较低。【高压电器】 2. 3 缺少和谐型机车检修的设施、工装、设备和工具 包头西机务段既有中修设施都是针对直流机车而 配套,2014 年在包头西机务段整备能力加强工程中, 改造并配备了和谐型机车 C3 修以下修程的设施和工 装设备,但缺少和谐型机车 C4 修需要的检测、解体、 组装、试验等设施、设备,不能满足和谐型机车 C4 修 检修需要。 3 机型、任务量及检修规程要求 3. 1 配属机型 截止到 2016 年 2 月底呼和浩特铁路局配属和谐 型机 车 144 台,其 中: 包头西机务段配属 69 台 HXD2 货 运 机 车,分 别 为 2013 年 10 月 配 属 23 台, 2014 年 1 月 2 日配属 46 台,2015 年 10 月配属 15 台。 截止到 2016 年 2 月底,和谐型机车新造后单台累计走 行公里最高为556 941 km,目前已达到 55 万 km。按 照目前机车运用情况,HXD2 型机车每月每台机车累 计走行 2 万 km,到目前部分机车已陆续达到 C4 修公 里数( 总公司发布的和谐型交流机车 C4 修程周期为 50×( 1±10% ) 万 km,不超过 3 年) 。 集宁机务段( 呼和西车间) 配属 25 台 HXD3C 客 运机车,分别为 2013 年 11 月配属 15 台,2013 年 12 月 配属 10 台,配 属 35 台 HXD3D 客 运 机 车,分 别 为 2014 年 6 月 配 属 5 台,2014 年 10 月 配 属 10 台, 2014 年 11 月 配 属 2 台,2015 年 3 月 配 属 10 台, 2015 年 9 月配属 8 台。截止到 2016 年 2 月底,和谐型 机车新造后累计走行公里 最 高 单 台 为494 370 km, 2016 年1 月预计达到49 万 km。按照目前机车运营情 况,HXD3C 型、HXD3D 型机车每月每台机车累计走行 1. 8 万 km,到目前部分机车已陆续达到 C4 修公里数。 3. 2 研究年度任务量 按照对呼和浩特铁路局运输能力配套研究测算, 2020、2025、2035 年呼和浩特铁路局需要配属和谐型 机车将达到 420、544、882 台,需要直流电力机车中修 1. 2 /0. 6 /0 台 位,和谐型电力机车 C4 修 2. 1 /2. 7 / 4. 0 台位[3]。 3. 3 检修技术规程要求 根据 中国铁路总公司 HXD2 型、HXD3D 型、 HXD3C 型电力机车检修技术规程( C1 修 ~ C4 修) 中 C4 修检查要求[4],结合包兰线、大包线机车运行区段、 运用条件及机车实际质量变化情况,确定检修范围和 工艺必须满足机车主要部件总成解体下车进行检测、 检修的技术要求。 ( 1) 走行部检修要求: 车轴、牵引杆、牵引支座、托 盘、牵引销、法兰及牵引座筒进行探伤,需推出转向架, 解体轮对电机、牵引杆、牵引支座及托盘、牵引销、法兰 及牵引座筒等部件进行探伤作业。牵引电机、轮对、悬 挂装置、牵引装置、基础制动装置及其附属件的检查、 测量,需推出转向架到相应解体间及组装间进行分解、 检查、组装、试验,并配备相应的分解、检测、组装、试验 设备。 ( 2) 牵引电机检修要求: 轴承检测不合格或电机 静态检测不合格时电机需解体检修,故需进一步配套 解体电机的相关解体、检修、组装及试验设备。受现有 作业区域不足的限制,需扩建检修区域,配备解体、组 装、检测设备,满足和谐机车牵引电机的检修要求。 ( 3) 辅助电机检修要求: 辅助风机轴承更新,需辅 助电机解体组装、更新轴承。辅助电动机及机组要进 行电机空转试验、电机三相平衡试验及通电试验,需辅 助机组下车入辅助电机检修区进行检测、试验,配备相 应的解体、试验设备。受现有作业区域不足的限制,需 扩建检修区域,满足和谐机车辅助机组 C4 修要求。 ( 4) 车上变流器及变流装置、低压电器、网络及微 机控制系统检修要求: 主变流器、辅变流器、通用柜、空 调装置、系统柜、安全设备柜、机车控制监视系统等部 件集成度高,柜内电器元件排列密,受机车空间限制, 在车上进行检测时无法对柜体背部元器件进行检测, 需整体吊下进入电器配件检修间相应检修区进行检 451 铁 道 标 准 设 计 第 60 卷 修。低压电器蓄电池须下车进行均衡充电,110 V 电 源装置、整机需进行试验,故需配备相应电器柜的试验 设备。 ( 5) 车顶高压电器检修要求: 解体受电弓、主断路 器、高压连接器、高压隔离开关等部件下车,进入高压 电器检修区进行检修,因部分试验设备可与直流机车 共用,故需改造既有 SS4 机车中修试验设备。 ( 6) 制动系统部件检修要求: 受车上空间限制,主 压缩机、干燥器、制动柜内各模块及空气管路系统需下 车进入相应检修间进行检修。【高压电器】压机、干燥器需下车 进行元器件的更新、油脂的补充及相应的测试。干燥 器组装后还需进行空转试验,所以制动系统部件需车 下检测与试验,并配备相应的检测、试验设备。 ( 7) 车钩及缓冲器装置检修要求: 钩尾框要求探 伤,需对车钩进行下车、解体; 缓冲器要求下车检修, HXD2、HXD3C、HXD3D 要求测量缓冲器自由高度, HXD2 要求更换缓冲装置,因此需配备相应的拆装 设备。 根据以上和谐机车检修范围和工艺技术要求,确 定了包头西机务段 C4 修原则为: 不便于车上检查、检 修、试验、保洁的主要部件均解体下车,并配备相应的 分解、试验、组装设备,其他部件根据相关技术规程采 用车上检测方式。 4 工艺方案研究 根据现状车库组合,调整配件存放位置,释放转向 架检修能力,调整构架清洗位置,补充和谐牵引电机检 修设施,释放空间为和谐机车辅机、构架检修间,对交 流、直流机车部件共用检修的分间,力求近、远期结合, 减少重复改造工程。 4. 1 和谐型机车整车检修工艺流程 机车入段动态检测—整车走行部动态检测—库前 预整备( 排砂、排污、除尘、清洗) —入库解体、检测、检 修、组装、低压试验( 主要部件总成下车检测、检修、试 验、保洁) —机车出库整车走行部动态复查、性能试 验、交车[5]。 和谐型电力机车 C4 修检修作业流程见图 1。 图 1 整车检修作业流程 4. 2 走行部检修工艺流程 中修库解体组装台位解体 ( 转向架与车体分 解) —推入转向架解体间解体构架走行部—各部件检 测、检修、试验、保洁—转入转向架组装间组装构架走 行部、试验—推入中修库解体组装台位组装( 转向架 与车体组装) 。 4. 3 牵引电机、辅助机组检修工艺流程 ( 1) 牵引电机作业流程: 转向架解体间解体牵引 电机—转入牵引电机间吹扫、分解、检修、组装、检测、 试验—转入转向架组装间组装牵引电机—试验电机 轮对[7]。 ( 2) 辅助机组作业流程: 中修库解体组装台位分 解辅助机组—转入辅机检修区检测、检修、试验、保 洁—转入中修库解体组装台位组装辅助机组。
    4. 4 轮对检修工艺流程 转向架解体间解体轮对—转入轮对间保洁、探伤、 第 11 期 丁 莉—包头西机务段和谐型电力机车 C4 修工艺方案研究 551 检测—转入转向架组装间组装电机轮对、试验电机轮 对—与构架组装[6]。 4. 5 走行部机械配件检修工艺流程 转向架解体间解体走行部配件—转入清洗、煮洗 间清洁—转入机械配件检修间检测、探伤—转入转向 架组装间组装走行部配件。 4. 6 车钩缓冲器检修工艺流程 中修库解体组装台位分解钩缓,就地保洁、检测、 探伤、组装。 4. 7 机车中部电器柜、上部高压电器检修工艺流程 中修库解体组装台位分解各电器机柜、车顶高压 电器—转入电器配件检修间吹扫、保洁、检修、试验— 转入中修库解体组装台位组装各电器机柜、车顶高压 电器。 4. 8 空气及制动系统检修工艺流程 中修库解体组装台位分解空气及制动系统—转入 小辅修库空气压缩机检修间解体、检查、组装、试验、交 验—转入中修库解体组装台位组装空气及制动系统。 5 设计工程实例 5. 1 既有中修车库组合及流程示意 包头西机务段既有 4 台位中修库( 96 m×56 m) , 既有直流机车电器配件检修间( 96 m×21 m×2 层) ,既 有直流机车转向架解体组装间( 78 m×27 m) ,既有直 流机车备品配件存放间( 78 m×24 m) ,配件库( 96 m× 15 m) 、轮对间( 78 m×18 m) ,既有机械配件检修、辅助 电机检修间( 78 m×18 m) ,既有清洗间( 36 m×24 m) , 既有牵引电机清洗、直流机车牵引电机分解间( 36 m× 24 m) ,既有直流机车牵引电机组装、试验间( 36 m × 24 m) 含电机浸漆间( 18 m×12 m) ,既有喷漆库( 12 m× 14. 4 m) ,以及检修办公房屋。 既有中修库平面布置见图 2。 图 2 既有中修库平面布置 5. 2 改造后车库组合及流程示意 利用既有中修设施进行改造或接建,【高压电器】改造既有 4 台位中修库、电器配件检修间、转向架解体间、转向 架组装间、轮对间、机械配件检修间、牵引电机检修间, 接建转向架配件清洗煮洗间、和谐型机车牵引电机检 测间,形成“一库、八间”的工艺布局[8]。 改造既有 4 台位中修库为和谐型机车与 SS4 型机 车共用检修库,改造既有直流机车电器配件检修间为 交、直流机车共用电器配件检修间,改造既有直流机车 转向架解体组装间为交、直流机车解体间,改造既有直 流机车备品配件存放间为交、直流机车组装间,改造既 有机械配件检修、辅助电机检修间为交、直流机车机械 配件检修间,拆除检修车间办公楼、质检办公楼,接建 转向架构件清洗煮洗间,改造既有清洗间为委外转向 架构架存放和探伤间,拆除牵引电机间辅助边跨、搬运 组、煮洗间、变电所,接建和谐型机车牵引电机检测间 ( 含和谐型及 SS4 型机车辅机检修、和谐型机车检测、 浸漆作业间) ,在北锅炉房北侧新建检修职工间休待 工间,接建喷漆库,改造既有电力小辅修库一层边跨空 气压缩机检修作业区为和谐型机车主压缩机、辅压缩 机共用检修间,其余配件库、轮对间、直流牵引电机检 修间利旧。改建后形成和谐型电力机车 C4 修2 台位、 和谐型机车 C4 修与 SS4 型机车中修共用 2 台位的 规模[9,10]。 改造后中修库平面布置见图 3。 651 铁 道 标 准 设 计 第 60 卷 图 3 改造后中修库平面布置 6 结语 根据铁总运[2015]30 号文要求,对走行里程未达 到 60 万 km 的机车按照新修程 C4 修实施集中修。随 着呼和浩特铁路局和谐型机车数量的不断增加,考虑 到呼和浩特铁路局机车实际运用状况以及运行 1 年半 机车发生的故障统计( 低压电器故障 10 件、控制系统 故障 2 件、高压电器故障 1 件、走行部故障 1 件) ,结合 检修技术规程,以及检修范围与工艺技术要求,通过改 造调整工艺,达到流程顺畅、减少交叉、提高效率的目 的,实现机车换代时期同时满足直流机车与交流机车 共用检修设施的需要。随着交流机车的不断增加,直 流机车将越来越少,直流牵引电机间和主要共用检修 设施,如: 牵引电机检修间、机械配件检修间、电器配件 检修间、辅机检修间等为直流机车配件检修的区域可 全部改造为交流机车部件检修。 目前包头西机务段 C4 修改造工程正在实施中, 改造面积约为 3 万 m2 ,是路内第一个完整 C4 修改造 的机务段,笔者建议对段级改造 C4 修的机务段不同 于基地检修,需注意的问题如下。 对不同修程( C3 修与 C4 修) 但共同检修范围的 部件检修,存在共用检测、检修设备的情况,存在倒运 距离过远作业不太方便问题。【高压电器】
    如包头西机务段的空压 机及制动系统,在 C3 修、C4 修时共用检测、检修设备, 作 C4 修时解体后需要倒送到小辅修库,检测、检修完 回送中修库组装。建议机务段针对这种情况可根据机 车实际发生的故障率,配备足够的配件先更换后送集 中检修,以保证检修作业质量,提高检修作业效率[11]。【高压电器】

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