劉和平　丁寶英

[摘 要] 文章系統(tǒng)闡述了城軌車(chē)輛車(chē)鉤高度尺寸的重要性和調(diào)整的基本方法，通過(guò)新加坡城軌車(chē)輛車(chē)鉤高度尺寸超差的原因分析及解決方法，歸納出城軌車(chē)輛車(chē)鉤高度調(diào)整的基本方法和預(yù)防措施，對(duì)車(chē)輛制造商和地鐵運(yùn)營(yíng)公司具有現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞] 城軌車(chē)輛；車(chē)鉤高度調(diào)整；原因分析；基本方法；預(yù)防措施

[作者簡(jiǎn)介] 劉和平，南車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司高級(jí)工程師，山東 青島，266111；丁寶英，南車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司高級(jí)工程師，山東 青島，266111

[中圖分類(lèi)號(hào)] U270.34 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-7723（2012）11-0028-0005

城軌車(chē)輛之間是由密接式自動(dòng)車(chē)鉤或半自動(dòng)車(chē)鉤連接的，車(chē)鉤具有連接、牽引及緩沖的作用。城軌車(chē)輛運(yùn)行中，當(dāng)相互連接的兩車(chē)鉤高度差超過(guò)允許范圍時(shí)，會(huì)影響列車(chē)的可靠性、平穩(wěn)性、舒適性，甚至危及車(chē)輛的運(yùn)行安全。所以，在車(chē)輛制造和運(yùn)用檢修時(shí)必須對(duì)車(chē)鉤高度進(jìn)行調(diào)整，滿(mǎn)足制造技術(shù)條件和檢修技術(shù)條件的要求，達(dá)到車(chē)輛安全運(yùn)行的目的。

車(chē)輛車(chē)鉤高度是指車(chē)鉤水平中心線(xiàn)距離軌道上平面的距離，其高度尺寸由以下幾方面尺寸或因素構(gòu)成：車(chē)輪直徑、轉(zhuǎn)向架四角高差、一二系懸掛裝置調(diào)整墊厚度、車(chē)鉤安裝面垂直度、車(chē)體枕梁外撓度、車(chē)鉤本身尺寸。在車(chē)輛設(shè)計(jì)時(shí)，車(chē)輪直徑、車(chē)體枕梁外撓度、轉(zhuǎn)向架四角高差及一二系懸掛裝置等垂直尺寸鏈均有設(shè)計(jì)計(jì)算；車(chē)輛制造時(shí)，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求的尺寸公差進(jìn)行加工制造。車(chē)輛落成時(shí)，主要通過(guò)車(chē)輛二系懸掛（空氣彈簧）調(diào)整墊、車(chē)鉤本身調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行車(chē)鉤高度尺寸的調(diào)整來(lái)滿(mǎn)足車(chē)鉤高度的技術(shù)要求。如果滿(mǎn)足不了公差要求，就要進(jìn)行整個(gè)垂直尺寸鏈的檢測(cè)，查找問(wèn)題的根源，就會(huì)造成車(chē)輛抬車(chē)落轉(zhuǎn)向架、尺寸檢測(cè)、故障處理等重大返工，影響到車(chē)輛生產(chǎn)進(jìn)度、交期，增加了制造成本。

本文通過(guò)新加坡城軌車(chē)輛車(chē)鉤高度調(diào)整的實(shí)踐，總結(jié)歸納出一種簡(jiǎn)單有效的車(chē)鉤高度調(diào)整方法，可以有效地預(yù)防和解決車(chē)鉤高度超差問(wèn)題。

一、問(wèn)題的提出

1. 新加坡城軌車(chē)輛為A型車(chē)輛、6輛編組，由兩個(gè)電動(dòng)車(chē)組單元（EMUs）組成，每個(gè)電動(dòng)車(chē)組單元由兩輛動(dòng)車(chē)和一輛拖車(chē)組成。編組形式為：+DT-M1-M2 + M2-M1-DT+

其中：+——全自動(dòng)車(chē)鉤；

-——半永久牽引桿（帶電鉤）。

DT車(chē)一位端車(chē)鉤為全自動(dòng)車(chē)鉤，二位端車(chē)鉤為半永久牽引桿。

全自動(dòng)車(chē)鉤在緊急救援、列車(chē)連掛和牽引車(chē)輛時(shí)使用。具有以下特性：

（1）自動(dòng)機(jī)械、氣路、電路連掛；

（2）可在司機(jī)室內(nèi)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鉤，亦可以通過(guò)在軌道側(cè)手動(dòng)解鉤；

（3）設(shè)置氣液緩沖裝置，滿(mǎn)足列車(chē)連掛、碰撞時(shí)能量吸收的需要，確保車(chē)鉤水平、垂直和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

（4）隨著機(jī)械連掛的同時(shí)，空氣管路也自動(dòng)連接起來(lái)；

（5）當(dāng)車(chē)鉤未連掛時(shí)，對(duì)中裝置將使車(chē)鉤保持在縱向中心位置。

新加坡城軌車(chē)輛落成后車(chē)鉤高度尺寸技術(shù)要求為770+10-15mm，如果車(chē)鉤高度尺寸超差，將嚴(yán)重影響車(chē)鉤上述功能的實(shí)現(xiàn)，甚至危及城軌車(chē)輛運(yùn)行安全，是車(chē)輛制造商和地鐵運(yùn)營(yíng)公司重點(diǎn)控制的質(zhì)量項(xiàng)點(diǎn)。

2. 新加坡城軌車(chē)輛DT2車(chē)在國(guó)內(nèi)某公司生產(chǎn)時(shí)，整車(chē)落成后檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：一位端車(chē)鉤高度尺寸超差，實(shí)測(cè)為745mm，超差10mm（低）。車(chē)鉤高度尺寸測(cè)量位置如圖1：

二、問(wèn)題查找

將該車(chē)輛推入標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量軌道，根據(jù)圖2所示位置圖，對(duì)車(chē)輛落成后車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、落車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)如下：

1. 車(chē)體撓度相關(guān)尺寸測(cè)量

由于車(chē)輛落成后車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)撓度無(wú)法測(cè)量，通過(guò)測(cè)量車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)外在尺寸特征進(jìn)行車(chē)體撓度的描述，通過(guò)測(cè)量表1中相關(guān)尺寸，分析對(duì)比如下：

枕梁中心處距軌面的距離：（2位端-1位端）max= B4-A1=862-851=11 mm

邊梁端部距軌面的距離：（2位端-1位端）max= 4處-2處/ 2處-1處=854-835=19 mm

根據(jù)車(chē)輛車(chē)體制造技術(shù)條件，車(chē)體枕梁內(nèi)撓度技術(shù)要求為14～17mm，枕梁外撓度無(wú)技術(shù)要求。經(jīng)查閱該車(chē)輛工序質(zhì)量確認(rèn)表，枕內(nèi)撓度記錄為16mm，與上述所測(cè)“枕梁中心處距軌面的距離”外在特征描述趨勢(shì)相符。車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)枕梁內(nèi)撓度滿(mǎn)足技術(shù)要求，但撓度值在技術(shù)要求范圍的偏上限。

2. 轉(zhuǎn)向架及整車(chē)落成相關(guān)尺寸測(cè)量（見(jiàn)表2）

轉(zhuǎn)向架總成由日本川崎公司供貨，調(diào)閱一位轉(zhuǎn)向架（編號(hào)110253）、二位轉(zhuǎn)向架（編號(hào)110252）質(zhì)量記錄，發(fā)現(xiàn)只有產(chǎn)品合格證，無(wú)具體轉(zhuǎn)向架落成工序質(zhì)量記錄。

通過(guò)以上測(cè)量，得出結(jié)論如下：

（1）車(chē)輪直徑尺寸合格。

（2）一位端車(chē)鉤高度超差10mm（低）。

（3）1位角軸箱簧吊座與吊架間間隙超差1mm。

（4）枕梁下平面距軌面的距離一位端比二位端低7～8mm。

（5）車(chē)體四角高一位端比二位端低19mm，即車(chē)輛前后（縱向）傾斜，前低后高。

（6）空簧高度測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)距離軌面高度：一位轉(zhuǎn)向架比二位轉(zhuǎn)向架低3～4mm。

（7）牽引梁下平面距軌面的距離：一位端比二位端低12mm。

三、原因分析

車(chē)輛落成后車(chē)鉤高度尺寸超差的原因比較復(fù)雜，主要原因有：車(chē)輪直徑、車(chē)體撓度、轉(zhuǎn)向架落成尺寸、車(chē)鉤安裝面的垂直度、車(chē)鉤本身的尺寸等。

1. 車(chē)輪直徑。經(jīng)測(cè)量車(chē)輪直徑尺寸合格（見(jiàn)表2）。

2. 車(chē)體撓度。車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)枕梁內(nèi)撓度合格，但枕梁外撓度技術(shù)條件無(wú)要求，為設(shè)計(jì)缺陷，需要加入枕梁外撓度要求。

3. 轉(zhuǎn)向架落成尺寸。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架四角高尺寸是影響車(chē)鉤高度公差的重要尺寸鏈之一，本車(chē)轉(zhuǎn)向架為外購(gòu)配件，不能提供轉(zhuǎn)向架落成質(zhì)量記錄，為供方缺陷，需要加入該項(xiàng)要求。

4. 車(chē)鉤安裝面的垂直度。車(chē)鉤安裝座安裝時(shí)使用工裝，保證了車(chē)鉤安裝面垂直度不大于1 mm的要求。

5. 車(chē)鉤本身的尺寸。DT2車(chē)一位端為全自動(dòng)車(chē)鉤，經(jīng)查驗(yàn)車(chē)鉤的技術(shù)參數(shù)及供貨質(zhì)量記錄，發(fā)現(xiàn)車(chē)鉤本身尺寸超差的質(zhì)量問(wèn)題。

6. 車(chē)體撓度。新加坡DT2車(chē)整車(chē)落成后，車(chē)體（枕內(nèi)/外）撓度因枕梁下平面不在同一平面內(nèi)，無(wú)法直接測(cè)量。采用在一位端和二位端（邊梁處）拉一條線(xiàn)繩的測(cè)量方法，并繪制了撓度曲線(xiàn)（見(jiàn)圖3），DT車(chē)總長(zhǎng)23830mm，用拉緊線(xiàn)繩的測(cè)量方法，雖然測(cè)量數(shù)據(jù)不十分準(zhǔn)確，但曲線(xiàn)形狀和撓度趨勢(shì)可供參考。

從圖3可以看出：一位端枕梁外撓度比二位端枕梁外撓度大，通過(guò)對(duì)新加坡地鐵第2、7-12列城軌車(chē)輛DT1、DT2車(chē)整車(chē)落成相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，第7-12列存在一位端車(chē)鉤比二位端車(chē)鉤低的現(xiàn)象：DT1車(chē)一位端車(chē)鉤比二位端車(chē)鉤低1-12mm，DT2車(chē)一位端車(chē)鉤比二位端車(chē)鉤低2-8mm，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)附表1。

7. 轉(zhuǎn)向架

由于轉(zhuǎn)向架由日本川崎整體供貨，除合格證外沒(méi)有任何檢測(cè)記錄，無(wú)法分析轉(zhuǎn)向架是否存在問(wèn)題，決定更換該車(chē)轉(zhuǎn)向架。更換轉(zhuǎn)向架后，經(jīng)測(cè)量一位端車(chē)鉤高度尺寸實(shí)測(cè)為753mm，超差2mm（低）。

原轉(zhuǎn)向架和新轉(zhuǎn)向架落車(chē)后相關(guān)尺寸對(duì)比見(jiàn)表3。

從上表可知，空氣彈簧上平面距軌面的距離：

原轉(zhuǎn)向架：一位架與二位架相比，一位架一位側(cè)低7mm，一位架二位側(cè)低8mm；

新轉(zhuǎn)向架：一位架比二位架相比，一位架一位側(cè)高1mm，一位架二位側(cè)低1mm。

因此，一、二位轉(zhuǎn)向架高度差大（即：空氣彈簧上平面距軌面的距離）也是造成一位端車(chē)鉤低的原因之一。

綜合以上幾方面的原因分析，得出結(jié)論：車(chē)體枕外撓度大、一/二轉(zhuǎn)向架高度差大，組裝累積誤差是造成新加坡城軌車(chē)輛DT2車(chē)一位端車(chē)鉤高度尺寸超差的直接原因。

四、解決措施

1. 現(xiàn)車(chē)處理措施

（1）更換轉(zhuǎn)向架。

（2）落車(chē)時(shí)，調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)桿、滿(mǎn)足尺寸 [（260+t）±3、t=0 t：空氣彈簧用墊片]來(lái)調(diào)整空簧高度，進(jìn)行整車(chē)落成、調(diào)整，技術(shù)、質(zhì)量部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求驗(yàn)證。

（3）調(diào)整車(chē)輛落成參數(shù)，直至滿(mǎn)足車(chē)鉤高度770+10-15mm的技術(shù)要求。

2. 后續(xù)車(chē)處理措施

（1）技術(shù)部門(mén)修改車(chē)體制造技術(shù)條件，增加車(chē)體底架枕梁外部撓度的技術(shù)要求；質(zhì)檢部門(mén)做好檢驗(yàn)策劃和記錄工作。

（2）轉(zhuǎn)向架供貨商提供一、二位轉(zhuǎn)向架高度差的控制尺寸和范圍。

（3）工藝部門(mén)系統(tǒng)策劃如何實(shí)現(xiàn)車(chē)體枕外撓度尺寸的工藝措施，測(cè)量及控制轉(zhuǎn)向架四角高，修改車(chē)輛落成作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，配置相應(yīng)的工藝裝備，進(jìn)行工藝驗(yàn)證后下發(fā)正式工藝文件。

（4）制造部門(mén)按照新的車(chē)體枕外撓度技術(shù)要求、轉(zhuǎn)向架四角高測(cè)尺寸要求、落車(chē)工藝文件進(jìn)行施工。

五、實(shí)施效果和現(xiàn)實(shí)意義

1. 解決了新加坡城軌車(chē)輛DT2車(chē)一位端車(chē)鉤低的問(wèn)題。

2. 從設(shè)計(jì)、工藝、制造方面，系統(tǒng)地解決了新加坡地鐵車(chē)鉤低的慣性質(zhì)量問(wèn)題。

3. 通過(guò)對(duì)新加坡第18-22列車(chē)的工藝驗(yàn)證，上述措施有效、適用。

4. 車(chē)輛制造商和地鐵運(yùn)營(yíng)公司可以通過(guò)新加坡城軌車(chē)輛車(chē)鉤高度的調(diào)整方法，系統(tǒng)修訂或編制技術(shù)文件，保證車(chē)輛制造質(zhì)量和檢修質(zhì)量，保證車(chē)輛運(yùn)營(yíng)安全。