浅谈地铁车辆架修工艺设计

浅谈地铁车辆架修工艺设计
摘要阐述了地铁车辆架修理论依据，通过此理论运用浴盆曲线确定架修时间点；介绍了架修作业内容和库房布局合理性对架修运转流畅的重要性以及架修工艺流程。

最后本文提出结合实际架修修程、反复论证来优化工艺流程以达到架修高效率，减少车辆停库时间的看法。

关键字地铁；架修；工艺设计
Abstract This article expatiates the theoretical basis of metro vehicle frame repair which is used to determine the time of frame repair and also introduces the frame repair content and rational warehouse design which is very important to fluent operation of the frame repair including the process design of frame repair. At last, this article give an view that the first-rank process repair is got by combining the actual frame repair byelaw and demonstrated repeatedly, so that we can achieve the highest frame repair efficiency and reduce the vehicle parking time.
Key wordsMetro；Frame repair；Process design
车辆维修是地铁车辆安全、快捷运营的保证。

根据现行国家标准《地铁设计规范》车辆维修修程分为厂修、架修、定修、月修和列检五个等级[1]。

而其中架修（包括厂修）为定期检修是车辆维修中重中之重的部分，目的就是全面恢复车辆的稳定状态，检测潜在的故障并排除。

这就需要建立一套行之有效的架修流程来提高架修效率、减少维修时间、降低维修成本，从而保障地铁车辆的安全运营。

本文以可靠性维修为理论依据，以天津地铁架修为背景，阐述了地铁车辆的架修工艺流程，指出通过优化架修工艺流程达到减少车辆架修的停库时间。

一、地铁车辆架修维修
维修就是对对象进行维护和修理；维护的目的就是为保证对象的状态可控，包括清洁、润滑、校验以及磨耗品更换等；修理的目的是为了恢复对象的已知状态包括检查、检测以及全面翻修等等。

自上世纪60年代以来，国外兴起“以可靠性为中心”的维修理论。

该理论通
过故障记录，运用统计学原理对车辆设备状态进行统计分析，从而得到该设备的故障曲线进而确定架修维修时间。

具有代表性的是经典的浴盆曲线[2]（如图1所示）。

该曲线以时间变化为横轴，故障发生率为纵轴呈现出中间低、平，两头高，类似浴盆，故命名为浴盆曲线。

说明在设备使用早期，会由于设计制造等自身原因会出现较高的故障率，但经过磨合、修理排除故障后，故障率会明显降低。

然后设备会有一个比较平稳的故障率，在这段时期内的故障一般是由于偶然因素（比如过于潮湿天气导致电路板短路或是过流导致器件烧毁）产生，称为偶然故障期。

随着设备的长期使用会产生疲劳、磨损、老化，最后就会进入到高故障率的耗损期，这一时期的特点就是随着时间的推移故障率明显增加。

图1 浴盆曲线
天津地铁自2005年运营至2011年已有6年（超过50万公里）的时间，经过了运营初期高故障率到安全运营稳定故障率在到目前车辆各系统故障率出现增长态势，这与前面描述浴盆曲线完全符合。

因此，架修就应该在车辆进入耗损期之前（即运营公里数在50万~60万公里之间）进行。

那么在耗损期进行架修后的设备会不会像新车辆早期表现出高的故障率呢？答案是否定的。

由美国科学家德雷尼克发表的关于复杂设备的故障定律指出：可修复的复杂设备，不管其故障件寿命分布类型（指数型分布、正态分布等）如何，故障件修复或者更新后的故障率随着时间的增大而趋于常数[3]。

该定律为实施预防性维修工作提供了重要的理论支持。

二、地铁车辆架修工艺流程
地铁车辆架修依据各专业系统维修手册对车辆进行拆卸、清洗、检修、试验、组装以及车辆的静态调试、动态调试。

架修工艺设计在于优化工艺流程，组织好各专业作业顺序，协调好交叉作业项目，缩短架修停库时间，提高车辆利用率。

1. 架修作业内容
架修作业内容可以根据车辆专业系统分为四大类：
1) 转向架轮轴系统：负责转向架检修、轮轴检修以及车钩的检修试验；
2) 电气系统：负责受流器（或是受电弓）、牵引电机、空调检修试验，蓄电池检修维护、车下电气箱体检修和车上电气柜、控制装置检修等；
3) 制动系统：负责制动管路、各类气路阀门试验、空压机以及气路控制单元的检修等等；
4) 车门内装系统：负责车辆所有车门的检修维护和车体内装检修；
检修完毕后车辆就进入静态调试和动态调试阶段。

静态调试为了测试电气设备状态、制动空调性能、车辆门开关情况；动态调试则测试转向架状态、列车牵引制动性能。

另外在车辆架修所有检修、试验包括动静态调试都应有详细记录，以便查询和追踪。

2. 架修工艺流程
车辆架修活动涉及多个专业和各专业间的交叉作业，这就需要制定一个合理有序的工艺流程来协调各项维修活动。

表1给出了国内外地铁架修周期以及架修所需时间。

显然，国外地铁在架修时间上远远少于国内时间，而且就国内相比较的话，目前天津地铁的架修停库时间还有降低的空间。

途径有两：一是提高维修技术与维修机械化程度；二是优化工艺流程。

维修技术的提高是一个积累过程，而工艺流程的优化可以起到立竿见影的效果。

表1 国内外架修对照表[4、5]
天津地铁1号线上海地铁1号线日本东京营团地铁
架修检修周期5年或50万公里5年或50万公里4年或60万公里架修停留时间30天25天12～15天
地铁车辆架修工艺流程设计应以转向架的拆卸组装为主线[5]，其它系统穿插进行维修作业的原则。

因为在分离转向架后，架修可“兵分两路”：一路去转向架检修区进行构架分离、退轴承和制动缸分解检修；另外一路去车体检修间进行电气、车门检修。

应该注意的是转向架检修区、轮轴检修区及其他设备检修区、设备试验区应就近靠着转向架分离轨道布局，利用转盘将转向架和固定式架车机相连接；其他设备利用升降小车或者是平板车移动；车体检修间与架车机之间的移车台在最初设计应将线路设计在一条直线上，方便单节车厢的移动。

地铁车辆架修工艺流程见图2。

图2 架修工艺流程
一般在架修作业前需一天时间进行整备，例如初始数据测量与下载(用于列车状态分析)、单元解裂等。

整备后的列车调至固定式架车机进行转向架分离、电气箱体拆卸、制动阀门、传感器及空压机拆卸、车钩拆卸。

注意这一过程的作
业顺序：先分离转向架和空压机，而后进行电气箱体与制动阀门拆卸。

这是由各专业架车作业高度、空间的要求不同，作业时间两天。

分离后的转向架推到转向架检修区进行十天的电机、轴箱、轮对、构架和制动缸的拆卸和检修。

同时在车体检修间进行的电气设备检修：断路器（包括IVHB、BHB、HB）检修试验、滤波电抗器清洁检修、控制设备维护检修等；制动阀试验检修；车门内装检修。

在回装阶段同时进行转向架组装和电气、制动设备和车门的回装，一般需要三天，后面的落车一天和调试四天。

这样优化后的总架修时间可控制在二十个工作日以内。

对于天津地铁一号线而言，25列车总架修时间则可控在两年以内。

三、结语
地铁车辆架修工艺流程是架修的核心，优化架修工艺流程是最能直接提高架修效率，在根据当地城市状况制定合适的修程，配以合理的库房布局设计，以达到架修工艺的顺畅运转。

上文是笔者根据天津地铁架修过程中的体会和感想对架修的工艺流程做了一次探讨，在实际做架修前还应多做调查，结合实际情况，综合考虑有关联部门的要求，进行反复论证，使架修的工艺设计达到最优化。

参考文献
[1] GB 50157 - 2003.地铁设计规范[S],2003:9-10.
[2] 陈学楚．维修基础理论[M].科学出版社，1991:1-12.
[3] Drenick，R．E．，The Failure Law of Complex Equipment[J]，Soc. Indust, Appl. Math., 8(4),pp, 680-690,1960
[4] 温清．关于地铁车辆检修制度.城市轨道交通研究.2004（4）：59
[5] 邓少强．浅论地铁车辆维修体制.城市轨道交通研究.2009（4）：13
[6] 王力．浅谈地铁车辆大、架修工艺设计[J]．科技资讯，2009：64-65
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。