高铁等车辆车钩检修设备介绍及智能化发展趋势分析孙仲凯论文_孙仲凯

高铁等车辆车钩检修设备介绍及智能化发展趋势分析孙仲凯论文_孙仲凯

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。随着轨道交通事业的发展,作为高铁、地铁等列车重要连接部件的车钩,进入了不同程度的检修流程。车辆连接装置(即车钩缓冲装置)是高铁及地铁车辆最基本的组成部件之一,车钩从结构形式上可以分为全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩,而车钩的维护维修大致可分为轻维护和重维护,与我国轨道交通车辆整车检修的5大级别相呼应。维修使用的设备一直以来都是业内研究和关注的话题,而随着科技的发展,为了减轻工人的劳动强度、降低维修成本等,机电液一体化的自动、半自动及智能化设备成为了未来发展和研究的主要课题。本文就高铁等车辆车钩检修设备介绍及智能化发展趋势展开探讨。

关键词:车钩;检修设备;发展

引言

经过10年的高速发展,高铁总体技术水平进入世界先进行列,部分技术达到世界领先水平。中国高速铁路的快速发展离不开铁路信息化、智能化建设的持续推进。2017年,随着智能京张、智能京雄等高铁建设工程的开工,智能高铁拉开了序幕。智能高铁离不开智能建造,在智能高铁的时代背景下,我国高铁更需要依靠不断创新去走上国际发展的高地,从而助推中国的高铁技术走向世界。

1车钩检修设备

1.1车钩

车钩由钩头,钩身、钩尾三个部分组成,钩头内有钩舌、钩锁铁、钩舌推铁、钩提销等。为了实现摘挂钩,使车辆连接或分离,车钩应具有三种工作状态,即车钩三态作用:开锁位、全开位和闭锁位。车钩按开启方式可分为上作用式和下作用式,铁路货车一般大都采用上作用式,通过车钩上部的钩提连杆开启,而客车则采用的是下作用式,开启方式是借助钩头下部推顶杠杆的动作来实现。

1.2钩身(钩杆)拆解及装配部分设备

(1)压溃管压机:组装机由机架牌坊、70MPa(700bar)液压系统及工装部件等组成,机架牌坊采用双柱式结构,确保可承载压溃管组装时的反作用力。安全系数1.2倍。150t液压缸安装于机架牌坊内。70MPa(700bar)液压系统由电动泵、液压缸及相应液压附件组成,其中电动泵需要具有双速出油自动切换功能,可实现液压缸的快进、工进、快退功用,还需具有保压功能。液压泵采用紧凑型设计,置于机架牌坊上。液压缸为双作用70MPa(700bar)液压缸,并配有安全溢流阀。(2)车钩连挂试验台:设备由固定台支座、移动小车、支撑导轨、车钩左右位置调节系统、车钩升降调节装置、气动控制台等组成,主要用于动车组(半)自动、半永久性车钩检修后的各项功能,包括气密性、自动伸缩、锁闭、传感器反馈等的检查及试验。(3)车钩牵引杆组装机:本操作台适用于动车组全自动、半永久性车钩中气液缓冲器。压机由机架牌坊、横梁升降机构、拧紧机构、缓冲器移动支承机构、70MPa(700bar)液压系统、电气控制系统以及工装部件等组成。机架牌坊采用龙门式结构,确保能够承受缓冲器压装及拧紧(拧松)时的满载荷。安全系数1.5倍。横梁升降机构须与拧紧机构相互配合,在缓冲器端盖被拧紧(拧松)时,实现联动。此外,横梁须能单独调整高度,以满足不同规格缓冲器的作业需求。气动拧紧机构可以提供200~6000N·m的拧紧力,并能按照缓冲器组装工艺要求设定扭矩。缓冲器移动支承机构能实现缓冲器从吊装工位至压装工位的移动,并且能承受满负荷压装作业时所产生的挤压力与扭转作用力。70MPa(700bar)液压系统由电动泵、液压缸及相应液压附件组成,其中电动泵需要具有高低压出油功能,低压控制转盘的升降,高压控制压装油缸的压装。

1.3缓冲装置

缓冲装置由钩尾框、前后从板、缓冲器等部件组成。缓冲装置的作用是减振吸能,缓冲装置的结构组成及结构尺寸受安装位置的影响,改进方案受到限制,因此,近年来,缓冲装置使用不同的材料、不同的缓冲方式来增强缓冲功能的研究方案很多,有摩擦式缓冲器、橡胶式缓冲器、液压式缓冲器等不同材质、不同缓冲方式的研究方案得到应用及推广,受到很好的反映。

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1.4钩尾拆解及装配部分设备

(1)缓冲器橡胶轴承组装机:本操作台适用于动车组全自动、半永久性车钩。组装机由机架牌坊、70MPa(700bar)液压系统及工装部件等组成,确保可承载橡胶关节轴承装拆时的反作用力。(2)EFG橡胶缓冲器组装专用设备:设备一,在EFG装置更换橡胶环等部件后,对其上下壳体的压紧及定位销进行压装,以便紧固相应螺栓,采用PLC控制,具备“一键式操作”,实现EFG从定位、上下内壳体的合拢、压装定位销到复位等工序的全自动操作。设备二,对完成内壳组装的EFG装置进行轴承、轴套防水环等部件安装,也可用于安装EFG的对中部件、橡胶支撑环及对EFG做油漆的涂补。定位装置可以电动360°旋转,便于完成EFG相关部件的组装作业。(3)钩尾座内衬套拆除专用中频加热机:本设备采用电磁感应加热原理,对铜套、轴承内环及各种金属内孔等部件进行迅速加热,达到金属产品无损伤快速脱卸工件的目的。感应线圈设计为多圈圆形式结构,线圈外部包裹耐高温绝缘材料,感应线圈根据加热工件尺寸进行设计定制。设备主要由感应加热电源、水冷感应线圈、热电偶测温控制仪、工业循环水路散热器和移动式机柜组成。

2检修设备智能化发展趋势研究

2.1建立智能高铁联调联试系统框架

智能高铁联调联试广泛应用大数据、移动互联、多源异构信息融合、多维可视化、虚实互动、专家系统等新技术,实现对智能高铁固定设施、移动装备、内外部环境信息及相关测试数据的全面感知、融合分析、智能诊断,对智能高铁各系统的功能、性能、状态和系统间匹配关系进行综合检测、验证、调整和优化,使整体系统达到设计要求。智能高铁联调联试按照各系统评价、系统间接口评价、多专业综合评价、全生命周期状态评价等进行顶层设计及构建。(1)各系统评价以及系统间接口评价。紧密围绕智能铁路的智能建造、智能装备、智能运营三大领域关键技术进行系统分析,针对高速动车组自动驾驶系统、基于“AI+”的智能客运车站系统、北斗全域信号增强系统、全面电子客票等一系列智能新技术,研究建立相关的评价方法及指标体系,实现对于智能高铁系统的功能及性能、系统间匹配关系的科学评价。(2)多专业综合评价。将车载/地面联调联试静动态数据、多专业融合分析数据、设备设施综合监测等要素,结合线路环境、设备综合图、二维GIS、BIM进行多专业联动、图数协同一体化展示,为智能高铁状态综合评价及融合分析提供可视化及辅助决策支持。(3)全生命周期状态评价。综合联调联试及日常运营检测监测数据,运用大数据挖掘技术、机器学习、专家系统等手段,实现基础设施的故障智能诊断及趋势变化分析,为基础设施全生命周期健康管理提供技术支撑。

2.2设备的网络智能化

在互联网繁荣的背景下,尤其是当前即将从4G时代进入5G时代,只要给车钩智能压机添加网络端口,那么不论是在办公室还是远在异地就都可以通过通信设备来调取查看某个车钩检修安装时的相关情况,甚至在设备出现程序故障的时候,也可以通过远程操作来解决问题,这也为生产厂家的售后提供了相当大的帮助。传统上每一台车钩检修后只能通过纸质标签书面记载每一个产品的检测结果,而随着物联网的发展,例如电子标签的使用,现在只要在设备上贴相关二维码或者电子标签,通过配备的电子扫描枪进行扫描,那么设备从生产出厂到现今为止的所有情况,包括设备上车运行时间、期间检修的频率、每次检修更换了什么备件,又或者是每一次检修后的检验参数,都可以一览无余,这就为后续的检修以及新产品的设计提供了参考依据。

结语

高铁智能建造是一项复杂的系统工程,需要一个有效的体系。依托高铁智能建造,将提高建设各方交互的明确性、效率、灵活性和响应速度,让建设过程有更深入的智能化,从而将助推中国高铁不断创新发展。而车钩检修设备的发展才刚刚步入智能化的初级阶段,虽然满足了目前的使用需求,但是离真正的智能化还有很多路要走,希望在未来工业技术发展的带动下车钩检修设备也能得到进一步的完善。

参考文献:

[1]中国铁道百科全书总编辑委员会.中国铁道百科全书[M].北京:中国铁道出版社,2017.

[2]何宗华.城市轨道交通车辆运行与维护[M].北京:中国建筑工业出版社,2016.

论文作者:孙仲凯

论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期

论文发表时间:2020/1/15

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