地铁车辆段：轮对检修流程及工艺设备详解-有驾

本文主要针对轮对检修及其工艺流程、工装设备进行解读。

轮对检修的关键点：除锈、清洗、探伤、镟轮、换轮、检修流程（详见文章前半部分）、检测、跑合、称重（详见文章后半部分）

镟轮

当列车的轮对磨损到一定程度时，就得把轮对送进生产/车间，进行镟轮后重新投入使用。

镟轮指利用专用车床削加工车轮的几何参数。其目的是把已经磨损的车轮加工到标准轮廓的几何尺寸。

换轮

由于车轮不断磨耗，车轮直径变小，小到一定程度，到了限定值就是磨耗到限。当出现轮径磨耗到限的情况，就需要更换新的轮对。

架修时：

对走行部及牵引电机等主要部件进行检查、测试盒修理。

大修时：

进行转向架构架探伤、整形；轮对的分解、检查。

地铁轮轴检修区及工艺流程详解

按照架修作业功能区域划分，架修场地分为车辆整体拆装区、车体检修区、转向架检修区、轮轴检修区、制动系统检修区、车门检修区、受电弓检修区、空调检修区、电器电子检修间、蓄电池检修间、静态调试库。

轮轴检修区是在轮对与构架分离后，对轮对和轴箱轴承进行检修的区域。

轮对在进入检修区域后，首先完成轴箱轴承与轮对的分解，轴承采用委外维修的方式，轮对进入轮对清洗机进行清洗，而后分别通过荧光磁粉探伤机和超声波探伤机进行探伤，进入轮轴同温组装间待选配和组装。

轴承完成维修后返回，在同温组装间内与选配好的轮对进行组装，然后通过轮对跑合试验台对轮对进行测试，测试完成后进入转向架检修区域，与架构进行组装。

详细检修流程：

步骤一：接到轮子后，先按顺序把轮子依次推进轮对除锈机进行除锈，因为轮子常年累月在外跑，经过风吹雨淋基本都会产生很多锈迹，这一道工序也是为了后面方便查看轮子上面的数据(轮子上的生产日期、型号等等都要记录)。

轮对除锈机

步骤二：除锈完后要对轮子进行相关数据的测量(如轮缘厚度、踏面磨耗、轮辋宽度厚度等等)并做好记录，填写轮轴卡片，以判断接下来要进行哪方面的检修作业，机器都是自动化的，可以自动检测出所需要的数据，只有机器损坏或者数据不太确定的时候再进行人工测量。

轮对收入检测机

步骤三：对轮对进行开盖，并对轴承进行检查，如果轴承有异音、过期或者转动困难时需要把轴承拆下来，做好相应的标记后推送到下一个工位，如果轴承没问题则直接开盖后推送下一个工位。

轴承的开盖推卸

步骤四：对轮对进行全面清洗以方便后续人员的作业。

轮对清洗机

步骤五：探伤包括磁粉探伤和超声波探伤，为的就是找出轮子表面和潜在的裂纹。轮轴探伤是整个轮对检修线的重中之重，要是把有裂纹的轮子放出去，断轴后果不堪设想，因此，对探伤人员的选拔与培训也有较高的要求。

探伤作业间

步骤六：轮对探伤完后就是镟修了，对需要镟修的轮子进行镟轮作业，所谓镟轮其实就是把一些踏面磨耗、剥离之类的轮子用车床把它“削”到正常范围来，所以大家会发现新轮子一般都很厚、轮径大，但用着用着变薄了，其中原因在外运行磨耗是一个，镟轮才是最大因素。

轮对镟修

步骤七：镟轮之后就是轴承压装了，轴承压装间要求也比较繁琐，比如需要把轮对与待压的轴承8小时同温后才能进行压装,要时刻保持压装间在规定的温度范围内，且落尘量不能超出指定的要求……

轴承压装间

步骤八：从压装间出来后就是对轮子进行封盖作业，图中为智能扳机，算是半自动化，使用起来比较方便。封盖完后就是对轮对进行磨合作业，也就是模拟轮子在高速运转一定时间后会不会有产生异音或高温的特殊情况，发现了及时处理，过了这一关，整条轮子的检修就算结束了，做好相关的台账记录后就可以装车运行咯！

轮对封盖点

电客车换轮工艺流程

步骤一：轮对检测

车间工作人员需要对旧轮对的轮径（车轮直径）、轮缘高厚（车轮边缘凸起部分的高度与厚度）、内侧距（两车轮内侧面的距离）等参数进行测量记录。

步骤二：退卸车轮

把完成测量检查的旧轮对吊运至轮对生产车间的专业轮对退卸机，利用高压油泵将两个旧车轮退出，剩下一根没有轮子的光轴。

步骤三：车轴探伤

接着进行车轴的荧光磁粉探伤，车轴探伤前需要脱漆清洁处理，再将光秃秃的车轴运至专业的车轴探伤设备，检查车轴内部是否存在裂纹损伤。（PS：晋西车轴数据：车轴设计寿命周期为20年）

步骤四：车轮加工

车轮加工，换装新的轮对之前，要对新轮对进行加工。根据车轴的轮轴直径大小进行车轮内孔大小的加工，这个步骤也称配轮。

步骤五：轮对压装

接下来就是轮对压装了。工作人员将加工完成的新车轮与检查合格的车轴匹配合适，吊运至专业的轮对压装机，进行冷压装配。

步骤六：复测送出

最后一步就是对新轮对的各项参数进行复测。待各项指标复测合格后，将新轮对喷上油漆，轮对重新焕发光芒与活力，地铁列车“换轮”就完成啦。

重要工艺设备：轮对动态检测系统（不落轮）

轮对检测系统采用非接触式图像测量技术、高精度位移测量技术，对地铁车辆走行部进行监测，并具备系统自检、数据通讯及数据管理功能，自动判别通过车辆的踏面尺寸超差、踏面擦伤故障、车轮不圆度超差、轴承温度异常，能够自动判别列车运行方向、自动识别列车车号、自动测速和自动计辆计轴。

系统一般安装在车辆段的入库线或者洗车线上。

系统组成：

轮对动态检测系统由车轮在线自动探伤系统、车轮外形尺寸检测系统、车轮踏面擦伤检测系统三个子系统组成。

轮对尺寸检测：采用光截图像测量技术，将激光线投射到被测车轮踏面上，CCD高速摄像机在车轮传感器的作用下触发抓拍车轮踏面的激光轮过线图像，通过图像采集、图像处理、三维重建、图像拼接等软件算法恢复轮对某一截面的三维图形，进而实现轮对尺寸的测量。

该子系统能够在线检测轮缘厚度、高度、垂直磨耗，车轮直径、轮对内侧距、踏面圆周磨耗、轮辋厚度等。实现过限报警功能，其中轮辋厚度按两级进行报警。实现测绘车轮踏面截面曲线并与标准曲线对比的功能。

轮对自动探伤系统：系统由地面轨道单元、阵列探伤组合单元、水膜耦合单元、车轮自动探伤单元、系统控制单元、数据采集单元等部分组成，通过不同模块配置与超声布局。探伤过程无需任何手动机械作业，不需停车、不需顶轮操作，被检测车辆以低速通过探伤检测线后，探伤即自动完成，直接输出直观的图文探伤报告。探伤效率高：车辆通过式探伤，不占用车辆停车时间。

轮对踏面检测系统：目前常用的方法为图像检测，踏面擦伤图像探测模块是在轨道两内侧各布置12台相机，在轨外侧布置可伸缩平面LED光源，12台相机依次追踪拍摄30度轮对踏面，形成一个完整的圆周踏面图像。系统共需要24台相机完成全部轮对的图像采集，然后通过计算机视觉分析，获取踏面擦伤图像。

通过每台相机采集的图片进行分析，可以得到车轮踏面的状态信息。和振动检测相结合，则可以判断车轮踏面擦伤和剥离情况。

振动检测——也即平轮振动检测，是利用振动冲击信号分析技术获取平轮特征信息。利用特征自相关分析技术进行故障识别及平轮定位。运用自适应动态数据修正技术进行数据处理。

重要工艺设备：不落轮镟床

轨道交通车辆的轮对因运行里程和行车速度的因素，会造成轮对加剧磨损的状态。为了保证安全运行，必须按照规程进行修理或者更换，传统方式中，对车轮轮对因轮缘和踏面磨损后的修理更换，是采用吊装方法进行操作，在车轮轮对严重磨损时也只能是更换。

现在更流行采用在线不落轮加工的工艺、方法。

这种不落轮的加工方法需求量很大，它可以为运行及制造商提高制造速度和缩短维修时间，从而大量节约成本。

图1所示是磨损后的车轮外形，图2所示是修复后的外形

不落轮镟床最大的好处和优越性就在于车箱箱体不需要吊离车辆轮对，只要把列车牵引到装有不落轮镟床地坑的上方就可以进行在线加工。设备的全貌如下图所示，每条地铁线配备一台。

设备属地沟形式——主要安装在地坑和地面上。它具有新一代的数控控制系统、结构紧凑的液压系统、可以同时对两侧车轮进行车削加工并且通过先进的测量装置，对车轮的轮缘和轮对的踏面进行预加工自动测量和最终加工完成的数据测量，即同时测量、同时加工和同时采集加工数据，使加工完成的同一车轮直径差在0.1mm之内，基本达到尺寸与形状完全相同的效果。

数控不落轮镟床在车辆不解体状态下对轮对进行高精度镟修，是运营中技术要求较高设备。下图为不落轮加工的模拟示意图：

在完成加工后系统会对轮对进行自动测量，内容包括：①轮缘的高度。②轮缘的厚度。③轮对的椭圆度。④轮对的跳动。⑤轮对直径的实际尺寸。⑥内侧面之间的距离。

以上数据测量后将被存储在系统的硬盘里，作为历史资料保存。在测量轮对直径的实际尺寸时，采用一种滚轮式的直径测量轮装置，直径轮的尺寸是已预知的，当直径轮与轮对接触后相对进行旋转就能方便地测量出车轮圆周，最终确定直径尺寸。加工时轮对二边的刀架同时进行旋车切削加工，轮对的直径尺寸有数控统一控制，从而确保轮对尺寸的一致性。

通过以上四个国内外不落轮制造企业技术参数的对比，可以明显地反映出设备加工精度和尺寸的一致性，以及每班能够加工12对轮对的高效加工能力（见以上图表）。

重要工艺设备：轮对跑和试验台

2012年5月29日，中国中车大连机车车辆有限公司同大连机车车辆有限公司电机电器厂签订计划合同“城轨车辆轴箱跑合试验台”和“城轨车辆齿轮箱跑合试验台”，其可统称为“城轨车辆轮对跑合试验台”。

城轨车辆轮对跑合试验台是模拟轮对运转情况的专用试验台，能够对装车前的轻轨、地铁轮对（有轴箱、无轴箱）进行跑合，即不同转速和不同旋转方向时，通过检测齿轮箱、齿轮箱输出轴轴承的温度变化和振动烈度变化，以及齿轮箱油温的变化来分析判断齿轮箱各部件的适配状态和性能，从而防止因轴承生产及组装质量问题，而引发的轮对运行早期的热轴、燃轴事故，进一步完善了对轴承生产及组装质量的检测，对城轨车辆的安全运行有着重要的意义。

轮对跑合试验台由平台、支架、调频电机和控制系统等组成。控制系统有工控机、PLC、振动仪表、变频器等。系统结构如图2.1所示：

图2.2为控制柜和变频柜：

图2.3为齿轮箱跑合试验台；图2.4为轴箱跑合试验台；二者在电气及监控软件方面的操作上完全一致。

图2.5为设备整体样貌：

以上两种平台可统一概括为如下图（3.3）的安装结构示意图：

新一代轮对跑合试验台可对高速动车组或地铁列车的齿轮箱或轴箱进行跑合、清洗试验，可适用于不同车型的车轴齿轮箱油洗和跑合，跑合、油洗作业全部自动控制完成。具有对齿轮箱、轴箱的温度、振动、噪音、转速、扭矩等信号进行自动测量、分析、存储、报警、报告和记录查询等功能。

备注：轮对跑合相关工艺设备，业内出现有三种装置及其命名：

轮对跑合试验台

轮对跑合综合试验台

轮对轴承跑合试验台

以下仅补充介绍：轮对轴承跑合试验台

轮对轴承跑合试验台是车辆段和综合基地检修主厂房转向架检测间内的配套设备，下图中所示试验台适用于地铁车辆轮对驱动单元（车轮、车轴、轴箱和齿轮箱）空转例行磨合试验，一次对一个轮对进行空转磨合试验，可对轮对轴箱轴承、齿轮箱齿轮磨合，也可以检测轴箱轴承、驱动轴承的冲击频振、温升以判断轴承本身和安装是否正常，同时也用于地铁各型车辆轮对齿轮箱内部清洗作业。