一種高速動車組的地坑式架車機的製作方法

2023-05-28 00:45:46

專利名稱：一種高速動車組的地坑式架車機的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵道機車車輛的檢修設備，尤為是一種對整列動車組進行檢修的地坑式架車機。
背景技術：
地坑式架車機是指有若干個相隔一定間距的地坑內設置帶有舉升軌道的轉向架舉升裝置，以及布置在其兩邊的車體舉升裝置，兩相鄰地坑之間地面上有固定軌道，上述所有固定軌道和各轉向架舉升裝置上的舉升軌道構成一連續軌道，供動車組和轉向架走行。 動車組一般由8節車輛組成一列基本編組，每節車輛的車體上安裝在兩個轉向架上，上述的轉向架舉升裝置可以舉升整車和轉向架，車體舉升裝置是舉升車體，使之車體與轉向架脫離。上述的地坑式架車機是動車組檢修的必備設備，它的作用是既可以在整列動車組不解編的情況下進行全部轉向架更換，也可以在解編後對某一輛車的轉向架進行檢修，目前國內外地坑式架車機是地坑間距和轉向架舉升裝置的長度均相等，它沒有通用性只適用於一種型號動車組。由於動車組的車輛之間採用密接式車鉤連接，在運行或檢修舉升過程中兩節車輛之間的高度允差僅為士4mm，這就要求架車機的主電子控制部分具有精確的定位和升降同步功能。國內現有的動車組均以8節車輛為基本編組，兩端為兩節頭車，中間為6 節中車。在實際運行中也有將兩個基本編組聯掛形成16節車輛為一列的動車組，但在檢修作業中通常將16節車輛解編為兩個基本編組。我國於2007年開始生產的CRH1、CRH2、 CRH3和CRH5四種型號動車組已成為國內高速鐵路的主要客運列車，由於上述四種型號的動車組的總長、頭車長度、中車長度、軸距(轉向架兩輪間距)、定距(車輛兩轉向架中心距離)和車體寬度等的尺寸都不相同(見表1)，因此國內外現有的地坑式架車機均不能滿足兼容四種動車組的要求。我國動車組採用檢修基地(動車段)集中檢修的模式，每個檢修基地都擁有多種或全部國產動車組，如每一型動車組建一種地坑式架車機，這將對動車檢修基地建設造成極大的浪費。如何解決地坑式架車機通用性的難題，已是刻不容緩的當務之急。表 1幾何參數長度軸距定距車體寬度車輪車型車組頭車中車直徑CRHl21400026950266002700190003331915CRH220140025700250002500175003380860CRH320068525675247752500173753265920CRH521500027600275002700190003200890

發明內容
本發明的發明目的是公開一種可兼容四種型號動車組檢修作業的地坑式架車機， 進一步的發明目的是對不同型號動車組均具有精確控制的架車機。實現本發明的技術解決方案如下包括控制架車機的主電子控制部分，多個地坑內設置的多個轉向架舉升裝置上的升降軌道與地坑間地面的固定軌道形成連續標準軌道， 地坑內的轉向架舉升裝置兩側設有多個可沿專用軌道縱向移動的車體舉升裝置，關鍵是以連續標準軌道的中點為起始，向兩側對稱設置地坑及地坑內的轉向架舉升裝置，其一側的設置是第一地坑內設置第一轉向架舉升裝置，隔第一固定軌道的第二地坑內設置第二轉向架舉升裝置，隔第二固定軌道的第三地坑內設置第三轉向架舉升裝置，隔第三固定軌道的第四地坑內設置相鄰的第四 第六轉向架舉升裝置，隔第四固定軌道的第五地坑內設置相鄰的第七 第九轉向架舉升裝置，再隔第五固定軌道的第六地坑內設置第十 第十一轉向架舉升裝置，上述中點兩側的第一地坑之間設有短固定軌道，在連續標準軌道終端的一側設有測定停車誤差的雷射測距裝置。所述的第一轉向架舉升裝置的長度為3700mm、第二轉向架舉升裝置和第三轉向架舉升裝置的長度為4750mm，第四轉向架舉升裝置和第五轉向架舉升裝置的長度為4600mm， 第六轉向架舉升裝置的長度為3700mm，第七轉向架舉升裝置、第八轉向架舉升裝置和第九轉向架舉升裝置的長度為4600mm，第十轉向架舉升裝置和第十一轉向架舉升裝置的長度為 4000mm ；所述的第一固定軌道的長度為13815mm，第二固定軌道的長度為2070mm，第三固定軌道的長度為11930mm，第四固定軌道的長度為10555mm，第五固定軌道的長度為8785mm， 短固定軌道的長度為3430mm。所述的雷射測距裝置由雷射測距儀和數據顯示屏組成，雷射測距裝置設置在連續標準軌道終端一側的伸縮裝置上，雷射測距儀的輸出與架車機的主電子控制部分聯接。所述的車體舉升裝置下方設有電機驅動的主動行走輪。所述的車體舉升裝置的託頭設有橫向位移裝置。所述的車體舉升裝置的驅動託頭升降運動的電機為由變頻器驅動的異步交流電動機，異步交流電動機的電機軸上設有編碼器。所述的在車體舉升裝置的縱向原始位置設置一定位感應片，車體舉升裝置上設有一相應的感應裝置。本發明公開的技術方案是針對現有國內外的地坑式架車機只適用於一種型號的動車組而提出的，解決了一種規格的地坑式架車機可適用目前國內四種動車組的檢修，其關鍵技術在於1、地坑式架車機的布置採取從連續標準軌道中點開始向兩側對稱排列布置，使不同動車組的相應轉向架的位置誤差減小1/2 ；2、轉向架舉升裝置具有四種長度，使位置相差不大的轉向架可以兼用同一個轉向架舉升裝置進行升降；3、對於位置相差較大的轉向架升降，則是通過增設轉向架舉升裝置數量的辦法解決。從理論上講，一列8輛編組的動車組有16臺轉向架，只需16臺轉向架舉升裝置就能滿足要求，本發明共有22臺轉向架舉升裝置，轉向架舉升裝置的數量多於轉向架的數量。上述三項技術是解決地坑式架車機通用性最為合理、可行和簡單的方法，具有普遍意義。


圖1為本發明轉向架舉升裝置上有動車組的結構示意圖。圖2為CRHl型動車組在轉向架舉升裝置上的左半列排布示意圖。圖3為CRH2型動車組在轉向架舉升裝置上的左半列排布示意圖。圖4為CRH3和CRH5型動車組在轉向架舉升裝置上的左半列排布示意圖。圖5為轉向架舉升裝置和車體舉升裝置在地坑內的橫向布置示意圖。圖6為雷射測距裝置示意圖。
具體實施例方式請參見圖1 圖6，本發明的具體實施方式
如下包括控制架車機的主電子控制部分，該主電子控制部分主要控制轉向架舉升裝置的升降以及車體舉升裝置的行走、升降和橫動，多個地坑相互間隔縱列排布，相鄰兩地坑間的地面設有固定軌道，設置在多個地坑內的多個轉向架舉升裝置上的升降軌道19與地坑間地面上的固定軌道12 17形成連續標準軌道。轉向架舉升裝置固定在地坑內，地坑內的轉向架舉升裝置兩邊設有多個可沿專用軌道20移動的車體舉升裝置18。當動車組通過連續標準軌道駛上轉向架舉升裝置時，多個地坑內的轉向架舉升裝置則可將整列動車組同步舉升到規定高度，如將動車組解編則可舉升任何一輛動車，在主電子控制部分的指令下，車體舉升裝置18縱向行走並與動車的架車座對準後可將車體舉升到規定高度，使轉向架與車體分離進行檢修。重要的是以連續標準軌道的中點向兩側對稱布置轉向架舉升裝置，可使不同型號動車組的相應轉向架的位置誤差減小一半。上述中點左側的分布設置是第一地坑內設置第一轉向架舉升裝置1，隔第一固定軌道12的第二地坑內設置第二轉向架舉升裝置2，隔第二固定軌道13的第三地坑內設置第三轉向架舉升裝置3，隔第三固定軌道14第四地坑內設置相鄰的第四、第五和第六轉向架舉升裝置4、5、6，隔第四固定軌道15的第五地坑內設置相鄰的第七、第八和第九轉向架舉升裝置7、8、9，再隔第五固定軌道16的第六地坑內設置相鄰的第十和第十一轉向架舉升裝置10、11 ；中點的右側對稱設置另外11臺轉向架舉升裝置。上述中點兩側的第一地坑之間設有短固定軌道17，它的均分線即為地坑式架車機布置的中點，即中點兩側各設置有六個地坑，每側各設置有11臺轉向架舉升裝置；車體舉升裝置共設32臺，每節車體由4臺車體舉升裝置進行升降，中點兩側各為16臺。
請參見圖2 圖3，上述的第一轉向架舉升裝置1的長度為3700mm，第二和第三轉向架舉升裝置2的長度均為4750mm，第四和第五轉向架舉升裝置4、5的長度均為4600mm， 第六轉向架舉升裝置6的長度為3700mm，第七、第八和第九轉向架舉升裝置7、8、9的長度均為4600mm，第十和第i^一轉向架舉升裝置10、11的長度均為4000mm，上述的轉向架舉升裝置具有不同的長度可以增加通用性；所述的第一固定軌道12的長度為13815mm，第二固定軌道13的長度為2070mm，第三固定軌道14的長度為11930mm，第四固定軌道15的長度為10555mm，第五固定軌道16的長度為8785mm，短固定軌道17長度為3430mm，短固定軌道 17長度的均分線即為地坑式架車機布置的中點；實際使用時，不同型號動車組的轉向架在轉向架舉升裝置上的位置各不相同，圖2所示為CRHl型動車組的左半列在轉向架舉升裝置上的排布結構示意圖，圖3所示為CRH2型動車組的左半列在轉向架舉升裝置上的排布結構示意圖，圖4所示為CRH3型動車組及CRH5型動車組的左半列在轉向架舉升裝置上的排布結構示意圖。由圖可見，有的是單臺轉向架舉升裝置承載一臺轉向架，有的則由兩臺相鄰的轉向架舉升裝置共同承載一臺轉向架。下面以CRHl型動車組和CRH2型動車組為例說明轉向架舉升裝置的舉升組合當各轉向架舉升裝置處於不舉升的原始狀態時，各轉向架舉升裝置的升降軌道19與固定在地面上的固定軌道12 17相互對準銜接，形成一條連續標準軌道，動車組可沿其駛上地坑式架車機，通過雷射測距裝置23將動車組的縱向長度的中點與短固定軌道17的中線對準後，轉向架舉升裝置便可開始進行舉升作業，對於CRHl型動車組(圖2所示)，轉向架舉升裝置除第十轉向架舉升裝置10不舉升外，其餘各轉向架舉升裝置均參與舉升，頭車1的前轉向架由第十一轉向架舉升裝置11承載，頭車1的後轉向架由第九轉向架舉升裝置9承載；中車1的前轉向架由第八轉向架舉升裝置8和第七轉向架舉升裝置7共同承載，後轉向架由第六轉向架舉升裝置6承載；中車2的前轉向架由第五轉向架舉升裝置5和第四轉向架舉升裝置4共同承載，後轉向架由第三轉向架舉升裝置3承載； 中車3的前轉向架由第二轉向架舉升裝置2承載，後轉向架由第一轉向架舉升裝置1承載。由圖2 圖4可見，由於轉向架舉升裝置從連續標準軌道中點向兩側對稱布置，所以四種動車組相應轉向架的位置誤差靠近中點的較小，遠離中點的較大，對於靠近中點的三臺轉向架只需改變轉向架舉升裝置1 3的長度就可滿足兼容要求。而對於遠離中點的轉向架除改變轉向架舉升裝置的長度外，還要在每個地坑中各增設一臺轉向架舉升裝置， 如第六地坑內有轉向架舉升裝置11和10，第五和第四地坑內分別有轉向架舉升裝置9、8、7 和 6、5、4。由於各型動車組的長度尺寸不同，車體架車座的位置各異，為此車體舉升裝置18 通過電機21驅動行走輪(另一專利申請記載)沿專用軌道20縱向移動，使車體舉升裝置的託頭22與動車組的車體架車座對準，每節車體用4臺車體舉升裝置進行升降，整列動車組的車體共有32臺車體舉升裝置。因各型動車組的車體的寬度有所不同，為方便車體的舉升，車體舉升裝置18的託頭22設有橫向位移裝置(另一專利申請記載)，在非架車狀態時， 託頭22自動收回到原始位置，當進行車體舉升時，主控系統根據四種車型的不同寬度自動控制設定託頭22橫向伸出的距離，使託頭22與車體架車座上下對準，車體舉升裝置18的託頭22的升降是通過變頻器驅動的異步交流電動機M和減速器實現(圖5所示)。在動車組進入架車作業線的過程中，首先重要的是進行準確定位，使動車組均布於地坑式架車機的中點兩側。國內現有的四種動車組總長均超過200米，而且各型動車組的總長各不相同，由司機掌控停車難於做到定位準確。為此在連續標準軌道終端的側面裝有由雷射測距儀和顯示屏組成的雷射測距裝置23(圖6所示)，並設置「停車點」標誌，供司機停車參改。雷射測距裝置安裝在一個伸縮機構上，當動車組進入架車作業線前，伸縮機構將雷射測距裝置放至連續標準軌道中間的上方。「停車點」與雷射測距裝置之間的距離Li 隨動車組的車型不同而異，但都是確定的已知值。動車組沿連續標準軌道前進時，雷射測距裝置23不斷測定與動車頭車之間的距離Lx，並將Lx連續反饋到主電子控制部分和顯示在顯示屏上，當頭車距離Lx與停車點距離Li之差在士 150mm範圍內時，即-150 < Lx-Li < 150，司機即可制動停車，隨後雷射測距裝置23將動車組的停車位檢測結果反饋到車體舉升裝置18的電子控制部分，驅動車體舉升裝置18沿專用軌道20縱向移動，使其與動車組車體的架車座對準，為車體舉升做好準備。雷射測距裝置23引入信息反饋和位差補償功能，使架車作業的對位更加精確、有效和自動化。 如前所述，動車組按要求準確定位停穩後，動車組的各轉向架全部位於轉向架舉升裝置上，通過轉向架舉升裝置即可將整列動車組舉升至規定高度，在主電子控制部分的指令下，車體舉升裝置進行縱向移動和託頭進行橫向伸縮，並與動車組的車體架車座對準後，車體舉升裝置的託頭即可將車體舉升，並與轉向架分離；由於對整列動車組的同步精度要求很高，因此車體舉升裝置18的託頭22升降採用由變頻器驅動的異步交流電動機24， 在異步交流電動機M的電機軸上設有編碼器，編碼器提供電動機的速度反饋信號，同時主電子控制部分統一給出一個速度預定信號，通過通訊總線傳遞給控制驅動器，對速度預定信號與速度反饋信號的差值由數字PID調節器進行比較，隨之改變變頻器的工作頻率，從而調節交流電動機的轉速，保證舉升同步精度；前述的控制驅動器主要是由DSP(數位訊號處理器)、放大電路、變頻器、保護電路和接口電路構成。在前述的車體舉升裝置18上設有一感應裝置，在車體舉升裝置18的專用軌道20的原始位置上設有一定位感應片，每一次完成車體舉升後，通過感應片與感應裝置的相互作用，車體舉升裝置18均可回到各自的原位置，以便於在主電子控制部分的控制下保證車體舉升裝置自動準確到達架車位置。本發明的地坑式架車機升降同步精度< 士 1mm，升降速度誤差< 士 10%均超過國外標準。
權利要求
1.一種高速動車組的地坑式架車機，包括控制架車機的主電子控制部分，多個地坑內設置的多個轉向架舉升裝置上的升降軌道(19)與地坑間地面的固定軌道形成連續軌道， 地坑內的轉向架舉升裝置兩側設有多個可沿專用軌道00)移動的車體舉升裝置(18)，其特徵在於以連續軌道的中點為起始，向兩側對稱設置地坑及地坑內的轉向架舉升裝置，其一側的設置是第一地坑內設置第一轉向架舉升裝置(1)，隔第一固定軌道(1 的第二地坑內設置第二轉向架舉升裝置O)，隔第二固定軌道(1 的第三地坑內設置第三轉向架舉升裝置(3)，隔第三固定軌道(14)的第四地坑內設置相鄰的第四 第六轉向架舉升裝置(4、 5、6)，隔第四固定軌道(1 的第五地坑內設置相鄰的第七 第九轉向架舉升裝置(7、8、 9)，再隔第五固定軌道(16)的第六地坑內設置相鄰的第十 第十一轉向架舉升裝置(10、 11)，上述中點兩側的第一地坑內之間設有短固定軌道(17)，在連續軌道終端的一側設有測定停車誤差的雷射測距裝置03)。
2.按權利要求1所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的第一轉向架舉升裝置(1)的長度為3700mm、第二轉向架舉升裝置( 和第三轉向架舉升裝置(3)的長度為4750mm，第四轉向架舉升裝置(4)和第五轉向架舉升裝置(5)的長度為4600mm，第六轉向架舉升裝置(6)的長度為3700mm，第七轉向架舉升裝置(7)、第八轉向架舉升裝置(8)和第九轉向架舉升裝置(9)的長度為4600mm，第十轉向架舉升裝置(10)和第十一轉向架舉升裝置(11)的長度為4000mm;所述的第一固定軌道(1 的長度為13815mm，第二固定軌道 (13)的長度為2070mm，第三固定軌道(14)的長度為11930mm，第四固定軌道(15)的長度為 10555mm，第五固定軌道(16)的長度為8785mm，短固定軌道(17)的長度為3430mm。
3.按權利要求1或2所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的雷射測距裝置由雷射測距儀和數據顯示屏組成，雷射測距裝置設置在連續軌道終端部一側的伸縮裝置上，雷射測距儀的輸出與架車機的主電子控制部分聯接。
4.按權利要求3所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的車體舉升裝置 (18)下方設有電機驅動的主動行走輪。
5.按權利要求4所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的車體舉升裝置 (18)的託頭02)設有橫向位移裝置。
6.按權利要求4或5所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的車體舉升裝置(18)的驅動託頭0 升降運動的電機04)為由變頻器驅動的異步交流電動機，異步交流電動機的電機軸上設有編碼器。
7.按權利要求6所述的高速動車組的地坑式架車機，其特徵在於所述的在車體舉升裝置(18)的縱向原始位置設置一定位感應片，車體舉升裝置(18)上設有一相應的感應裝置。
全文摘要
本發明公開了一種可兼容四種型號動車組檢修作業的地坑式架車機。包括控制架車機的主電子控制部分，多個地坑內設置的多個轉向架舉升裝置上的升降軌道與地坑間地面的固定軌道形成連續軌道，關鍵是以連續軌道的中點為起始，向兩側對稱設置地坑及地坑內的轉向架舉升裝置，上述中點兩側的第一地坑內之間設有短固定軌道，在連續軌道終端的一側設有測定停車誤差的雷射測距裝置。本發明採取從連續標準軌道中點開始向兩側對稱排列布置，使不同動車組的相應轉向架的位置誤差減小1/2，轉向架舉升裝置具有四種長度，使位置相差不大的轉向架可以兼用同一個轉向架舉升裝置進行升降，對於位置相差較大的轉向架升降，則是通過增設轉向架舉升裝置數量的辦法解決。
文檔編號B60S9/02GK102275593SQ201010197810
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者劉廣丹, 呂安庶, 喻貴忠, 張樹申, 李彥林, 謝讓皋, 魏志剛, 黎英豪, 黎莎 申請人:北京鐵道工程機電技術研究所