CN102275593B - 一种高速动车组的地坑式架车机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可兼容四种型号动车组检修作业的地坑式架车机。包括控制架车机的主电子控制部分，多个地坑内设置的多个转向架举升装置上的升降轨道与地坑间地面的固定轨道形成连续轨道，关键是以连续轨道的中点为起始，向两侧对称设置地坑及地坑内的转向架举升装置，上述中点两侧的第一地坑内之间设有短固定轨道，在连续轨道终端的一侧设有测定停车误差的激光测距装置。本发明采取从连续标准轨道中点开始向两侧对称排列布置，使不同动车组的相应转向架的位置误差减小1/2，转向架举升装置具有四种长度，使位置相差不大的转向架可以兼用同一个转向架举升装置进行升降，对于位置相差较大的转向架升降，则是通过增设转向架举升装置数量的办法解决。

Description

一种高速动车组的地坑式架车机

技术领域：

本发明涉及铁道机车车辆的检修设备，尤为是一种对整列动车组进行检修的地坑式架车机。

技术背景：

地坑式架车机是指有若干个相隔一定间距的地坑内设置带有举升轨道的转向架举升装置，以及布置在其两边的车体举升装置，两相邻地坑之间地面上有固定轨道，上述所有固定轨道和各转向架举升装置上的举升轨道构成一连续轨道，供动车组和转向架走行。动车组一般由8节车辆组成一列基本编组，每节车辆的车体上安装在两个转向架上，上述的转向架举升装置可以举升整车和转向架，车体举升装置是举升车体，使之车体与转向架脱离。上述的地坑式架车机是动车组检修的必备设备，它的作用是既可以在整列动车组不解编的情况下进行全部转向架更换，也可以在解编后对某一辆车的转向架进行检修，目前国内外地坑式架车机是地坑间距和转向架举升装置的长度均相等，它没有通用性只适用于一种型号动车组。由于动车组的车辆之间采用密接式车钩连接，在运行或检修举升过程中两节车辆之间的高度允差仅为±4mm，这就要求架车机的主电子控制部分具有精确的定位和升降同步功能。国内现有的动车组均以8节车辆为基本编组，两端为两节头车，中间为6节中车。在实际运行中也有将两个基本编组联挂形成16节车辆为一列的动车组，但在检修作业中通常将16节车辆解编为两个基本编组。我国于2007年开始生产的CRH1、CRH2、CRH3和CRH5四种型号动车组已成为国内高速铁路的主要客运列车，由于上述四种型号的动车组的总长、头车长度、中车长度、轴距(转向架两轮间距)、定距(车辆两转向架中心距离)和车体宽度等的尺寸都不相同(见表1)，因此国内外现有的地坑式架车机均不能满足兼容四种动车组的要求。我国动车组采用检修基地(动车段)集中检修的模式，每个检修基地都拥有多种或全部国产动车组，如每一型动车组建一种地坑式架车机，这将对动车检修基地建设造成极大的浪费。如何解决地坑式架车机通用性的难题，已是刻不容缓的当务之急。

表1

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种可兼容四种型号动车组检修作业的地坑式架车机，进一步的发明目的是对不同型号动车组均具有精确控制的架车机。

实现本发明的技术解决方案如下：包括控制架车机的主电子控制部分，多个地坑内设置的多个转向架举升装置上的升降轨道与地坑间地面的固定轨道形成连续标准轨道，地坑内的转向架举升装置两侧设有多个可沿专用轨道纵向移动的车体举升装置，关键是以连续标准轨道的中点为起始，向两侧对称设置地坑及地坑内的转向架举升装置，其一侧的设置是第一地坑内设置第一转向架举升装置，隔第一固定轨道的第二地坑内设置第二转向架举升装置，隔第二固定轨道的第三地坑内设置第三转向架举升装置，隔第三固定轨道的第四地坑内设置相邻的第四～第六转向架举升装置，隔第四固定轨道的第五地坑内设置相邻的第七～第九转向架举升装置，再隔第五固定轨道的第六地坑内设置第十～第十一转向架举升装置，上述中点两侧的第一地坑之间设有短固定轨道，在连续标准轨道终端的一侧设有测定停车误差的激光测距装置。

所述的第一转向架举升装置的长度为3700mm、第二转向架举升装置和第三转向架举升装置的长度为4750mm，第四转向架举升装置和第五转向架举升装置的长度为4600mm，第六转向架举升装置的长度为3700mm，第七转向架举升装置、第八转向架举升装置和第九转向架举升装置的长度为4600mm，第十转向架举升装置和第十一转向架举升装置的长度为4000mm；所述的第一固定轨道的长度为13815mm，第二固定轨道的长度为2070mm，第三固定轨道的长度为11930mm，第四固定轨道的长度为10555mm，第五固定轨道的长度为8785mm，短固定轨道的长度为3430mm。

所述的激光测距装置由激光测距仪和数据显示屏组成，激光测距装置设置在连续标准轨道终端一侧的伸缩装置上，激光测距仪的输出与架车机的主电子控制部分联接。

所述的车体举升装置下方设有电机驱动的主动行走轮。

所述的车体举升装置的托头设有横向位移装置。

所述的车体举升装置的驱动托头升降运动的电机为由变频器驱动的异步交流电动机，异步交流电动机的电机轴上设有编码器。

所述的在车体举升装置的纵向原始位置设置一定位感应片，车体举升装置上设有一相应的感应装置。

本发明公开的技术方案是针对现有国内外的地坑式架车机只适用于一种型号的动车组而提出的，解决了一种规格的地坑式架车机可适用目前国内四种动车组的检修，其关键技术在于：1、地坑式架车机的布置采取从连续标准轨道中点开始向两侧对称排列布置，使不同动车组的相应转向架的位置误差减小1/2；2、转向架举升装置具有四种长度，使位置相差不大的转向架可以兼用同一个转向架举升装置进行升降；3、对于位置相差较大的转向架升降，则是通过增设转向架举升装置数量的办法解决。从理论上讲，一列8辆编组的动车组有16台转向架，只需16台转向架举升装置就能满足要求，本发明共有22台转向架举升装置，转向架举升装置的数量多于转向架的数量。上述三项技术是解决地坑式架车机通用性最为合理、可行和简单的方法，具有普遍意义。

附图说明：

图1为本发明转向架举升装置上有动车组的结构示意图。

图2为CRH1型动车组在转向架举升装置上的左半列排布示意图。

图3为CRH2型动车组在转向架举升装置上的左半列排布示意图。

图4为CRH3和CRH5型动车组在转向架举升装置上的左半列排布示意图。

图5为转向架举升装置和车体举升装置在地坑内的横向布置示意图。

图6为激光测距装置示意图。

具体实施方式：

请参见图1～图6，本发明的具体实施方式如下：包括控制架车机的主电子控制部分，该主电子控制部分主要控制转向架举升装置的升降以及车体举升装置的行走、升降和横动，多个地坑相互间隔纵列排布，相邻两地坑间的地面设有固定轨道，设置在多个地坑内的多个转向架举升装置上的升降轨道19与地坑间地面上的固定轨道12～17形成连续标准轨道。转向架举升装置固定在地坑内，地坑内的转向架举升装置两边设有多个可沿专用轨道20移动的车体举升装置18。当动车组通过连续标准轨道驶上转向架举升装置时，多个地坑内的转向架举升装置则可将整列动车组同步举升到规定高度，如将动车组解编则可举升任何一辆动车，在主电子控制部分的指令下，车体举升装置18纵向行走并与动车的架车座对准后可将车体举升到规定高度，使转向架与车体分离进行检修。重要的是以连续标准轨道的中点向两侧对称布置转向架举升装置，可使不同型号动车组的相应转向架的位置误差减小一半。上述中点左侧的分布设置是第一地坑内设置第一转向架举升装置1，隔第一固定轨道12的第二地坑内设置第二转向架举升装置2，隔第二固定轨道13的第三地坑内设置第三转向架举升装置3，隔第三固定轨道14第四地坑内设置相邻的第四、第五和第六转向架举升装置4、5、6，隔第四固定轨道15的第五地坑内设置相邻的第七、第八和第九转向架举升装置7、8、9，再隔第五固定轨道16的第六地坑内设置相邻的第十和第十一转向架举升装置10、11；中点的右侧对称设置另外11台转向架举升装置。上述中点两侧的第一地坑之间设有短固定轨道17，它的均分线即为地坑式架车机布置的中点，即中点两侧各设置有六个地坑，每侧各设置有11台转向架举升装置；车体举升装置共设32台，每节车体由4台车体举升装置进行升降，中点两侧各为16台。

请参见图2～图3，上述的第一转向架举升装置1的长度为3700mm，第二和第三转向架举升装置2的长度均为4750mm，第四和第五转向架举升装置4、5的长度均为4600mm，第六转向架举升装置6的长度为3700mm，第七、第八和第九转向架举升装置7、8、9的长度均为4600mm，第十和第十一转向架举升装置10、11的长度均为4000mm，上述的转向架举升装置具有不同的长度可以增加通用性；所述的第一固定轨道12的长度为13815mm，第二固定轨道13的长度为2070mm，第三固定轨道14的长度为11930mm，第四固定轨道15的长度为10555mm，第五固定轨道16的长度为8785mm，短固定轨道17长度为3430mm，短固定轨道17长度的均分线即为地坑式架车机布置的中点；实际使用时，不同型号动车组的转向架在转向架举升装置上的位置各不相同，图2所示为CRH1型动车组的左半列在转向架举升装置上的排布结构示意图，图3所示为CRH2型动车组的左半列在转向架举升装置上的排布结构示意图，图4所示为CRH3型动车组及CRH5型动车组的左半列在转向架举升装置上的排布结构示意图。由图可见，有的是单台转向架举升装置承载一台转向架，有的则由两台相邻的转向架举升装置共同承载一台转向架。下面以CRH1型动车组和CRH2型动车组为例说明转向架举升装置的举升组合：当各转向架举升装置处于不举升的原始状态时，各转向架举升装置的升降轨道19与固定在地面上的固定轨道12～17相互对准衔接，形成一条连续标准轨道，动车组可沿其驶上地坑式架车机，通过激光测距装置23将动车组的纵向长度的中点与短固定轨道17的中线对准后，转向架举升装置便可开始进行举升作业，对于CRH1型动车组(图2所示)，转向架举升装置除第十转向架举升装置10不举升外，其余各转向架举升装置均参与举升，头车1的前转向架由第十一转向架举升装置11承载，头车1的后转向架由第九转向架举升装置9承载；中车1的前转向架由第八转向架举升装置8和第七转向架举升装置7共同承载，后转向架由第六转向架举升装置6承载；中车2的前转向架由第五转向架举升装置5和第四转向架举升装置4共同承载，后转向架由第三转向架举升装置3承载；中车3的前转向架由第二转向架举升装置2承载，后转向架由第一转向架举升装置1承载。

由图2～图4可见，由于转向架举升装置从连续标准轨道中点向两侧对称布置，所以四种动车组相应转向架的位置误差靠近中点的较小，远离中点的较大，对于靠近中点的三台转向架只需改变转向架举升装置1～3的长度就可满足兼容要求。而对于远离中点的转向架除改变转向架举升装置的长度外，还要在每个地坑中各增设一台转向架举升装置，如第六地坑内有转向架举升装置11和10，第五和第四地坑内分别有转向架举升装置9、8、7和6、5、4。

由于各型动车组的长度尺寸不同，车体架车座的位置各异，为此车体举升装置18通过电机21驱动行走轮(另一专利申请记载)沿专用轨道20纵向移动，使车体举升装置的托头22与动车组的车体架车座对准，每节车体用4台车体举升装置进行升降，整列动车组的车体共有32台车体举升装置。因各型动车组的车体的宽度有所不同，为方便车体的举升，车体举升装置18的托头22设有横向位移装置(另一专利申请记载)，在非架车状态时，托头22自动收回到原始位置，当进行车体举升时，主控系统根据四种车型的不同宽度自动控制设定托头22横向伸出的距离，使托头22与车体架车座上下对准，车体举升装置18的托头22的升降是通过变频器驱动的异步交流电动机24和减速器实现(图5所示)。

在动车组进入架车作业线的过程中，首先重要的是进行准确定位，使动车组均布于地坑式架车机的中点两侧。国内现有的四种动车组总长均超过200米，而且各型动车组的总长各不相同，由司机掌控停车难于做到定位准确。为此在连续标准轨道终端的侧面装有由激光测距仪和显示屏组成的激光测距装置23(图6所示)，并设置“停车点”标志，供司机停车参改。激光测距装置安装在一个伸缩机构上，当动车组进入架车作业线前，伸缩机构将激光测距装置放至连续标准轨道中间的上方。“停车点”与激光测距装置之间的距离Li随动车组的车型不同而异，但都是确定的已知值。动车组沿连续标准轨道前进时，激光测距装置23不断测定与动车头车之间的距离Lx，并将Lx连续反馈到主电子控制部分和显示在显示屏上，当头车距离Lx与停车点距离Li之差在±150mm范围内时，即-150＜Lx-Li＜150，司机即可制动停车，随后激光测距装置23将动车组的停车位检测结果反馈到车体举升装置18的电子控制部分，驱动车体举升装置18沿专用轨道20纵向移动，使其与动车组车体的架车座对准，为车体举升做好准备。激光测距装置23引入信息反馈和位差补偿功能，使架车作业的对位更加精确、有效和自动化。

如前所述，动车组按要求准确定位停稳后，动车组的各转向架全部位于转向架举升装置上，通过转向架举升装置即可将整列动车组举升至规定高度，在主电子控制部分的指令下，车体举升装置进行纵向移动和托头进行横向伸缩，并与动车组的车体架车座对准后，车体举升装置的托头即可将车体举升，并与转向架分离；由于对整列动车组的同步精度要求很高，因此车体举升装置18的托头22升降采用由变频器驱动的异步交流电动机24，在异步交流电动机24的电机轴上设有编码器，编码器提供电动机的速度反馈信号，同时主电子控制部分统一给出一个速度预定信号，通过通讯总线传递给控制驱动器，对速度预定信号与速度反馈信号的差值由数字PID调节器进行比较，随之改变变频器的工作频率，从而调节交流电动机的转速，保证举升同步精度；前述的控制驱动器主要是由DSP(数字信号处理器)、放大电路、变频器、保护电路和接口电路构成。在前述的车体举升装置18上设有一感应装置，在车体举升装置18的专用轨道20的原始位置上设有一定位感应片，每一次完成车体举升后，通过感应片与感应装置的相互作用，车体举升装置18均可回到各自的原位置，以便于在主电子控制部分的控制下保证车体举升装置自动准确到达架车位置。本发明的地坑式架车机升降同步精度≤±1mm，升降速度误差≤±10％均超过国外标准。

Claims (7)

1.一种高速动车组的地坑式架车机，包括控制架车机的主电子控制部分，多个地坑内设置的多个转向架举升装置上的升降轨道(19)与地坑间地面的固定轨道形成连续轨道，地坑内的转向架举升装置两侧设有多个可沿专用轨道(20)移动的车体举升装置(18)，其特征在于以连续轨道的中点为起始，向两侧对称设置地坑及地坑内的转向架举升装置，其一侧的设置是第一地坑内设置第一转向架举升装置(1)，隔第一固定轨道(12)的第二地坑内设置第二转向架举升装置(2)，隔第二固定轨道(13)的第三地坑内设置第三转向架举升装置(3)，隔第三固定轨道(14)的第四地坑内设置相邻的第四～第六转向架举升装置(4、5、6)，隔第四固定轨道(15)的第五地坑内设置相邻的第七～第九转向架举升装置(7、8、9)，再隔第五固定轨道(16)的第六地坑内设置相邻的第十～第十一转向架举升装置(10、11)，上述中点两侧的第一地坑内之间设有短固定轨道(17)，在连续轨道终端的一侧设有测定停车误差的激光测距装置(23)。

2.按权利要求1所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的第一转向架举升装置(1)的长度为3700mm、第二转向架举升装置(2)和第三转向架举升装置(3)的长度为4750mm，第四转向架举升装置(4)和第五转向架举升装置(5)的长度为4600mm，第六转向架举升装置(6)的长度为3700mm，第七转向架举升装置(7)、第八转向架举升装置(8)和第九转向架举升装置(9)的长度为4600mm，第十转向架举升装置(10)和第十一转向架举升装置(11)的长度为4000mm；所述的第一固定轨道(12)的长度为13815mm，第二固定轨道(13)的长度为2070mm，第三固定轨道(14)的长度为11930mm，第四固定轨道(15)的长度为10555mm，第五固定轨道(16)的长度为8785mm，短固定轨道(17)的长度为3430mm。

3.按权利要求1或2所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的激光测距装置(23)由激光测距仪和数据显示屏组成，激光测距装置(23)设置在连续轨道终端部一侧的伸缩装置上，激光测距仪的输出与架车机的主电子控制部分联接。

4.按权利要求3所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的车体举升装置(18)下方设有电机(21)驱动的主动行走轮。

5.按权利要求4所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的车体举升装置(18)的托头(22)设有横向位移装置。

6.按权利要求5所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的车体举升装置(18)的驱动托头(22)升降运动的电机(24)为由变频器驱动的异步交流电动机，异步交流电动机的电机轴上设有编码器。

7.按权利要求6所述的高速动车组的地坑式架车机，其特征在于所述的车体举升装置(18)的纵向原始位置设置一定位感应片，车体举升装置(18)上设有一相应的感应装置。