高鐵動(dòng)車組造價(jià)極其昂貴,如果就這樣看著它慢慢老化“退役”未免有些可惜,所以每當(dāng)高鐵運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后,都會(huì)有專門的維修人員進(jìn)行檢修,將磨損或老化零件及時(shí)替換,從而有限提升高鐵壽命。那么我國(guó)高鐵動(dòng)車組的修程修制是什么?這些規(guī)定都是如何制定的呢?今天咱們來簡(jiǎn)單聊聊。
先來簡(jiǎn)單科普一下動(dòng)車組的壽命。我國(guó)和諧號(hào)第一代CRH1型動(dòng)車組是2004年訂購(gòu)的,它的壽命約為25年,而二代和三代在20年左右。到了第五代,技術(shù)比之前車型改良許多,壽命上升至30年,復(fù)興號(hào)高鐵的壽命也為30年。我國(guó)首批高鐵是在2007年投入運(yùn)營(yíng)的,按目前來看,未來會(huì)有不少和諧號(hào)被復(fù)興號(hào)所取代。
2020年前的幾年內(nèi),國(guó)鐵集團(tuán)每年用于機(jī)車車輛維修資金約為350億元,其中動(dòng)車組高級(jí)修100億元左右。在2020年,受疫情影響,國(guó)鐵集團(tuán)為控制維修支出,修改了動(dòng)車組修程修制,全年壓減動(dòng)車組高級(jí)修支出三成左右,壓減機(jī)車高級(jí)修四成左右。
01 運(yùn)用主要影響因素
動(dòng)車組運(yùn)用中影響產(chǎn)品可靠性的因素可主要?dú)w結(jié)為以下幾類:
(1)速度及里程因素??煽啃耘c運(yùn)行速度和里程強(qiáng)相關(guān)的動(dòng)車組產(chǎn)品主要包括走行及運(yùn)動(dòng)部件,特別是車輪、車軸、軸箱軸承、齒輪箱軸承、牽引電機(jī)軸承、碳滑板等部件,如:速度提高后車輪磨耗會(huì)明顯加??;隨著運(yùn)行里程的累積,軸承游隙會(huì)因磨損、磨耗而變化。
(2)時(shí)間及環(huán)境因素。可靠性受時(shí)間和環(huán)境影響顯著的產(chǎn)品主要包括車體結(jié)構(gòu)、電氣產(chǎn)品、橡膠件、油脂產(chǎn)品等。如:不同環(huán)境條件下車體結(jié)構(gòu)腐蝕程度會(huì)有較大差別;不同溫濕度下電氣產(chǎn)品故障率會(huì)有較大差異;長(zhǎng)期存放不用的橡膠件、油脂也會(huì)出現(xiàn)老化、失效。
(3)工作循環(huán)及頻次因素。很多動(dòng)車組產(chǎn)品是間歇性工作或需要時(shí)才啟動(dòng),如:各類冷卻風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)只在需要時(shí)啟動(dòng);各繼電器、接觸器、開關(guān)、閥類等產(chǎn)品也會(huì)因運(yùn)用條件不同導(dǎo)致動(dòng)作次數(shù)存在很大差異。
02 既有修程和修制
我國(guó)動(dòng)車組既有修程修制分為5個(gè)級(jí)別,其中一、二級(jí)為運(yùn)用修,在動(dòng)車所實(shí)施;三、四、五級(jí)為高級(jí)修,在動(dòng)車段或主機(jī)廠實(shí)施。
運(yùn)用修:一二級(jí)檢修更多的是預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng),根據(jù)現(xiàn)有的管理規(guī)定,一般一級(jí)修為運(yùn)行4000-5000公里或48小時(shí),也有延長(zhǎng)至72小時(shí),主要對(duì)車下走行部、制動(dòng)、車上受電弓進(jìn)行全面的檢查,同時(shí)需要確認(rèn)上部服務(wù)設(shè)施(廁所、廣播、座椅等)的功能是否正常,還有就是動(dòng)車組內(nèi)外的保潔清洗工作。
一級(jí)修車下作業(yè)
一般情況下一級(jí)修都是在動(dòng)車組結(jié)束當(dāng)天運(yùn)營(yíng)后,在夜間進(jìn)行檢修,檢修時(shí)間一般為2小時(shí)(包含有電檢查和無電檢查),檢修結(jié)束后轉(zhuǎn)至存車線,等待上線運(yùn)營(yíng)。這也是鐵路工作者比較辛苦的原因,很多員工常年上夜班進(jìn)行檢修工作。
二級(jí)修也叫專項(xiàng)修,一般檢修時(shí)間為3萬公里,主要是對(duì)各系統(tǒng)、零部件實(shí)施周期性維護(hù)保養(yǎng)、檢測(cè)、試驗(yàn),主要有輪輞輪輻探傷、空心軸探傷、主空壓機(jī)保養(yǎng)、空調(diào)系統(tǒng)清潔保養(yǎng)等等,而且不同項(xiàng)目間隔周期不同。
空心軸探傷
不同速度等級(jí)、不同平臺(tái)動(dòng)車組檢修周期略有不同。
三級(jí)修以后都叫作高級(jí)修,這部分工作都不是在動(dòng)車運(yùn)用所進(jìn)行,而是在高級(jí)修檢修基地或者主機(jī)廠進(jìn)行。高級(jí)修檢修順序?yàn)槿?jí)修-四級(jí)修-三級(jí)修-五級(jí)修。
高級(jí)修檢修規(guī)程
三級(jí)修檢修周期一般為120±10萬公里或者3年,四級(jí)修檢修周期為240±10萬公里或6年,主要包含了轉(zhuǎn)向架分解檢修、車輛設(shè)備(車頂、車下、車端)分解檢修、車體清潔、編組、靜調(diào)試驗(yàn)、動(dòng)調(diào)試驗(yàn)等等。五級(jí)修一般只有返回原生產(chǎn)商進(jìn)行檢修,五級(jí)修周期為480±10萬公里或者12年,檢修內(nèi)容在三四級(jí)修的基礎(chǔ)上增加主要電氣部件、內(nèi)裝設(shè)備的分解檢修,部分部件更換新品。
主機(jī)廠高級(jí)修車間
經(jīng)過10余年的不斷實(shí)踐和完善,修程修制總體上是科學(xué)有效的,確保了動(dòng)車組故障率持續(xù)走低并趨于穩(wěn)定。其中,動(dòng)?組既有修程修制的特點(diǎn)如下:
(1)一、二級(jí)修實(shí)施趨于精準(zhǔn)靈活。一級(jí)修是日常的例行檢查;二級(jí)修是針對(duì)不同部件和項(xiàng)目維修需求、在不同時(shí)機(jī)進(jìn)行的專項(xiàng)檢修。由于運(yùn)行交路、環(huán)境條件不同,部件損耗程度和維修需求也不同,按照動(dòng)車組修程修制改革相關(guān)要求,一、二級(jí)修的范圍、周期可根據(jù)運(yùn)用實(shí)際靈活掌握、精準(zhǔn)施策。
(2)三、四級(jí)修更側(cè)重磨損磨耗部件檢修。三、四級(jí)修主要針對(duì)轉(zhuǎn)向架等與速度、里程強(qiáng)相關(guān)的磨損磨耗部件進(jìn)行分解檢修。其中車輪磨耗到限更換項(xiàng)目值得特別關(guān)注,由于動(dòng)車組運(yùn)行中車輪磨耗不可避免,磨耗到限更換是剛性需求,運(yùn)用中在動(dòng)車所大批量換輪不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且會(huì)嚴(yán)重制約動(dòng)車組檢修運(yùn)用的整體效率效益。為此,應(yīng)加強(qiáng)維修性設(shè)計(jì),使輪對(duì)拆裝更換更加快捷、方便;更重要的是,應(yīng)通過動(dòng)車組優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理運(yùn)用,實(shí)?大部分車輪的磨耗到限壽命與四級(jí)修周期間隔銜接匹配,結(jié)合四級(jí)修對(duì)即將磨耗到限的大部分車輪進(jìn)行更換并借機(jī)實(shí)施齒輪箱分解檢修和軸箱軸承到壽命期更新將經(jīng)濟(jì)、有效。
(3)五級(jí)修更側(cè)重時(shí)效老化部件檢修。五級(jí)修在三、四級(jí)修基礎(chǔ)上增加了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件、主要電氣件、內(nèi)裝設(shè)備設(shè)施等系統(tǒng)的分解檢修,重點(diǎn)對(duì)一些橡膠件、密封件等隨時(shí)間呈現(xiàn)耗損、老化特征的部件進(jìn)行更新。上述部件在運(yùn)用中經(jīng)過長(zhǎng)期時(shí)效作用,性能會(huì)下降或劣化,結(jié)合五級(jí)修進(jìn)行更新很有必要。
03 修程和修制的制定原則
科學(xué)完善的修程修制是在產(chǎn)品研發(fā)階段通過頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃出來的,動(dòng)車組修程修制制定主要遵循以下主要原則:
(1)維持計(jì)劃預(yù)防修基本框架。從提高批量裝備維修綜合效率效益和降低管理風(fēng)險(xiǎn)的角度看,計(jì)劃預(yù)防修制度仍然是國(guó)內(nèi)外批量大型技術(shù)裝備修程修制的首選。目前我國(guó)動(dòng)車組各級(jí)修程銜接緊密、層級(jí)簡(jiǎn)單、范圍明確,既發(fā)揮了計(jì)劃管理優(yōu)勢(shì),又滿足了精準(zhǔn)靈活需求,總體上科學(xué)合理。
(2)以里程周期為主、時(shí)間周期為輔,確保安全性、兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性。車輪、軸箱軸承等安全部件主要與里程周期強(qiáng)相關(guān),橡膠件、密封件等主要與時(shí)間周期強(qiáng)相關(guān)。修程中時(shí)間周期與里程周期的匹配關(guān)系不僅取決于相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命,還取決于動(dòng)車組運(yùn)用情況,二者進(jìn)行匹配時(shí)應(yīng)以里程周期為主,以確保關(guān)鍵部件的運(yùn)行安全,以時(shí)間周期為輔,兼顧維修整體效益和可靠性。
(3)依據(jù)磨損磨耗件維修需求規(guī)劃三、四級(jí)修里程間隔周期。動(dòng)車組設(shè)計(jì)時(shí)可依據(jù)運(yùn)行速度、線路狀況合理選取車輪材料、形位尺寸,并仿真計(jì)算預(yù)測(cè)其正常磨耗里程壽命作為四級(jí)修里程周期,據(jù)此規(guī)劃齒輪箱軸承、軸箱軸承、油壓減振器等部件壽命和檢修間隔期。在此基礎(chǔ)上可取四級(jí)修里程周期的一半作為三級(jí)修里程周期,據(jù)此規(guī)劃軸箱軸承檢修間隔周期和牽引電機(jī)軸承壽命,實(shí)現(xiàn)三、四級(jí)修周期匹配銜接。
(4)依據(jù)主要時(shí)效老化部件壽命規(guī)劃五級(jí)修時(shí)間間隔周期。各類橡膠件隨時(shí)間老化趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的,但其老化速率會(huì)因材質(zhì)、運(yùn)用環(huán)境差異而不同,同時(shí)考慮各部件重要程度和故障影響不同,確定的使用壽命也不同。應(yīng)合理選材規(guī)劃設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)四、五級(jí)修周期間隔的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)匹配。
(5)提升維修性、測(cè)試性設(shè)計(jì)水平,增加精準(zhǔn)檢修項(xiàng)目。側(cè)門、空調(diào)、冷卻風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)以及各類開關(guān)、繼電器、制動(dòng)閥類等與運(yùn)用環(huán)境條件密切相關(guān),不同運(yùn)行交路和環(huán)境條件下,其工作情況會(huì)有較大差別。為此,需在動(dòng)車組研發(fā)階段結(jié)合檢修運(yùn)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和需求,深入開展維修性和測(cè)試性設(shè)計(jì),提高相關(guān)產(chǎn)品檢修的精準(zhǔn)性和針對(duì)性。
來源:鐵道知識(shí)局
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