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摘要：跨座式单轨列车转向架走行部为无内胎的橡胶轮胎，在轨道PC梁上运行，轮胎达到磨耗标准须更换新轮胎，与地铁列车有较大区别。在此，本文对目前单轨列车转向架轮胎更换模式进行阐述，对未来利用机器人更换走形轮胎的更换方式进行探讨，以此对我国跨座式单轨走行轮更换方式进行深入的分析。
关键词：跨座式单轨；走行轮胎；更换；机器人；探讨。
目前，重庆轨道交通2号线跨座式单轨已运营列车为4编组与6编组，每辆车装有2个转向架，每个转向架所安装有有3种充气轮胎，分别为走行轮、稳定轮和导向轮。相比于稳定轮与导向轮，走行轮更为重要，主要功能为承担列车的走行任务、承受列车重力等。由于2号线线路状况较差，上下坡与转弯路径较多，致使走行轮踏面所承受的偏磨较多，导致走行轮实际使用寿命远远低于设计使用寿命，增加了轮胎更换频率。2号线从开通运营至今，走行轮更换模式基本未发生变化，主要为人工作业来更换轮胎，投入的人力、物力较高，效率较低。走行轮更换是运营安全的最重要的一环，他关乎列车运营走行安全，是单轨交通三大核心关键技术之一，是单轨运营生命线。随着科学技术的发展，城市轨道交通的运维逐渐往智能运维方向发展。因此，如何将传统的人工更换轮胎模式逐步改变为机器人更换模式，值得我们思考。同时，也可为今后采用跨座式单轨的城市提供较好的参考依据。本文对这一观点进行了相应的探讨。
1.轮胎基本情况
轮胎是跨座式单轨列车运行过程中的重要部件之一，是充氮气的无内胎橡胶轮胎，它直接影响列车的行车安全。在跨座式式单轨列车中，轮胎被分为走行轮胎和水平轮胎，其中水平轮胎又被分为导向轮和稳定轮，是充氮气的有内胎橡胶轮胎，导向轮起导向作用，稳定轮起维持车辆平衡、防止列车侧倾。同时，一个转向架上的4条走行轮配备了2个走行轮辅助轮，6条水平轮胎配备了6个水平轮辅助轮。轮胎分布情况如下图所示：
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跨座式单轨轮胎分布情况
2.目前轮胎更换的模式
2.1轮胎更换标准
作为城市轨道交通的一种，跨座式单轨载客量较大，安全性要求高。因此，跨座式单轨列车运行时对走行轮质量、性能等方面要求非常高，根据目前轮胎使用情况来看，现在走行轮胎主要使用米其林轮胎与贵州前进轮胎，这两种轮胎能满足单轨列车使用要求。由于轮胎品牌不同，轮胎生产工艺材料等有所差别，导致两种轮胎轮胎更换标准有所不同，主要如下表所示：
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走行轮轮胎更换标准
为保证运营安全，任一条走行轮胎达到以上任意一条更换标准，须进行更换。
2.2轮胎拆卸
列车被牵引至指定位置，作业人员分组并按照检修规程、换轮工艺文件完成转向架和车体连接的拆除、转向架作业位置就位、行车就位等作业工序，并使用作业工具对走型轮胎与轮辋进行拆除。轮胎拆除基本全部由人工作业完成。主要有以下特点：
1.完成该项工作的效率与作业人员的熟练度有直接关系。操作熟练的人员能在较短的时间内快速完成轮胎拆除作业；操作不熟练的人员完成轮胎拆除作业至少需要50分钟及以上的时间。
2.投入的人力、物力较高，生产成本较高。正常情况下，每次拆除轮胎需要8个人左右，需要拆除同一转向架上的4条轮胎，每条轮胎的价格约为0.6-0.8万元。因此，每次投入的轮胎成本大约为2.4-3.2万元，生产成本较高。
3.机械化作业程度低。整个拆除流程当中，仅有两项机械化作业：（1）使用沉降梁将转向架降落至指定位置（2）使用起重机械将拆除后的轮胎吊装到作业区域外。
2.3轮胎安装
轮胎安装的精度，直接影响列车运行时的稳定性与轮胎使用寿命。该过程较为复杂，每一环节的失败可能会导致作业重新进行，要严格按照检修规程与检修工艺文件，将轮胎安装、轮胎轴向跳动检测、内压检测装置安装等环节高标准、严要求完成。轮胎拆除基本由人工作业完成，除具有轮胎拆卸作业特点以外，还具有以下特点：
1.轮胎安装的精度，直接影响列车运行时的稳定性与轮胎使用寿命。轮胎安装完毕后要用百分表测量轮胎前后轴向跳动，轴向跳动值必须小于0.3mm，如果跳动值过大，轻则造成轮胎偏磨异常，重则会造成轮胎转动异常，影响列车安全运营。
2.内压检测装置安装的精度直接影响内压检测功能的可靠度。该装置在列车运营过程中直接监控走行轮胎压，如果胎压低于标准值，列车监控显示屏会显示胎压异常报警。若内压检测装置在列车运行过程中接线松动或断线，胎压检测功能将消失，影响列车安全运营。
3机器人更换走形轮胎的方式探讨
由跨座式单轨运营单位提出轮胎更换需求，并委托相关机器人公司设计生产具有相应功能的机器人，完善控制系统、执行机构等相关功能，对机器人运行精度、灵活度、可靠性等性能进行确认后，先进行试用阶段，试用符合要求后再正式使用。利用机器人更换轮胎主要有以下特点：
1.机器人更换走行轮胎，精度高，效率高，可以连续运转，及时有多个转向架需要更换走行轮胎，可以较以往在更短的时间内完成。
2.机器人不像工人，它不会发脾气，不会出现像传统工作中因为某个工位作业人员临时有事请假出现空岗而影响生产节拍的情况，同时更便于管理，在信息输出平台就能够实时掌握各工位机器人的工作状态。
3.从短期来看，可能购买机器人成本较高，但从全寿命周期考虑，使用机器人代替人工能大幅度降低用人成本，很好的保证走行轮胎更换质量，有效避免了作业人员发生人身伤害的可能性。
4.结语
本文主要介绍了跨座式单轨列车走行轮的情况及传统的更换情况，阐述了现行更换方法的不足之处及机器人更换轮胎的优势。现在机器人已渗入各个应用领域，实现了生产、加工、运输等不同的功能，迄今为止已经成为一种高新科技产业，如果将传统的人工更换轮胎模式逐步改变为机器人更换模式，将会大大提高轮胎更换的装配精度，也会推动跨座式单轨产业的发展。
参考文献：
[1]贺观.跨座式单轨交通车辆[J]西南交通大学出版社
[2]冀亮亮，吕娟娟.工业机器人在现代制造行业中的应用[J]科技创新，DOI：10.19392 /j.Cnki.1671-7341.202007020
[3]智能化机器人在生产中的应用分析[J]技术推广，《湖北农机化》2019年第15期