徐會(huì)慶 趙德順 何智勇 姜代旬

(中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東 青島 266111)

100%低地板有軌電車制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

徐會(huì)慶 趙德順 何智勇 姜代旬

(中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東 青島 266111)

對(duì)100%低地板有軌電車制造過程中車體及總組裝工藝難點(diǎn)及重點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了處理對(duì)策和解決措施。

100%低地板有軌電車；制造工藝分析；對(duì)策措施

100%低地板有軌電車，以其節(jié)能、環(huán)保、投資較小、載客量適中、乘坐舒適性較好、后期維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為城市公共交通市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)[1]。中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司通過技術(shù)引進(jìn)，國(guó)產(chǎn)化后的該列車由MC1、M1、MC2三種車型(其中MC1、MC2帶司機(jī)室)共3輛車編組而成，編組形式為MC1-M1-MC2，互相之間用鉸接轉(zhuǎn)向架相連。車體采用高強(qiáng)度耐候鋼整體焊接式結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的100%低地板轉(zhuǎn)向架技術(shù)。但由于低地板有軌電車特殊結(jié)構(gòu)不同于目前傳統(tǒng)的鐵路客車、高速動(dòng)車組、地鐵等軌道交通車輛，車體及總組裝制造過程中有諸多重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文就其制造過程中的工藝重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，同時(shí)提出了相應(yīng)的解決措施和處理對(duì)策。

1 車體制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

車體主體為高強(qiáng)度耐候鋼結(jié)構(gòu)，車體主要連接方式為電弧焊接，側(cè)墻上邊梁及內(nèi)端墻上橫梁部分連接方式為電阻點(diǎn)焊；由于側(cè)墻和底架僅為骨架結(jié)構(gòu)，無鋼結(jié)構(gòu)地板和側(cè)墻蒙皮，地板和側(cè)墻蒙皮為復(fù)合板結(jié)構(gòu)，通過黏接方式黏接到車體鋼結(jié)構(gòu)上。車體制造工藝流程、焊接工裝設(shè)計(jì)和焊接公差控制等與傳統(tǒng)鐵路客車有較大差別，如何控制車體總組焊及各大部件的焊接變形和形位公差是車體制造工藝難點(diǎn)之一。

1.1 車體底架制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

車體底架由端部底架、底架中梁、底架邊梁等組成[2]。端部底架是低地板車體生產(chǎn)中的難點(diǎn)也是生產(chǎn)周期最長(zhǎng)的工序，結(jié)構(gòu)復(fù)雜焊接量大，焊后調(diào)修工作量也大，并且組焊后需整體加工?；诘准艿奶厥饨Y(jié)構(gòu)和高精度要求，對(duì)制造工藝的主要難點(diǎn)進(jìn)行了攻關(guān)，并采取了有效對(duì)策。

(1)端部底架焊接變形量較大，尤其是牽引蓋板不平度和托架的扭曲比較明顯，組焊后的變形檢測(cè)和整形、調(diào)修周期較長(zhǎng)。制造工藝上將端部底架組焊工裝進(jìn)行優(yōu)化，將一位端部底架改為轉(zhuǎn)胎形式，將二位端部底架組焊工裝改為正組工裝+反組形式，滿足質(zhì)量要求并大大降低轉(zhuǎn)胎的占用率，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)針對(duì)端部底架組焊后的檢測(cè)和調(diào)修，設(shè)置了端部底架專用的檢測(cè)、調(diào)修平臺(tái)，且增加了檢測(cè)器具及輔助夾具，保證了該部件的相關(guān)尺寸及加工要求，提高了生產(chǎn)效率。

(2)底架組焊中，端部與中部中梁對(duì)接處施焊有平焊、立焊、橫焊和仰焊，焊后要進(jìn)行探傷，操作空間小，周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。通過使用反組工裝、轉(zhuǎn)胎合為一體的集成化工裝，可以將立焊、橫焊和仰焊全部變?yōu)槠胶?，又可以省去焊接輔助的支撐框架，同時(shí)取消正組臺(tái)位。

1.2 車體側(cè)墻制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

(1)車體側(cè)墻由門立柱、側(cè)墻骨架等組成(見圖1)，在側(cè)墻的組焊過程中，為保證門口尺寸和窗口尺寸，易出現(xiàn)側(cè)墻總長(zhǎng)度超差。通過分析側(cè)墻長(zhǎng)度方向的尺寸鏈匹配關(guān)系，采取工藝措施：①將門立柱與側(cè)墻骨架之間的空檔區(qū)域作為側(cè)墻長(zhǎng)度方向的公差消化帶；②調(diào)整焊接順序，對(duì)窗側(cè)側(cè)墻下的3個(gè)單元單獨(dú)施工，側(cè)墻總組焊時(shí)先焊接中部側(cè)墻單元，然后根據(jù)窗口尺寸焊接窗立柱，最后調(diào)整兩側(cè)端部單元保證側(cè)墻總長(zhǎng)尺寸要求，再進(jìn)行端部單元與側(cè)墻上邊梁的焊接。

圖1 側(cè)墻結(jié)構(gòu)圖

(2)由于車體側(cè)墻無鋼結(jié)構(gòu)蒙皮，組焊過程中車體平面度、輪廓度不易控制，影響后續(xù)車輛總裝工序的門窗安裝質(zhì)量和整體輪廓度。制造工藝上采取的應(yīng)對(duì)措施如下：①將側(cè)墻骨架的組焊從側(cè)墻總成工序中分離出來，增設(shè)側(cè)墻骨架組焊及調(diào)修工序，重點(diǎn)控制側(cè)墻平面度及輪廓度；②車體調(diào)修時(shí)不帶工藝撐桿或者所帶的工藝撐桿不受力，在此前提下完成車體平面度的調(diào)整及檢測(cè)；③調(diào)修時(shí)將車體內(nèi)應(yīng)力釋放，然后將工藝撐桿安裝在車體上，以保證運(yùn)輸過程中車體不發(fā)生形變。

1.3 車體總組焊制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

車體組焊流程為底架落位、側(cè)墻單元安裝、端墻安裝等。由于車體總組焊整體要求高，并且整個(gè)車體為框架結(jié)構(gòu)，給后續(xù)整體司機(jī)室安裝、車體整體運(yùn)輸帶來很多困難。

(1)內(nèi)端墻橫梁組成與端部底架前端裝配難度較高，相對(duì)尺寸關(guān)系難以保證，直接影響整體司機(jī)室的安裝定位。故特制1套司機(jī)室安裝靠模，將內(nèi)端墻緊固在靠模后整體吊運(yùn)落入底架，完全模擬后續(xù)司機(jī)室安裝狀態(tài)，調(diào)整后將內(nèi)端墻橫梁組成進(jìn)行點(diǎn)固，并撤離安裝靠模。經(jīng)驗(yàn)證，該靠模對(duì)于保證側(cè)墻、端墻、司機(jī)室及底架的匹配性方面作用很大，各項(xiàng)尺寸可得到有效保證。

(2)整個(gè)車體強(qiáng)度偏軟，重心不穩(wěn)，不便于車體總組裝時(shí)的吊裝裝配。通過設(shè)計(jì)新型自帶鎖緊功能的吊運(yùn)工裝，防止從抬車銷孔脫落，保證吊運(yùn)安全。裝入抬車銷座前，吊車銷端部與主體處于同心狀態(tài)，待裝入抬車銷座孔后，通過擰轉(zhuǎn)螺桿，端部在螺桿的拉力和斜面導(dǎo)向的共同作用下，與吊車銷主體之間產(chǎn)生錯(cuò)位，變相增大了吊車銷直徑尺寸，實(shí)現(xiàn)與抬車銷孔的過盈裝配，產(chǎn)生的摩擦力起到防止吊車銷滑移脫落的作用。

2 總組裝制造工藝難點(diǎn)分析與對(duì)策

2.1 結(jié)構(gòu)部件黏接工藝難點(diǎn)及對(duì)策

外墻板、頂板、司機(jī)室模塊、地板均采用黏接結(jié)構(gòu)，替代傳統(tǒng)的焊接連接方式，如此大量結(jié)構(gòu)配件采用黏接工藝，不同于普通的城軌車輛。針對(duì)這種全新工藝，首先通過提前利用現(xiàn)車配件進(jìn)行黏接工藝試驗(yàn)、確定合適的施工工藝參數(shù)；其次通過設(shè)計(jì)制造黏接用專用工裝、調(diào)整施工工藝流程等措施，來保證各部件的黏接質(zhì)量。

(1)車頂黏接。車頂黏接使用Sika膠黏劑，其固化機(jī)理為吸濕固化。與以往的小部件黏接作業(yè)可以快速完成打膠步驟不同，該車型的車頂整體為一個(gè)大部件，打膠范圍大。為防止膠黏劑表皮固化影響?zhàn)そ有阅?，需要快速進(jìn)行膠黏劑的涂打作業(yè)。為滿足車頂?shù)拇蚰z施工要求，實(shí)施多人同時(shí)進(jìn)行打膠作業(yè)方式。同時(shí)為了保證膠黏劑正常的干燥周期，現(xiàn)場(chǎng)配備工業(yè)用加濕器以提高現(xiàn)場(chǎng)濕度。

(2)側(cè)墻黏接。側(cè)墻板的黏接質(zhì)量直接影響車輛的外觀效果，并且會(huì)造成側(cè)門安裝后縫隙不勻。為保證側(cè)墻板黏接平整以及滿足膠黏劑的厚度要求，首先在黏接前用橡膠墊塊對(duì)車體鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平完成后才能進(jìn)行打膠黏接作業(yè)。打膠配備專用膠泵進(jìn)行打膠作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率。黏接完成后使用壓緊工裝保持壓力至膠黏劑固化。

(3)地板黏接。因車體底部?jī)H有橫梁和中梁并帶有撓度，地板黏接時(shí)平整度較難保證。地板黏接工藝為先用水準(zhǔn)儀測(cè)量地板骨架上各點(diǎn)的高度，通過計(jì)算確定后調(diào)整墊塊厚度，然后黏貼調(diào)整墊和復(fù)合地板。

2.2 側(cè)門安裝工藝難點(diǎn)及對(duì)策

低地板有軌電車側(cè)門的安裝不僅要求安裝后質(zhì)量可靠性高，并且需要和側(cè)墻板弧度一致，閃縫均勻，保證列車的整體外觀效果。側(cè)墻黏接與側(cè)門安裝配合，是低地板有軌電車總組裝的制造重點(diǎn)。制造工藝上采取的措施包括：(1)在側(cè)墻板未安裝前，先預(yù)安裝側(cè)門，確認(rèn)車門板與車體側(cè)墻骨架的弧度關(guān)系和公差，作為后續(xù)側(cè)墻板、車窗黏接和門板安裝調(diào)整基準(zhǔn)；(2)制作側(cè)墻板弧度檢測(cè)工裝，在側(cè)墻板安裝過程中對(duì)側(cè)墻板自身的弧度進(jìn)行檢測(cè)，防止在對(duì)側(cè)墻板壓緊的過程中導(dǎo)致側(cè)墻板弧度的變化，進(jìn)而導(dǎo)致側(cè)墻板與車門板面不平齊；(3)側(cè)門機(jī)構(gòu)和門板安裝時(shí)，使用激光定位儀保證門安裝的垂直度，保證側(cè)門的使用功能性；(4)每輛車的側(cè)門安裝完成后，進(jìn)行單車側(cè)門的動(dòng)作試驗(yàn)，提前發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行整改，防止整列調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)問題難以整改。

2.3 司機(jī)室頭罩安裝工藝難點(diǎn)及對(duì)策

司機(jī)室罩板由左/右車燈罩板、中間罩板及下部罩板4部分組成，采用螺栓固定在司機(jī)室模塊上。由于各罩板為弧形結(jié)構(gòu)，并且相互之間縫隙較多，其工藝難點(diǎn)在于如何保證頭罩的整體外觀效果。所以對(duì)策為：(1)罩板糊制時(shí)，工藝上要求在罩板中間增加夾芯層，提高罩板的強(qiáng)度，保證罩板在運(yùn)輸、安裝過程中不變形；(2)在中間罩板組成的車燈罩板安裝處，增加了限位翻邊，保證車燈罩板安裝后與中間罩板的平面度；(3)制作了模塊化研配工裝，該工裝按現(xiàn)車的結(jié)構(gòu)尺寸1∶1制作，罩板加工完成后，組裝到該工裝上，對(duì)相互間的縫隙等裝配關(guān)系進(jìn)行研配、修整，保證到現(xiàn)車安裝時(shí)縫隙均勻。

2.4 電氣連接工藝難點(diǎn)及對(duì)策

(1)低地板有軌電車的客室電纜布置空間小，設(shè)備多，按照外方技術(shù)指導(dǎo)，要求采用單根線束敷設(shè)的方式，自起始端敷設(shè)到終止端，工作效率較低。為此，采用配線工序前移，在電纜下料期間提前進(jìn)行線束預(yù)組方式，從而減少在車輛組裝過程中配線工序占用的時(shí)間，提高了配線效率，降低了傷線幾率。

(2)車頂設(shè)備多，布置密集，導(dǎo)致電氣設(shè)備電纜布置空間緊張，同時(shí)考慮到操作空間狹窄，工藝難度大，采取如下措施：先對(duì)電纜的彎曲弧度和穿線順序進(jìn)行充分驗(yàn)證，以確保不會(huì)干涉其他部位，也不會(huì)由于彎曲過度而導(dǎo)致電纜變形；其次是針對(duì)新型連接器，合理選用組裝連接器的工具和壓線鉗型號(hào)，以保證電氣設(shè)備的接線質(zhì)量。

2.5 落車及小曲線試驗(yàn)工藝難點(diǎn)及對(duì)策

低地板有軌電車由于采用鉸接轉(zhuǎn)向架，傳統(tǒng)抬車機(jī)落車無法實(shí)現(xiàn)；制造工廠內(nèi)暫無R25 m小曲線，在出廠前也無法進(jìn)行小曲線試驗(yàn)，針對(duì)此問題，利用車體轉(zhuǎn)運(yùn)吊具，采用2輛汽車吊車同時(shí)作業(yè)進(jìn)行落車，在批量不大的情況下也得到解決。小曲線試驗(yàn)按照要求是在車輛運(yùn)營(yíng)單位進(jìn)行，為提前驗(yàn)證轉(zhuǎn)向架和車體間通過曲線的相互關(guān)系，避免運(yùn)行部件磨抗，通過數(shù)據(jù)換算，利用遷車臺(tái)與軌道的錯(cuò)位移動(dòng)，模擬小曲線試驗(yàn)[3]，進(jìn)一步驗(yàn)證車下部件與轉(zhuǎn)向架間的相對(duì)關(guān)系，保證通過小曲線時(shí)的運(yùn)用安全。

3 結(jié)束語

在低地板有軌電車試制過程中，經(jīng)過前期詳盡的工藝分析和工藝準(zhǔn)備，以及工藝實(shí)施驗(yàn)證過程中設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量部門等的積極配合，采取了上述工藝控制措施，有效解決了制造過程中各種疑難問題，滿足了設(shè)計(jì)要求，保證了產(chǎn)品制造質(zhì)量。

[1] 施青松. 低地板有軌電車可靠性技術(shù)的規(guī)劃和應(yīng)用[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2013(6)：1-4.

[2] 歷正軍. 100%低地板有軌電車車體制造工藝[J].機(jī)械工程師，2014(7)：259-261.

[3] 呂鳳梅. 100%低地板現(xiàn)代城市有軌電車限界和小曲線通過能力分析[J].鐵道車輛，2013(6)：5-7.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)05-0036-03

2016-03-03

徐會(huì)慶(1970-)，男，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，從事軌道車輛制造工藝工作。

U270.6

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