高 明 范駿波 孫儒超

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 江蘇 南京 210031)

軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)各部件間通過(guò)空氣管路連通，管路與管路間通過(guò)管接頭連接，常見管接頭分別為壓緊式管接頭、卡套式管接頭以及螺紋管接頭，根據(jù)管接頭不同，管路分為有螺紋和無(wú)螺紋兩種類型，無(wú)螺紋管路對(duì)應(yīng)的壓緊式管接頭及卡套式管接頭上均有六角面螺母，在裝配過(guò)程中通過(guò)開口扳手作用于管接頭上六角面進(jìn)行裝配；而螺紋管路對(duì)應(yīng)的管接頭多數(shù)為光滑圓面，在裝配過(guò)程中無(wú)法使用開口扳手進(jìn)行緊固，需通過(guò)管鉗夾緊管接頭及管路進(jìn)行安裝。因此兩種型號(hào)管路在連接時(shí)主要區(qū)別為：(1)使用工具不同，螺紋管通常使用管鉗進(jìn)行緊固，無(wú)螺紋管路通常使用開口扳手進(jìn)行緊固；(2)緊固位置不同，螺紋管緊固時(shí)需要作用于管接頭和管路，而無(wú)螺紋管路緊固時(shí)只需作用于對(duì)應(yīng)接頭即可。在城市軌道交通車輛中無(wú)螺紋管路被廣泛采用，而螺紋管路則被廣泛用于鐵路客車及高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中[1-2]。

在管路裝配過(guò)程中無(wú)螺紋管路通常通過(guò)開口扳手進(jìn)行安裝，因此管路在車上作業(yè)較為方便、快捷；而螺紋管通過(guò)螺紋管接頭進(jìn)行連接，安裝時(shí)通過(guò)管鉗作用于管接頭和管路進(jìn)行擰緊，使用管鉗擰緊時(shí)，由于受人員、工具及其他因素影響較大，易造成管路脫皮和壓痕現(xiàn)象。本文主要針對(duì)高速動(dòng)車組螺紋管路組裝過(guò)程中存在的問(wèn)題，尋求一種滿足實(shí)際生產(chǎn)并能最大限度降低人為因素影響的裝配方法，使得螺紋管路裝配合理、有效。

1 管路裝配工藝分析

1.1 無(wú)螺紋管裝配

無(wú)螺紋管路連接時(shí)通常對(duì)應(yīng)管接頭為壓緊式管接頭和卡套式管接頭，采用壓緊式管接頭組裝時(shí)將管接頭上六角螺母、卡簧拆下后套入管路上，調(diào)整管路對(duì)中后使用扳手通過(guò)作用于接頭上六角螺母進(jìn)行緊固；而采用卡套式管接頭組裝時(shí)，通常將卡套式管接頭上卡套、螺母使用卡套壓裝設(shè)備提前壓裝在管路上，組裝時(shí)將管接頭中間體與螺母連接后使用扳手?jǐn)Q緊螺母即可，如圖1所示。

圖1 壓緊式及卡套式管接頭裝配方式

1.2 螺紋管路裝配

螺紋管路對(duì)應(yīng)的連接接頭通常為螺紋管接頭，其中管路上端部帶有外螺紋，管接頭帶有內(nèi)螺紋，鏈接時(shí)通過(guò)管路和接頭上螺紋進(jìn)行連接完成裝配，在安裝過(guò)程中需要使用管鉗擰緊，如圖2所示，管路與接頭間通過(guò)螺紋配合使得安裝時(shí)需在管路上施加擰緊力，而管鉗上夾緊位置為齒型結(jié)構(gòu)，用管鉗夾緊管路擰緊時(shí)易受外界因素(人員、夾緊力等)影響，常常會(huì)損壞管壁(見圖3)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中存在大量管路，每根管路都需在車上進(jìn)行安裝，使得工作量巨大，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍要求。

圖2 螺紋管接頭裝配方式

圖3 螺紋管路管壁損壞

2 螺紋管路裝配難點(diǎn)及問(wèn)題分析

結(jié)合上述分析，可見對(duì)于無(wú)螺紋管路的連接方式，無(wú)須對(duì)管路進(jìn)行操作，組裝時(shí)僅需擰緊管接頭即可，且操作方法簡(jiǎn)便，受操作空間影響較小，而螺紋管路在組裝時(shí)需對(duì)管路和管接頭同時(shí)進(jìn)行操作，操作過(guò)程復(fù)雜，組裝質(zhì)量受外界因素影響較大。因此，高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)管路在組裝過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

(1)系統(tǒng)中管路數(shù)量多，若采用傳統(tǒng)車上安裝方式，則無(wú)法滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求；

(2)螺紋管路安裝時(shí)用管鉗擰緊的步驟受操作空間影響較大，部分位置較難操作；

(3)受人員及擰緊時(shí)管鉗夾緊力等外界因素影響，有損壞、劃傷管路風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)以上實(shí)際組裝過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行如下處理：

(1)因高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中管路較多，車上安裝無(wú)法滿足節(jié)拍要求，可考慮將部分管路移至車下進(jìn)行預(yù)組安裝；

(2)對(duì)于部分操作空間較小的位置，可以考慮將此部分管路在車下組裝完成后，再拿到車上進(jìn)行安裝；

(3)對(duì)于受外界因素影響較大的管路，可改善工藝方法降低不良品產(chǎn)生。

綜上所述，采用模塊化思想，即將管路以模塊的形式在車下進(jìn)行預(yù)組，完成后在車上進(jìn)行安裝，從而提高工作效率；對(duì)于管路上夾緊力矩不均的情況，可運(yùn)用工藝裝備夾緊管路統(tǒng)一夾緊力從而降低不合格品的產(chǎn)生概率。

3 螺紋管路安裝方案實(shí)施

3.1 管路模塊化預(yù)組

在高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)管路作業(yè)安裝圖紙中將部分操作空間較小，管路數(shù)量較多的位置進(jìn)行模塊化組裝，以圖4為例，圖示中管路及管接件較多，包含截?cái)嗳T、管接件、管路等，且操作空間較小，安裝時(shí)需用管鉗將管路及接頭依次安裝，車上安裝擰緊時(shí)管路未固定，不易操作且受操作空間影響較大，實(shí)際操作過(guò)程中費(fèi)時(shí)，費(fèi)力?？砂凑?qǐng)D紙并結(jié)合實(shí)際操作情況在其活接頭位置處斷開，將此處管路在車下進(jìn)行模塊化預(yù)組，組裝完成后再通過(guò)活接頭連接車上管路，從而大大簡(jiǎn)化操作。

1—風(fēng)管1；2—內(nèi)接活彎頭1；3—彎頭1；4—風(fēng)管2；5—風(fēng)管3；6—彎頭2；7—風(fēng)管4；8—截?cái)嗳T；9—風(fēng)管5；10—內(nèi)接活彎頭2；11—風(fēng)管6；12—風(fēng)管7；13—彎頭3；14—風(fēng)管8；15—彎頭4；16—風(fēng)管9。

3.2 工藝裝備的設(shè)計(jì)

在軌道車輛的管路組裝過(guò)程中，按照傳統(tǒng)管路組裝工藝，管路預(yù)組時(shí)需將管子用臺(tái)虎鉗夾緊，以防止管子擰緊時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于軌道車輛中管路眾多，采用臺(tái)虎鉗時(shí)需人工手動(dòng)夾緊，效率較低，且不同操作者使用臺(tái)虎鉗夾緊管子時(shí)用力大小不同，夾緊力過(guò)小則無(wú)法夾緊管路，造成無(wú)法擰緊；夾緊力過(guò)大則會(huì)造成管路損壞現(xiàn)象。

3.2.1工藝裝備的設(shè)計(jì)思路

根據(jù)上述分析，管路緊固過(guò)程中導(dǎo)致表面壓痕原因主要為：(1)不同人員在緊固管路時(shí)作用于管路表面夾緊力不同，使得管路緊固后出現(xiàn)不同程度的劃痕；(2)不同管徑的管路采用相同夾緊力緊固時(shí)，因管路壁厚不同，會(huì)造成壓痕產(chǎn)生。因此裝置需能夠輸出核定的夾緊力，并且能夠?qū)Σ煌軓焦苈愤M(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)調(diào)整夾緊力。針對(duì)不同規(guī)格的管路在組裝過(guò)程中的夾緊力，需設(shè)計(jì)出一種能夠?yàn)橥灰?guī)格管徑管路提供相同夾緊力且能夠根據(jù)管徑規(guī)格自動(dòng)調(diào)整夾緊力的裝置。

3.2.2工藝裝備的實(shí)施

考慮到需適合車間生產(chǎn)，因此采用高壓風(fēng)作為驅(qū)動(dòng)能源，設(shè)計(jì)風(fēng)動(dòng)管路夾緊裝置，該裝置由一個(gè)風(fēng)缸及連桿，四根支撐框架，兩組夾緊鉗口，三個(gè)支撐平面，一個(gè)調(diào)壓閥組成，夾緊鉗口用來(lái)夾緊管路，調(diào)壓閥用于調(diào)整風(fēng)壓，活塞推動(dòng)鉗口實(shí)現(xiàn)夾緊功能，通過(guò)調(diào)壓閥控制使得操作過(guò)程中能夠輸出恒定的夾緊力，快速夾緊管路。從而大大提高工作效率并能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量。

夾緊裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示，裝置通過(guò)三通閥控制風(fēng)缸中壓力變化，帶動(dòng)連桿上下移動(dòng)，從而通過(guò)連桿帶動(dòng)面板上夾緊鉗口夾緊管路；調(diào)壓閥用來(lái)控制風(fēng)缸中壓力調(diào)節(jié)范圍，滿足不同規(guī)格管路夾緊所需的氣壓，夾緊鉗口采用臺(tái)虎鉗鉗口式齒形結(jié)構(gòu)。

1—風(fēng)缸；2—上支撐面板；3—調(diào)壓閥；4—連接桿1；5—夾緊鉗口；6—下支撐面板；7—支撐框架；8—活塞連桿；9—連接桿2。

3.2.3工藝裝備的應(yīng)用

如圖6所示，風(fēng)動(dòng)管路夾緊裝置在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)管路規(guī)格，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)壓閥限定風(fēng)缸中可調(diào)壓力范圍，操作步驟如下：

圖6 風(fēng)動(dòng)管路夾緊裝置示意圖

(1)首先通過(guò)軟管端部的快插接頭將裝置與外部風(fēng)源進(jìn)行連接；

(2)三通閥閥柄向右打開，此時(shí)風(fēng)管2和風(fēng)管4連接，風(fēng)管4向風(fēng)缸內(nèi)下部充氣，風(fēng)管3向風(fēng)缸外排氣，風(fēng)缸內(nèi)下部壓力增大，帶動(dòng)連桿向上運(yùn)動(dòng)，裝置上鉗口打開；

(3)將待安裝管路放置在鉗口位置；

(4)三通閥閥柄向左打開，此時(shí)風(fēng)管2和風(fēng)管3通氣，風(fēng)管3向風(fēng)缸內(nèi)上部充氣，風(fēng)管4向缸外排氣，缸內(nèi)上部壓力增大，帶動(dòng)連桿向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)裝置上鉗口閉合，夾緊管路。

(5)緊固管路參照步驟(2)，使裝置鉗口打開，取出管路即可。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)管路中常用管接頭及管路組裝的對(duì)比分析，采用管路模塊化預(yù)組使得高速動(dòng)車組制動(dòng)管路安裝效率大大提高，滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，并且運(yùn)用風(fēng)動(dòng)管路夾緊裝置組裝管路，使得夾緊力定量化從而降低了管路壓痕產(chǎn)生率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。