淺談輕量化鋁合金地鐵車輛組裝工藝設(shè)計

王慶召

（南車株洲電力機(jī)車有限公司，湖南 株洲 412001）

本文從設(shè)計的角度，討論地鐵車輛組裝工藝和設(shè)備布置，以便其更優(yōu)化、更合理的適應(yīng)地鐵車輛組裝的要求。

1 鋁合金地鐵車輛工藝現(xiàn)狀

國內(nèi)地鐵制造企業(yè)與國外西門子、阿爾斯通、龐巴迪等公司合作，引進(jìn)鋁合金地鐵車輛焊接、涂裝、組裝、調(diào)試等技術(shù)。先進(jìn)、適用的制造工藝是軌道交通裝備產(chǎn)品可靠性的重要保證。目前國內(nèi)鋁合金地鐵車輛車體既有從西門子引進(jìn)的整體焊接結(jié)構(gòu)，也有從阿爾斯通、龐巴迪引進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，然后采用特殊螺栓連接方式組合成鋁合金車體。車輛組裝既有從西門子引進(jìn)的臺位固定、施工工序流動的作業(yè)方式，也有從阿爾斯通引進(jìn)的施工工序固定、臺位流動的作業(yè)方式。無論是臺位固定、施工工序流動的作業(yè)方式還是施工工序固定、臺位流動的作業(yè)方式，鋁合金地鐵車輛的組裝工序流程基本是相同的，主要是車體表面處理完成之后通過移車臺將車體轉(zhuǎn)換到組裝的轉(zhuǎn)換臺位，通過轉(zhuǎn)換臺位運(yùn)輸至組裝臺位，在組裝臺位完成車內(nèi)、車頂、車底設(shè)備的安裝后，再進(jìn)行落車調(diào)簧稱重過限界試驗。組裝工藝的流程如圖1所示。

圖1 組裝工藝流程圖

2 寧波城軌公司介紹

寧波城軌公司采用合資合作方式，南車株洲電力機(jī)車有限公司與寧波市政府作為合作伙伴，引入多元投資主體，實現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，有效依托南車株機(jī)公司在城軌車輛研制技術(shù)與檢修方面的豐富經(jīng)驗，以及質(zhì)量保證、售后服務(wù)，結(jié)合寧波市地域資源優(yōu)勢及寧波城軌公司的項目運(yùn)作管理能力和資金保障，建立先進(jìn)的城軌車輛組裝及修理基地。

3 組裝工藝功能分區(qū)及設(shè)備配置

根據(jù)組裝工藝流程，組裝車間可分為架車轉(zhuǎn)換區(qū)、組裝區(qū)、落車區(qū)等組成。

3.1 架車轉(zhuǎn)換區(qū)

架車轉(zhuǎn)換區(qū)是表面處理后的車體通過移車臺進(jìn)入總裝車間的第一步，車輛進(jìn)入架車轉(zhuǎn)換區(qū)后，利用轉(zhuǎn)換臺位架車機(jī)提升車輛。架車轉(zhuǎn)換區(qū)配備的主要設(shè)備為轉(zhuǎn)換臺位架車機(jī)。

車體從轉(zhuǎn)換臺位進(jìn)入到組裝臺位根據(jù)工藝的不同有兩種方式，一種是軌道式，一種是氣墊運(yùn)輸式?？傃b區(qū)采用48米大跨度廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行柔性生產(chǎn)，不采用大噸位行車進(jìn)行吊運(yùn)，并且地鐵車輛大量的部件是安裝在車底，需要將部件方便地運(yùn)到車底，為適應(yīng)地鐵及城軌車輛的生產(chǎn)組織方式，設(shè)計采用氣墊運(yùn)輸車進(jìn)行車體以及車底部件的運(yùn)輸。大噸位氣墊運(yùn)輸車主要有兩處使用：在轉(zhuǎn)換臺位上通過氣墊車將車體轉(zhuǎn)運(yùn)到組裝臺位進(jìn)行總裝，總裝完車體后通過氣墊車送落車臺位。

采用氣墊技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：搬運(yùn)負(fù)載幾乎沒有摩擦力，可以全方位運(yùn)動，具有準(zhǔn)確定位和在狹窄區(qū)域的運(yùn)動能力，具有非常小的組合高度和非常小的磨損，低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)和低維修費(fèi)。

3.2 組裝區(qū)

組裝區(qū)主要承擔(dān)鋁合金地鐵車輛的總裝任務(wù)，承擔(dān)電器設(shè)備的配線與檢查，制動管路的安裝與檢查，內(nèi)墻裝飾板、門窗、座椅、扶手桿的安裝與檢查，室內(nèi)電器設(shè)備的安裝以及電纜和制動管件的制作等，車底設(shè)備（含變流設(shè)備、制動設(shè)備、制動電阻柜）的安裝，車頂空調(diào)、受電弓設(shè)備安裝。組裝區(qū)推行以“臺位”為基本單位的工藝設(shè)計模式。

根據(jù)廠房設(shè)計的生產(chǎn)綱領(lǐng)為年總裝150輛地鐵車輛，每臺車輛的總裝周期約為15天，設(shè)計采用12個組裝臺位，每邊分布6個臺位。中間為氣墊車運(yùn)行通道。組裝方式主要有臺位固定、施工工序流動的作業(yè)方式和施工工序固定、臺位流動的作業(yè)方式，根據(jù)鋁合金地鐵車輛組裝工藝流程以及地鐵車輛自身的特點(diǎn)和產(chǎn)品批量，為提高臺位利用率，減少倒車次數(shù)，組裝方式采用臺位固定、施工工序流動的作業(yè)方式。

總裝區(qū)配備4臺3t懸掛吊，用于起吊車頂和其他部分設(shè)備，車底和車端設(shè)備采用小噸位氣墊運(yùn)輸車或搬運(yùn)叉車進(jìn)行運(yùn)輸安裝。

圖2 組裝車間工藝圖

3.3 落車區(qū)

落車區(qū)為15米跨，設(shè)置兩股道，其中一股道為落車，另一股道為稱重、限界，該軌道拉至通長，可存放轉(zhuǎn)向架。

落車工藝采用的設(shè)備為城軌車輛架車稱重調(diào)載試驗系統(tǒng)，主要為車體調(diào)簧和轉(zhuǎn)向架調(diào)簧，車體調(diào)簧即通過車體水平性試驗進(jìn)行，轉(zhuǎn)向架調(diào)簧通過調(diào)整緊急彈簧進(jìn)行。該工藝通過水平性試驗將車體加墊以及調(diào)整轉(zhuǎn)向架緊急彈簧的工藝，使地鐵車輛二系支承載荷優(yōu)化分布，實現(xiàn)了自動快速精確的調(diào)簧，保證車體重量在輪載上的均勻分布，同時保證車體和轉(zhuǎn)向架的互換性，提高地鐵車輛質(zhì)量。

轉(zhuǎn)向架調(diào)簧是模擬車體的重量加載，這種模擬加載是一種理想情況，與落車時的現(xiàn)實情況并不完全一致。因此，在轉(zhuǎn)向架稱重調(diào)簧完成落車后，使用車輛稱重儀進(jìn)行整車稱重試驗。整車稱重試驗完成后，即通過限界設(shè)備完成車輛過限界試驗。

4 工藝流程及布局

圖2為組裝車間工藝圖，具體工藝流程如圖所示，其中車間內(nèi)物流人流通道如圖所示。該種方案采用氣墊車移動車體，組裝臺位之間設(shè)有物料通道。

5 結(jié)語

本方案是筆者根據(jù)所了解的地鐵組裝工藝設(shè)計一般情況而進(jìn)行的一次探討，簡潔方便。

組裝工藝布局也可采用以下改進(jìn)方式：組裝臺位之間可不設(shè)物料通道，各臺位都相互連接，這樣車下物料從臺位下的空間進(jìn)入，車上臺位比較寬敞，能容下車內(nèi)組裝物料；或臺位采用雙層結(jié)構(gòu)，上層臺位方便進(jìn)行車頂設(shè)備安裝，如此布局，能確保作業(yè)安全；或?qū)⒔M裝工序分為前裝和后裝工序。前裝工序主要負(fù)責(zé)車內(nèi)地板、防寒棉、線纜、管道以及車下管道安裝，后裝工序主要負(fù)責(zé)內(nèi)裝、車下設(shè)備、車頂設(shè)備的安裝；或組裝車輛依靠氣墊車移動的同時安裝軌道，可以實現(xiàn)車輛在組裝臺位上的縱向移動。

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