鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)120閥模塊整體組裝工藝優(yōu)化

摘要：通過對(duì)目前鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)120閥模塊化組裝工藝的分析，針對(duì)存在的問題提出優(yōu)化后的120閥模塊化整體組裝裝置和工藝。經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)用，該裝置和組裝工藝能確保120閥模塊組裝質(zhì)量，提升組裝效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車 模塊化組裝 工藝

1.問題的提出

目前鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)120閥模塊組裝方法主要有二種。一是，采用人工操作的方式，將120閥模塊各部件分別由升降小車舉升至車體下部安裝面，再安裝零部件之間的管系。該方法的主要缺點(diǎn)：由于零部件間累積誤差，組裝成一體后，容易造成部件間強(qiáng)力組裝，同時(shí)操作人員長時(shí)間在車體底架下作業(yè)不方便，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，并且有安全隱患。二是，采用可移動(dòng)的組裝平臺(tái)，將120閥模塊內(nèi)各零部件在平臺(tái)上組裝完成，再移動(dòng)平臺(tái)至車體下部安裝面，進(jìn)行整體組裝。該方法的主要缺點(diǎn)是：各閥、風(fēng)缸在平臺(tái)上組裝時(shí)不能定位，處于自由狀態(tài)，造成安裝面的相對(duì)位置與移動(dòng)平臺(tái)的定位面不一致，甚至出現(xiàn)安裝孔串位，造成強(qiáng)力組裝，影響制動(dòng)系統(tǒng)組裝質(zhì)量。

為解決以上問題，在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化后的組裝工藝：即將零部件按照在車體實(shí)際組裝情況以孔定位反裝在定位組裝平臺(tái)上，利用翻轉(zhuǎn)機(jī)將已組裝完成的模塊翻轉(zhuǎn)至機(jī)械手上，采用機(jī)械手將模塊運(yùn)送至車體底架下方進(jìn)行組裝。該方法采用模擬模塊與車體連接方式，定位準(zhǔn)確可靠，提高組裝效率和組裝質(zhì)量，適用于鐵路貨車中敞車、平車、棚車等車型，不同車型生產(chǎn)時(shí)，僅需對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)和機(jī)械手上模塊組裝定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行更換即可。

2.底架附屬件組裝工藝優(yōu)化

120閥模塊）是制動(dòng)系統(tǒng)的核心部件。該模塊由車體上的底架附屬件定位固定連接，經(jīng)分析出影響120閥模塊組裝質(zhì)量的主要因素有：底架附屬件的組裝尺寸、各管系的彎制尺寸等。由于影響因素較多，并且基本都為三維空間尺寸，若在組裝過程中出現(xiàn)尺寸干涉，不易判斷出是哪個(gè)尺寸出現(xiàn)了問題。

在底架組對(duì)胎型上設(shè)置120閥模塊內(nèi)的各吊座的定位檔，定位檔采用可調(diào)節(jié)式定位檔定位，并以底附件螺栓孔為定位基準(zhǔn)將120閥吊座組成、副風(fēng)缸吊座組成、雙室風(fēng)缸吊座組成組對(duì)完成。限壓閥安裝座及各類管吊在底架翻轉(zhuǎn)機(jī)上用模塊化整體式樣桿以120閥吊座組成為基準(zhǔn)進(jìn)行組裝，確保模塊內(nèi)零部件之間的相對(duì)尺寸。經(jīng)長時(shí)間運(yùn)用證明該工藝成熟、可靠，基本杜絕了后期組裝過程中進(jìn)行烤火調(diào)修。

3.模塊化組裝工藝優(yōu)化

3.1模塊化組裝裝置

120閥模塊組裝裝置由翻轉(zhuǎn)機(jī)和機(jī)械手組合而成，并已獲得國家專利（專利號(hào)：ZL 2012 2 0073721.1）。該裝置包含：翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、立柱、升降機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、模塊正組裝平臺(tái)、模塊反組裝平臺(tái)、鎖緊機(jī)構(gòu)等。該裝置翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用氣缸舉升，速度快，效率高，并且能將模塊組裝平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶自鎖功能，在0°和180°均能實(shí)現(xiàn)自鎖；在翻轉(zhuǎn)平臺(tái)上有帶自鎖功能的快速卡緊裝置，在翻轉(zhuǎn)過程工件不掉落，確保操作人員安全；組裝平臺(tái)可隨意更換，滿足多種產(chǎn)品需求；機(jī)械手具有伸縮、旋轉(zhuǎn)、升降、微調(diào)角度等功能。

3.2組裝工藝流程

通過對(duì)組裝方法的分析，確定了采用120閥模塊整體裝置優(yōu)化后的組裝工藝流程：

3.2.1.采用架車機(jī)將車體舉升至工作高度，再將120閥模塊部件用起重裝置吊至反組裝平臺(tái)上，利用反組裝平臺(tái)上帶自鎖功能的快速定位夾緊機(jī)構(gòu)將各部件定位夾緊在平臺(tái)上。

3.2.2.各部件間采用螺栓連接緊固后，松開升降裝置鎖緊機(jī)構(gòu)。開動(dòng)升降機(jī)構(gòu)舉升風(fēng)缸，將升降平臺(tái)及上的翻轉(zhuǎn)裝置連同120閥模塊部件反組裝平臺(tái)舉升至一定高度，鎖緊升降平臺(tái)，將120閥模塊部件反組裝平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°。

3.2.3.人工轉(zhuǎn)動(dòng)組裝機(jī)械手，逆時(shí)針將組裝機(jī)械手懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使懸臂上120閥模塊部件正組裝平臺(tái)位于反組裝平臺(tái)正下方。

3.2.4.固定機(jī)械手，松開升降平臺(tái)鎖緊裝置，開動(dòng)舉升風(fēng)缸，將反組裝平臺(tái)下降至一定高度，鎖緊升降平臺(tái)，松開120閥部件夾緊機(jī)構(gòu)，將120閥部件落入機(jī)械手正組裝平臺(tái)上，平穩(wěn)定位后，松開升降平臺(tái)鎖緊裝置，啟動(dòng)舉升機(jī)構(gòu)，將反組裝平臺(tái)升至一定高度，鎖緊升降平臺(tái)。

3.2.5.啟動(dòng)機(jī)械手將機(jī)械手再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使機(jī)械臂與組裝車體成直角，伸長機(jī)械臂，將120閥模塊送至車體下方，進(jìn)行組裝。組裝完成后，將機(jī)械臂縮回，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，固定。

3.2.6.開動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將反組裝平臺(tái)回轉(zhuǎn)180°，松開鎖緊機(jī)構(gòu)，下降升降平臺(tái)于原位，鎖緊。組裝完成，開始下一輪循環(huán)。

4.效果

優(yōu)化后的120閥模塊整體組裝工藝經(jīng)過5年長時(shí)間運(yùn)用，能提高組裝效率和精度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，確保產(chǎn)品組裝質(zhì)量。該工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

4.1.能提高120閥模塊組裝質(zhì)量。采用先將各部件在翻轉(zhuǎn)機(jī)反組裝平臺(tái)上定位夾緊，整體起升并翻轉(zhuǎn)180°后放至在組裝機(jī)械手正組裝平臺(tái)上，再將已緊固后的模塊由機(jī)械手整體托起至安裝位置進(jìn)行螺栓連接，該組裝方式可以通過模塊組對(duì)胎間接檢測(cè)模塊內(nèi)制動(dòng)管系的彎制成形質(zhì)量，同時(shí)因模塊內(nèi)各部件已緊固，可間接檢測(cè)底架附屬件的組對(duì)尺寸。從而避免了由于管系或者底架附屬件尺寸超差而引起的強(qiáng)力組裝所導(dǎo)致制動(dòng)管系的漏泄。

4.2.組裝效率高。該裝置由翻轉(zhuǎn)機(jī)和機(jī)械手組成，采用電動(dòng)與氣動(dòng)控制，行程長動(dòng)作迅速，輕巧方便，機(jī)械手整體可旋轉(zhuǎn)、升降、伸縮，與軌道式組裝小車相比，工人可直接將機(jī)械手旋轉(zhuǎn)至車體下，僅需微調(diào)托盤位置就可以滿足裝車位置需要，效率高，操作更方便。

4.3.滿足互換性[1]要求。采用120閥模塊預(yù)組裝后，實(shí)現(xiàn)了組裝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致，零件尺寸與設(shè)計(jì)尺寸一致，滿足產(chǎn)品120閥模塊內(nèi)部零部件互換技術(shù)要求。

4.4.可滿足多種車型的生產(chǎn)。將翻轉(zhuǎn)機(jī)和機(jī)械手上的正反組裝胎進(jìn)行更換后，可滿足敞車、棚車、平車等車型制動(dòng)系統(tǒng)的組裝。

4.5.有效的節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]于維等. 鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)“三化一互換”的創(chuàng)新工藝.《鐵路貨車制造工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》.2007年

作者簡介：郭唯（1981.11-）男，四川眉山，本科，工程師，鐵路貨車車體工藝，南車眉山車輛有限公司，四川省眉山市