巴基斯坦機(jī)車輔助變流柜組裝工藝分析及改進(jìn)

楊蓉

（南車資陽機(jī)車有限公司，四川 資陽 641300）

巴基斯坦機(jī)車輔助變流柜組裝工藝分析及改進(jìn)

楊蓉

（南車資陽機(jī)車有限公司，四川 資陽 641300）

從輔變柜組裝作業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，對電控柜原有工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)，同時(shí)從質(zhì)量控制的角度出發(fā)，通過對部分工序采取一些切實(shí)可行的工藝改進(jìn)方法和質(zhì)量控制措施，提升了產(chǎn)品組裝作業(yè)效率和整體組裝質(zhì)量。

電控柜；布線；外觀；密封

0 引言

巴基斯坦機(jī)車是我公司2014年在海外簽訂的一個(gè)比較大的訂單，該車要求采用輔助交流系統(tǒng)，輔助變流柜（簡稱輔變柜）作為輔助交流系統(tǒng)的樞紐部分，在輔變微機(jī)的統(tǒng)一管理下，實(shí)現(xiàn)牽引通風(fēng)機(jī)供電控制、柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制、空壓機(jī)控制等，因此輔變柜在機(jī)車整體組裝質(zhì)量要求上顯得尤為重要。電器屏柜組裝工藝看似簡單，實(shí)際各個(gè)工序需要注意的細(xì)節(jié)非常繁雜，目前國內(nèi)外生產(chǎn)均采用手工作業(yè)，容易出錯(cuò)，而一旦有線纜未接好或器件未安裝好，會對機(jī)車正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此研究制定合理的組裝工藝，采用先進(jìn)的工藝方法、工藝手段，對避免大量工裝投入、保證和提高輔變柜整體組裝質(zhì)量和產(chǎn)品壽命都具有重要意義。本文根據(jù)輔變柜自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組裝工藝要求，在現(xiàn)有工藝裝備基礎(chǔ)上，對電控柜原有工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)，同時(shí)結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從質(zhì)量控制和提升效率的角度出發(fā)，采取了一些工藝改進(jìn)方法和保障輔變柜組裝質(zhì)量的控制措施。

1 工藝難點(diǎn)分析

對該車輔變柜技術(shù)文件、裝配圖、接線圖進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)輔變柜組裝工藝與一般電器屏柜有一定區(qū)別：1）根據(jù)原理圖及接線圖分析，內(nèi)部交流線和直流線交叉混合，不利于布線，同時(shí)會影響電器件性能，造成一定干擾；2）結(jié)構(gòu)與普通電器柜有一定差異，精密電器件較多，且內(nèi)部空間較小，部分地方不方便走線，線束固定綁扎困難；3柜體體積較大，天車吊裝及作業(yè)過程中骨架油漆容易磕碰；4）屬批量生產(chǎn)，交貨周期緊張，質(zhì)量要求高。

2 工藝流程改進(jìn)

2.1 原有工藝流程

一般電器屏柜裝配因?yàn)槭切∨可a(chǎn)，車間在組織安排上采用小組全工序制，即一個(gè)小組一列車模式，每個(gè)小組負(fù)責(zé)從第一道工序開始一直到最后一道工序結(jié)束。對于訂單需求不大的項(xiàng)目，這種組織模式在派工及小組勞動定額劃定上較為簡變。工藝流程為：骨架入廠檢查→物料領(lǐng)用→電器元件檢查→骨架整備→布線→電器部件安裝→銘牌安裝→接線→銅排制作、安裝→大線制作、安裝→檢查交驗(yàn)→包裝發(fā)運(yùn)。

對于訂單量大、生產(chǎn)周期較緊張的項(xiàng)目，原有工藝流程在工序劃分上相對粗略，在車間組織安排上雖較為簡單，但小組集體作業(yè)的生產(chǎn)組織模式作業(yè)效率并不高，單個(gè)工序勞動定額時(shí)間不明確，工序與工序銜接不緊密，故原有工藝流程已無法保證供貨。

2.2 優(yōu)化后工藝流程

考慮到生產(chǎn)周期，再結(jié)合輔變柜自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們對工藝流程進(jìn)行了改進(jìn)，在組織安排上采取分工位分工序作業(yè)，工藝流程改進(jìn)如下：骨架入廠檢查→物料領(lǐng)用→電器元件檢查、布線、骨架整備、電器部件安裝→銅排制作、安裝→大線制作、安裝→檢查交驗(yàn)→包裝發(fā)運(yùn)。

在作業(yè)工序不變的前提下，采取該工藝流程，每個(gè)小組由之前的全工序作業(yè)調(diào)整為每一小組只負(fù)責(zé)其中一個(gè)工序，小組作業(yè)內(nèi)容大大減少，生產(chǎn)組織模式改進(jìn)為分工序節(jié)拍化流水式作業(yè)，人員結(jié)構(gòu)根據(jù)工序內(nèi)容重新進(jìn)行劃分，電器元件檢查、布線、骨架整備、電器部件安裝等四大工序調(diào)整為并行工序，這樣不僅使得工序與工序之間銜接更加緊密，而且各工序作業(yè)人員熟練度大大提高，可顯著提升輔變柜組裝的作業(yè)效率。

3 工藝方法改進(jìn)

3.1 電器部件安裝改進(jìn)

一般電器屏柜高度在2000 mm，這符合人體作業(yè)高度，作業(yè)時(shí)相對輕松，但本次輔變柜長2000 mm，高800 mm，比裝配人員還要矮，柜體直接落地作業(yè)，操作者在施工時(shí)極不方便，因此在裝配前需設(shè)計(jì)2000 mm×1000 mm工裝架，輔變柜平放在上面再進(jìn)行裝配，降低了裝配者的作業(yè)難度。同時(shí)經(jīng)過分析結(jié)構(gòu)圖：1）內(nèi)部變壓器、變流模塊質(zhì)量均超過50kg，使用軟吊具和人工相結(jié)合方式吊裝，可降低作業(yè)裝配難度和安全風(fēng)險(xiǎn)；2）INV1、INV2、INV13、INV4四個(gè)變流模塊外形及質(zhì)量都較大，在組裝作業(yè)時(shí)容易磕碰，考慮到操縱者作業(yè)不方便和可能會與其它部件安裝造成干涉等因素，采取先平放柜體安裝4個(gè)模塊，再立起柜體安裝其他相對輕的、容易操作的元器件的方式，避免了安裝過程返工問題，所有部件全部順利安裝完畢，無過程磕碰及損傷。

3.2 布線改進(jìn)

柜體線纜眾多，達(dá)900多根，直接在柜內(nèi)進(jìn)行布線、接線端子壓接、接線等工序有以下缺點(diǎn)：1）柜內(nèi)空間狹窄，直接在柜內(nèi)布線、接線等操作活動空間??；2）內(nèi)部光線暗，需借助照明燈長時(shí)間在不同高度、不同方向進(jìn)行作業(yè)，勞動強(qiáng)度高；3）其它工序無法同步進(jìn)行，工作效率較低。

基于以上3個(gè)原因，制作輔變柜放線板工裝，采用柜外預(yù)布線的方式，實(shí)際測繪骨架各部件安裝尺寸，將柜體6個(gè)面上各器件位置相應(yīng)展開在同一平面內(nèi)，按1：1的比例標(biāo)注元器件位置、接線點(diǎn)位置，然后在每個(gè)出線點(diǎn)安裝M5×500緊固螺栓，每根線按合理路徑布完剪斷后卡在臨近的彈簧上即可。布線結(jié)束后將整捆線束取下，在工作臺上進(jìn)行線纜接頭壓接等線束預(yù)處理，預(yù)處理完成后將整捆線束安裝到柜體上，在特定位置進(jìn)行整體固定即可。采取該方式進(jìn)行布線工作可以減少一半以上的柜內(nèi)作業(yè)時(shí)間，大大改善了操作者的作業(yè)環(huán)境，減輕了勞動強(qiáng)度。

另外考慮到輔助變流柜內(nèi)部有四種電壓等級，強(qiáng)電電壓等級高，直流強(qiáng)電回路和交流回路對低壓控制回路干擾大，輔變柜布線不合理將會影響輔助變流柜內(nèi)部模塊的通訊控制，可能造成交流輔助系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，因此布線時(shí)采用將直流與交流電纜分開鋪設(shè)的方式，避免造成干擾。

3.3 骨架油漆外觀質(zhì)量提升的改進(jìn)

以前在工序流轉(zhuǎn)過程中，使用一些大型工具或天車進(jìn)行吊裝的作業(yè)過程中難免會使骨架油漆被刮花或磕碰，加之柜體內(nèi)部電器件較多，電器件安裝完畢后再噴油漆操作起來有一定難度，如果防護(hù)不當(dāng)，電器元件、線束上極易被油漆污染?？紤]到以上問題本次輔變柜組裝工藝方案采用“先油漆、后組裝”的工藝模式，安裝前對可能磕碰或踩踏部位使用EPE珍珠棉保護(hù)膜進(jìn)行包裹防護(hù)，待全部電器件組裝完畢后再拆除保護(hù)膜，組織油漆供應(yīng)商對局部地方實(shí)施補(bǔ)漆，確保柜體外觀質(zhì)量。

3.4 過線孔防護(hù)改進(jìn)

針對以前過線孔處發(fā)生過線束破損的問題，考慮到輔變柜上有許多過線孔，且有大量的線束要通過，因此在工藝上對過線孔要進(jìn)行特別的防護(hù)，避免線纜被骨架上一些殘留的毛刺劃破或發(fā)生線束與金屬骨架在機(jī)車運(yùn)行的長期振動中發(fā)生結(jié)膜問題。采取如下工藝方法：1）在所有過線孔上安裝U形橡膠材質(zhì)密封護(hù)套；2）使用開口式橡膠軟管對所有經(jīng)過過線孔護(hù)套的線束進(jìn)行二次包裹防護(hù)，并用3×80黑色尼龍?jiān)鷰啥祟^進(jìn)行綁扎固定。

3.5 熱縮管吹制方法改進(jìn)

針對前期地鐵電控柜接線工序出現(xiàn)接線端子壓痕在線號管吹制工序后端子壓痕變淡或消失的問題，本次經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)踐和工藝摸索，總結(jié)出一個(gè)切實(shí)可行的工藝方法：先將熱風(fēng)槍調(diào)溫至340℃，然后使熱風(fēng)槍慢慢靠近線號管左端進(jìn)行吹制，左端熱縮管收縮良好后把線號管推近并靠攏接線端子，最后吹制線號管另一端，使接線端子遠(yuǎn)離熱風(fēng)槍，保證壓痕不受熱脹冷縮影響。

4 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制措施

考慮到組裝過程中一些瓶頸工序以及巴基斯坦當(dāng)?shù)亻L期高溫炎熱、風(fēng)沙大等惡劣的自然條件可能會引起產(chǎn)品使用過程中的一些質(zhì)量問題，為提前避免質(zhì)量問題的發(fā)生，工藝上采取以下解決措施保證產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的質(zhì)量穩(wěn)定。

4.1 預(yù)防風(fēng)沙導(dǎo)致電子器件燒損

由于巴基斯坦風(fēng)沙較大，年均降雨量比較豐富，線路質(zhì)量很差，輔變柜在長期使用的過程中可能會有沙塵或水進(jìn)入，為防止柜體內(nèi)部變流模塊和微機(jī)控制模塊等電子敏感器件被滲進(jìn)去的水和沙塵造成燒損，引起質(zhì)量隱患，工藝上我們考慮對安裝風(fēng)機(jī)的隔間、安裝微機(jī)的隔間、安裝變壓器的隔間以及安裝電抗器的隔間與蒙皮（或隔板）的斷續(xù)焊縫處涂抹與柜體顏色基本一致的白色溜縫膠進(jìn)行密封，確保產(chǎn)品質(zhì)量。工藝流程如下：柜體焊接完后，先整體酸洗、磷化，涂抹溜縫膠，再噴油漆。

4.2 預(yù)防柜門漏水

由于輔變柜并不是安裝在機(jī)車上封閉的空間，降雨等天氣可能會有水進(jìn)入輔變柜內(nèi)部引起電器件燒損。通過對柜體結(jié)構(gòu)分析，最可能滲入水的地方是輔變柜的柜門。因此從工藝上我們采取首先將骨架門沿結(jié)構(gòu)由原先的內(nèi)凹形式改為向外突出2 mm，同時(shí)在骨架整備工序時(shí)在門沿上粘貼厚的橡膠條，將門安裝好后再進(jìn)行防水試驗(yàn)，以確保不會有水滲入柜體內(nèi)部。

4.3 預(yù)防輔變柜吊耳與燃油冷卻器干涉

輔變柜其中一個(gè)吊耳與燃油冷卻器之間間隙太小（約8 mm），有部分機(jī)車由于各種部件安裝后誤差累積可能造成吊耳與燃油冷卻器之間間隙過小，為避免機(jī)車在振動時(shí)的垂向跳動造成吊耳與燃油冷卻器磕碰，我們將吊耳改用M20的螺栓代替，安裝輔變柜時(shí)拆卸該吊耳，拆卸下來的吊耳妥善與其它吊耳綁扎在一起以避免遺失，安裝完成后抹上溜縫膠，確保水無法進(jìn)入。

4.4 避免接觸器線圈走線與大線存在交涉

為避免接觸器線圈走線與大線存在交涉，我們在中間隔板三適當(dāng)位置增加穿線孔以改變其走線路徑；INV4變流模塊到變壓器的走線過遠(yuǎn)，為減少線纜的使用，提高布線效率，在風(fēng)道封板二的中心也增加穿線孔，同時(shí)對增加的穿線孔上安裝環(huán)扣密封環(huán)，避免線束被毛刺劃破。

4.5 避免出現(xiàn)批量導(dǎo)線壓接不良問題

針對接線工序易出現(xiàn)批量導(dǎo)線壓接不良的質(zhì)量問題，工藝上我們采取三檢制，以工序流程卡流轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行自檢、互檢、專檢，并要求操作者必須進(jìn)行逐條簽認(rèn)，尤其在接線工序，壓線鉗采用臺車狀態(tài)確認(rèn)制，即每臺車開工前，每把壓線鉗需要壓制本工序作業(yè)過程中可能涉及到的各種規(guī)格導(dǎo)線的樣線一根，在彈簧拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉力測試后交檢查確認(rèn)，待檢查確認(rèn)合格后方能進(jìn)行本工序相關(guān)作業(yè)，并在接線自檢互檢表中填寫操作者所使用的壓線鉗編號及狀態(tài)，由檢查者簽字。針對管狀端子排接線時(shí)，要求操作者在導(dǎo)線管狀端子壓接好后進(jìn)行自檢、互檢，然后交檢查人員進(jìn)行專檢，專檢確認(rèn)合格后再進(jìn)行端子排接線。

5 結(jié)語

通過對現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量的跟蹤和批量生產(chǎn)工藝驗(yàn)證，優(yōu)化后的工藝流程和生產(chǎn)過程中采取的一些工藝改進(jìn)方法和控制措施在生產(chǎn)組織模式、生產(chǎn)節(jié)拍及作業(yè)效率提升上具有明顯優(yōu)勢，在產(chǎn)品上車運(yùn)行一定時(shí)間后質(zhì)量穩(wěn)定特性得到了有效驗(yàn)證。

［1］機(jī)車電氣屏柜技術(shù)條件：TB/T1508-2010［S］.

［2］機(jī)車電氣設(shè)備安裝技術(shù)條件：Q/ZJ15-004-2007［S］.

［3］機(jī)車電氣設(shè)備布線技術(shù)條件：Q/ZJ15-005-2007［S］.

（編輯 明 濤）

U227.8

B

1002-2333（2015）10-0258-03

楊蓉（1987—），女，工藝師，主要從事機(jī)車制造工藝工作。

2015-05-03