輕量化鋁合金地鐵車輛組裝工藝設計的探討

厚旭

【摘要】本文以門窗組裝為例，從工藝設計的角度討論地鐵車輛組裝和設備布置問題，并提出輕量化的概念和影響因素，以便其更合理地適應地鐵車輛組裝的要求。

【關(guān)鍵詞】輕量化 地鐵車輛 組裝工藝

1 輕量化鋁合金地鐵車輛工藝現(xiàn)狀

車輛組裝既有從西門子引進的臺位固定、 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)換臺位運輸至組裝臺位，在組裝臺位完成車內(nèi)、車頂、車底設備的安裝后，再進行落車調(diào)簧稱重過限界試驗。組裝工藝的流程如圖 1 所示。

2 輕量化設計的概念與影響因素

2.1輕量化設計的概念

作為有效的節(jié)能手段，交通工具輕量化技術(shù)己經(jīng)成為重要的研究課題之一。清涼戶是國家節(jié)能減排的緊迫需要，更成為行業(yè)提高核心能力的顯示需要。但輕量化在一定程度上會形成認識上的誤區(qū)，為輕量化就是輕量化材料的運用，或者以簡單的減重多少來衡量。然而事實并非如此，輕量化必須建立在安全性、功能性、成本控制等要求的前提下。

輕量化概念是一個高度的技術(shù)集成，是指在保證產(chǎn)品整體性能要求和成本控制的條件下，輕量化材料應用、輕量化的結(jié)構(gòu)設計、輕量化的制造技術(shù)的集成。所以，輕量化不能簡單地理解為材料替代，其中涉及很多方面的問題，諸如材料科學、結(jié)構(gòu)設計、制造工藝、檢測技術(shù)和失效分析等方面，這些方面形成了一個互為依存、互相促進的輕量化設計的有機整體。

2.2輕量化設計的影響因素

輕量化本身不是目的。在輕量化設計過程中，應綜合分析輕量化設計的影響因素，不要在盲目追求輕量化的情況下造成其它方面問題的產(chǎn)生。與輕量化設計相關(guān)的影響因素較多，主要的影響因素可以概括為成本、能耗、性能和壽命幾個方面，這幾方面與輕量化之間也不是簡單的線性關(guān)系，而通常都存在一個最優(yōu)區(qū)間的，所以在輕量化設計過程中應該綜合和評價各種影響因素，尋求影響因素之間的一個平衡狀態(tài)，不能因為盲目追求輕量化而不顧及整體效果與長遠利益。

3 輕量化地鐵車輛部件組裝工藝（以門窗為例）

此處將以地鐵車門門扇組裝工藝為例，對輕量化地鐵車輛部件進行簡要分析。

1）電動雙開塞拉門結(jié)構(gòu)

該電動雙開塞拉門采用無刷直流電機驅(qū)動、絲桿螺母傳動、門控計算機控制，性能可靠，有開門、關(guān)門、防夾、障礙物探測、隔離、切除、緊急解鎖等功能。

2）門扇再裝配過程

在門扇再裝配之前，應拆下左右門扇下的下?lián)蹁N和擋銷支架，并將平衡輪調(diào)至最高位置。裝配過程如下：①將攜門架安裝到門扇上；②將已安裝攜門架的門扇下滑道放入左、右滾輪擺臂組件的1個滾輪上，同時將攜門架上方的滾輪塞入上滑道；③抬升門扇，對準攜門架與滑筒上的螺紋孔，使用緊固螺釘將門扇攜門架與滑筒組件緊固，將潤滑脂潤滑后的偏心輪放入滑筒垂向孔中，用緊固螺釘緊固；④安裝下?lián)蹁N和擋銷支架。

3）門扇再裝配存在的問題

門扇再裝配是將已拆卸的門頁、攜門架、擋銷等零部件進行現(xiàn)場裝配的過程，其裝配精度是通過相關(guān)零件的尺寸、形狀和位置公差、制造精度及調(diào)試尺寸來保證的。在再裝配過程中存在以下2個問題。

（1）受現(xiàn)場檢修能力的制約，各拆卸零部件的尺寸精度難以直接檢測，比如車門和攜門架的尺寸變形量是否超限、形狀和位置公差是否符合制造精度等均難以檢測。

（2）受再裝配工藝影響，原有尺寸鏈已發(fā)生改變，即使門扇仍然保持了制造時的尺寸、形狀和位置公差精度，再裝配之后也未必能保證門扇裝配精度。

4 門扇再裝配調(diào)整措施

從理論上講，根據(jù)上述尺寸鏈分析結(jié)果，車輛檢修部門進行門扇再裝配時只需調(diào)整受裝配工藝影響的尺寸項目，無需調(diào)整受制造精度控制的項目尺寸，便可恢復原生產(chǎn)廠家實現(xiàn)的裝配精度。但鑒于門扇調(diào)整尺寸繁多，各調(diào)整尺寸又相互牽連，且門扇的尺寸、形狀和位置

公差精度難以準確檢測，因此，還需調(diào)整工藝，避免因調(diào)整工藝及尺寸精度的影響，降低裝配精度或造成返工。

通常采取的調(diào)整措施是先調(diào)整公共性基準，以減少因基準變動所引起的返工；之后按調(diào)整項目影響因素的多少排序，先調(diào)整影響因素較少的項目，再調(diào)整影響因素較多的項目，以減少因工序顛倒所引起的返工；在基準調(diào)整之后，裝配尺寸鏈分析的4個項目應按門對中、上部外擺量、門扇V形及門扇高度的先后順序分別予以調(diào)整，以下為門扇再裝配后具體的調(diào)整方法及措施。

4.1調(diào)整公共性基準

門扇的公共性基準主要是安裝在車體上的3個安裝架及安裝架上的頂架，安裝架水平方向尺寸會直接影響門扇的上、下外擺量；而垂直方向尺寸可以控制門扇高度調(diào)節(jié)；角度尺寸

90°±0.5°控制頂部機構(gòu)安裝面是否在同一平面內(nèi)；安裝架的對中尺寸則關(guān)系到門扇的對中度。顯然，基準尺寸影響門扇多項調(diào)整尺寸，如果基準誤差太大，極有可能導致在之后的門扇調(diào)試過程中，即使各種調(diào)整方法用到極限也無法滿足門扇技術(shù)要求。雖然各基準尺寸可通過增減墊片進行補償，但作為門扇的安裝基準，并不適宜時常調(diào)整，因為若對基準進行調(diào)整，需要通過拆卸整個承載機構(gòu)才能解決問題，費時又費力。因此，為避免后續(xù)重新拆裝門扇系統(tǒng)，門扇再裝配前務必要精確調(diào)整基準尺寸。

4.2 調(diào)整門對中尺寸

依據(jù)尺寸鏈分析結(jié)果，調(diào)整門對中尺寸時，只需調(diào)整受裝配工藝影響的尺寸即可。由于門扇無需經(jīng)常拆卸，為保證門對中裝配精度，可采用可動調(diào)整裝配法，即調(diào)整防松螺母的方法。調(diào)整時，將門拉至彎道，松開防松螺母，再將門扇拉至直道，旋轉(zhuǎn)螺紋套，左右平移門扇，同步測量各尺寸，直至門對中尺寸達到裝配技術(shù)要求。

4.3調(diào)整上部外擺量

對于無需經(jīng)常拆卸的上導軌及門扇而言，可采用可動調(diào)整裝配法，將門扇分別移至開門位置及直彎軌交界處，在機架上調(diào)整上滑道后沿及前部的腰形孔緊固螺母，同時測量攜門架上方門扇外表面與車體外表面的距離，使2次測量的上部外擺量均達到技術(shù)參數(shù)要求。值

得注意的是，上部外擺量增大時，下部外擺量將減小，因此必須統(tǒng)籌考慮、二者兼顧。

5結(jié)束語

實踐表明，按照尺寸鏈原理分析調(diào)整項目，采用先調(diào)整公共性基準，再按調(diào)整項目影

響因素多少的排序原則，有序調(diào)整其他項目的調(diào)整工藝，可有效保證門扇再裝配精度。

參考文獻

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