100%低地板車(chē)輛車(chē)體底架模塊化制造工藝研究

范富君 王靜宇 姚肖潔 張健磊

(唐山軌道客車(chē)有限責(zé)任公司制造技術(shù)中心 河北 唐山 063035)

100%低地板車(chē)輛車(chē)體底架模塊化制造工藝研究

范富君 王靜宇 姚肖潔 張健磊

(唐山軌道客車(chē)有限責(zé)任公司制造技術(shù)中心 河北 唐山 063035)

針對(duì)100%低地板車(chē)輛車(chē)體底架模塊化結(jié)構(gòu)特征，制定了底架模塊化制造工藝。經(jīng)過(guò)底架及其模塊部件試制的驗(yàn)證，生產(chǎn)出的底架完全達(dá)到要求。

100%低地板；車(chē)體底架；模塊化

低地板輕軌車(chē)以其環(huán)境污染小、節(jié)約能源、投資少、便于乘降及乘坐舒適等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

國(guó)產(chǎn)100%低地板輕軌車(chē)研制過(guò)程中，為滿(mǎn)足100%低地板車(chē)輛模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，制定了模塊化制造工藝。底架作為承載運(yùn)輸?shù)闹匾考剿鞯准苤圃旃に?，非常重要[1-2]。

1 底架結(jié)構(gòu)

底架結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由地板組成一、地板組成二、地板組成三、底架中部組成等4個(gè)模塊部件組焊而成。地板組成一、地板組成二由下邊梁、中部地板、地板連接梁、端梁等部件組成。地板組成三由地板型材及過(guò)渡梁組焊而成。底架中部組成由枕梁組成及上邊梁組焊而成。

圖1 底架結(jié)構(gòu)及模塊部件

2 底架制造工藝流程

根據(jù)底架模塊化結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)底架制造工藝流程如圖2所示。

圖2 底架制造工藝流程

通過(guò)分別控制的4個(gè)模塊部件的外觀(guān)尺寸質(zhì)量，保證底架組成的最終裝配質(zhì)量。

3 底架模塊制造工藝

根據(jù)底架及其模塊部件的結(jié)構(gòu)及工藝流程，設(shè)計(jì)制作地板組焊胎、枕梁組焊胎等模塊化胎型。下面以地板組焊、枕梁組焊、底架組焊為例，對(duì)底架模塊化制作工藝進(jìn)行探討。

3.1 地板組成制作工藝

地板組成一、地板組成二均由中部地板、下邊梁、端梁組成、地板連接梁等主要部件組成。其中，端梁組成由2個(gè)端梁部件組合而成，考慮到地板組成裝配過(guò)程中的操作及裝配后的效果等工藝性，將端梁?jiǎn)为?dú)調(diào)整到地板組成時(shí)進(jìn)行裝配。為了保證裝配尺寸及外觀(guān)質(zhì)量，設(shè)計(jì)了兼容地板組成一、地板組成二的地板組焊胎。

裝配時(shí)，以地板連接梁定位，依次裝配下邊梁、中部地板、端梁并點(diǎn)固，然后按照焊接順序計(jì)劃進(jìn)行焊接(見(jiàn)圖3)。為保證地板上表面平面度，在裝配焊接過(guò)程中，始終保持地板組成與支撐塊的密貼；嚴(yán)格控制中部地板與地板連接梁、端梁的對(duì)接焊縫錯(cuò)邊量不大于0.3mm，且間隙為2～4mm。

圖3 地板組成裝配

為滿(mǎn)足地板組成對(duì)角線(xiàn)要求，裝配完成后、焊接前，要求地板對(duì)角線(xiàn)之差控制在2mm以?xún)?nèi)，且在焊接過(guò)程中，始終保持側(cè)向頂緊。

3.2 底架中部組成制作工藝

底架中部組成由枕梁組成與上邊梁組焊而成。考慮到底架橫向的焊接收縮，底架組焊時(shí)，枕梁組成與上邊梁為點(diǎn)固狀態(tài)，枕梁組成為底架中部組成重要的組焊部件。為保證枕梁組成的寬度尺寸及其中4個(gè)需要無(wú)損檢測(cè)焊縫的質(zhì)量，設(shè)計(jì)了枕梁組焊胎。枕梁由5塊枕梁型材組焊而成，裝配時(shí)，以中間枕梁型材為基準(zhǔn)，依次向兩邊裝配(見(jiàn)圖4)。

圖4 枕梁組成裝配

限于枕梁組焊胎本身的空間，枕梁內(nèi)寬處無(wú)固定頂緊夾具，為保證寬度尺寸公差±1mm，在組焊過(guò)程中，使用工藝支撐頂緊；考慮到焊后橫向收縮，焊前焊縫均預(yù)留2～3mm間隙；考慮到焊接變形，為保證平面度不大于2mm/m的要求，反裝位置預(yù)制4mm反變形量。

3.3 底架組成制作工藝

底架組成即為模塊化組件的組合，在底架組焊胎上實(shí)現(xiàn)。組焊胎上設(shè)置了壓緊及頂緊裝置，保證模塊化組件與安裝面充分接觸，嚴(yán)格控制各組件空間的相對(duì)垂直度及平面度要求。按照底架圖紙要求，先放置地板組成一、地板組成二，再放入底架中部組成(見(jiàn)圖5)。其中，底架中部組成由枕梁組焊與上邊梁提前點(diǎn)固連接組合而成后入胎。

由于焊縫集中在上邊梁與下邊梁、枕梁，中部收縮變形較大，導(dǎo)致底架中部位置的壓臂變形，為滿(mǎn)足使用，對(duì)其進(jìn)行改造，加強(qiáng)其剛度，以達(dá)到控制焊接變形的目的。底架中部結(jié)構(gòu)緊湊，焊接熱輸入量較大，要求焊縫完全冷卻后才能將底架松卡，以保證底架的整體變形量。

圖5 底架組成裝配

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)底架模塊化結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計(jì)出可行的模塊化制造工藝流程，以此為依據(jù)，制定了底架及其模塊化部件的制造工藝。通過(guò)對(duì)底架各模塊化部件的外觀(guān)及質(zhì)量的控制，底架的外觀(guān)尺寸完全達(dá)到技術(shù)要求，試制的底架合格交出,充分論證了底架模塊化制造工藝的合理性，也為后續(xù)批量制造提供了可靠的工藝保證。

[1] 王 歡，戴煥云，池茂儒．國(guó)外100%低地板輕軌車(chē)輛發(fā)展概述[J]．國(guó)外鐵道車(chē)輛，2012(2)：1-10．

[2] 吳正剛，韓玉啟，宋華明，等．復(fù)雜產(chǎn)品的模塊化制造戰(zhàn)略研究[J]．中國(guó)機(jī)械工程，2005(20)：1826-1830．□

(編輯：李琳琳)

2095-5251(2016)01-0007-02

2014-12-09

范富君(1983-)，男，本科學(xué)歷，工程師，從事鋁合金車(chē)體制造工藝工作。

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