100%低地板有軌電車制造工藝難點分析與對策

徐會慶 趙德順 何智勇 姜代旬

(中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東 青島 266111)

100%低地板有軌電車制造工藝難點分析與對策

徐會慶 趙德順 何智勇 姜代旬

(中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東 青島 266111)

對100%低地板有軌電車制造過程中車體及總組裝工藝難點及重點進行了詳細分析，并提出了處理對策和解決措施。

100%低地板有軌電車；制造工藝分析；對策措施

100%低地板有軌電車，以其節(jié)能、環(huán)保、投資較小、載客量適中、乘坐舒適性較好、后期維護費用較低等優(yōu)點，已逐漸成為城市公共交通市場發(fā)展趨勢[1]。中車青島四方機車車輛股份有限公司通過技術引進，國產化后的該列車由MC1、M1、MC2三種車型(其中MC1、MC2帶司機室)共3輛車編組而成，編組形式為MC1-M1-MC2，互相之間用鉸接轉向架相連。車體采用高強度耐候鋼整體焊接式結構，采用先進的100%低地板轉向架技術。但由于低地板有軌電車特殊結構不同于目前傳統(tǒng)的鐵路客車、高速動車組、地鐵等軌道交通車輛，車體及總組裝制造過程中有諸多重點和難點，本文就其制造過程中的工藝重點、難點進行分析研究，同時提出了相應的解決措施和處理對策。

1 車體制造工藝難點分析與對策

車體主體為高強度耐候鋼結構，車體主要連接方式為電弧焊接，側墻上邊梁及內端墻上橫梁部分連接方式為電阻點焊；由于側墻和底架僅為骨架結構，無鋼結構地板和側墻蒙皮，地板和側墻蒙皮為復合板結構，通過黏接方式黏接到車體鋼結構上。車體制造工藝流程、焊接工裝設計和焊接公差控制等與傳統(tǒng)鐵路客車有較大差別，如何控制車體總組焊及各大部件的焊接變形和形位公差是車體制造工藝難點之一。

1.1 車體底架制造工藝難點分析與對策

車體底架由端部底架、底架中梁、底架邊梁等組成[2]。端部底架是低地板車體生產中的難點也是生產周期最長的工序，結構復雜焊接量大，焊后調修工作量也大，并且組焊后需整體加工?；诘准艿奶厥饨Y構和高精度要求，對制造工藝的主要難點進行了攻關，并采取了有效對策。

(1)端部底架焊接變形量較大，尤其是牽引蓋板不平度和托架的扭曲比較明顯，組焊后的變形檢測和整形、調修周期較長。制造工藝上將端部底架組焊工裝進行優(yōu)化，將一位端部底架改為轉胎形式，將二位端部底架組焊工裝改為正組工裝+反組形式，滿足質量要求并大大降低轉胎的占用率，提高了生產效率。同時針對端部底架組焊后的檢測和調修，設置了端部底架專用的檢測、調修平臺，且增加了檢測器具及輔助夾具，保證了該部件的相關尺寸及加工要求，提高了生產效率。

(2)底架組焊中，端部與中部中梁對接處施焊有平焊、立焊、橫焊和仰焊，焊后要進行探傷，操作空間小，周期長，生產效率低。通過使用反組工裝、轉胎合為一體的集成化工裝，可以將立焊、橫焊和仰焊全部變?yōu)槠胶福挚梢允∪ズ附虞o助的支撐框架，同時取消正組臺位。

1.2 車體側墻制造工藝難點分析與對策

(1)車體側墻由門立柱、側墻骨架等組成(見圖1)，在側墻的組焊過程中，為保證門口尺寸和窗口尺寸，易出現側墻總長度超差。通過分析側墻長度方向的尺寸鏈匹配關系，采取工藝措施：①將門立柱與側墻骨架之間的空檔區(qū)域作為側墻長度方向的公差消化帶；②調整焊接順序，對窗側側墻下的3個單元單獨施工，側墻總組焊時先焊接中部側墻單元，然后根據窗口尺寸焊接窗立柱，最后調整兩側端部單元保證側墻總長尺寸要求，再進行端部單元與側墻上邊梁的焊接。

圖1 側墻結構圖

(2)由于車體側墻無鋼結構蒙皮，組焊過程中車體平面度、輪廓度不易控制，影響后續(xù)車輛總裝工序的門窗安裝質量和整體輪廓度。制造工藝上采取的應對措施如下：①將側墻骨架的組焊從側墻總成工序中分離出來，增設側墻骨架組焊及調修工序，重點控制側墻平面度及輪廓度；②車體調修時不帶工藝撐桿或者所帶的工藝撐桿不受力，在此前提下完成車體平面度的調整及檢測；③調修時將車體內應力釋放，然后將工藝撐桿安裝在車體上，以保證運輸過程中車體不發(fā)生形變。

1.3 車體總組焊制造工藝難點分析與對策

車體組焊流程為底架落位、側墻單元安裝、端墻安裝等。由于車體總組焊整體要求高，并且整個車體為框架結構，給后續(xù)整體司機室安裝、車體整體運輸帶來很多困難。

(1)內端墻橫梁組成與端部底架前端裝配難度較高，相對尺寸關系難以保證，直接影響整體司機室的安裝定位。故特制1套司機室安裝靠模，將內端墻緊固在靠模后整體吊運落入底架，完全模擬后續(xù)司機室安裝狀態(tài)，調整后將內端墻橫梁組成進行點固，并撤離安裝靠模。經驗證，該靠模對于保證側墻、端墻、司機室及底架的匹配性方面作用很大，各項尺寸可得到有效保證。

(2)整個車體強度偏軟，重心不穩(wěn)，不便于車體總組裝時的吊裝裝配。通過設計新型自帶鎖緊功能的吊運工裝，防止從抬車銷孔脫落，保證吊運安全。裝入抬車銷座前，吊車銷端部與主體處于同心狀態(tài)，待裝入抬車銷座孔后，通過擰轉螺桿，端部在螺桿的拉力和斜面導向的共同作用下，與吊車銷主體之間產生錯位，變相增大了吊車銷直徑尺寸，實現與抬車銷孔的過盈裝配，產生的摩擦力起到防止吊車銷滑移脫落的作用。

2 總組裝制造工藝難點分析與對策

2.1 結構部件黏接工藝難點及對策

外墻板、頂板、司機室模塊、地板均采用黏接結構，替代傳統(tǒng)的焊接連接方式，如此大量結構配件采用黏接工藝，不同于普通的城軌車輛。針對這種全新工藝，首先通過提前利用現車配件進行黏接工藝試驗、確定合適的施工工藝參數；其次通過設計制造黏接用專用工裝、調整施工工藝流程等措施，來保證各部件的黏接質量。

(1)車頂黏接。車頂黏接使用Sika膠黏劑，其固化機理為吸濕固化。與以往的小部件黏接作業(yè)可以快速完成打膠步驟不同，該車型的車頂整體為一個大部件，打膠范圍大。為防止膠黏劑表皮固化影響?zhàn)そ有阅?，需要快速進行膠黏劑的涂打作業(yè)。為滿足車頂的打膠施工要求，實施多人同時進行打膠作業(yè)方式。同時為了保證膠黏劑正常的干燥周期，現場配備工業(yè)用加濕器以提高現場濕度。

(2)側墻黏接。側墻板的黏接質量直接影響車輛的外觀效果，并且會造成側門安裝后縫隙不勻。為保證側墻板黏接平整以及滿足膠黏劑的厚度要求，首先在黏接前用橡膠墊塊對車體鋼結構側墻進行調平，調平完成后才能進行打膠黏接作業(yè)。打膠配備專用膠泵進行打膠作業(yè)，提高了生產效率。黏接完成后使用壓緊工裝保持壓力至膠黏劑固化。

(3)地板黏接。因車體底部僅有橫梁和中梁并帶有撓度，地板黏接時平整度較難保證。地板黏接工藝為先用水準儀測量地板骨架上各點的高度，通過計算確定后調整墊塊厚度，然后黏貼調整墊和復合地板。

2.2 側門安裝工藝難點及對策

低地板有軌電車側門的安裝不僅要求安裝后質量可靠性高，并且需要和側墻板弧度一致，閃縫均勻，保證列車的整體外觀效果。側墻黏接與側門安裝配合，是低地板有軌電車總組裝的制造重點。制造工藝上采取的措施包括：(1)在側墻板未安裝前，先預安裝側門，確認車門板與車體側墻骨架的弧度關系和公差，作為后續(xù)側墻板、車窗黏接和門板安裝調整基準；(2)制作側墻板弧度檢測工裝，在側墻板安裝過程中對側墻板自身的弧度進行檢測，防止在對側墻板壓緊的過程中導致側墻板弧度的變化，進而導致側墻板與車門板面不平齊；(3)側門機構和門板安裝時，使用激光定位儀保證門安裝的垂直度，保證側門的使用功能性；(4)每輛車的側門安裝完成后，進行單車側門的動作試驗，提前發(fā)現問題進行整改，防止整列調試時發(fā)現問題難以整改。

2.3 司機室頭罩安裝工藝難點及對策

司機室罩板由左/右車燈罩板、中間罩板及下部罩板4部分組成，采用螺栓固定在司機室模塊上。由于各罩板為弧形結構，并且相互之間縫隙較多，其工藝難點在于如何保證頭罩的整體外觀效果。所以對策為：(1)罩板糊制時，工藝上要求在罩板中間增加夾芯層，提高罩板的強度，保證罩板在運輸、安裝過程中不變形；(2)在中間罩板組成的車燈罩板安裝處，增加了限位翻邊，保證車燈罩板安裝后與中間罩板的平面度；(3)制作了模塊化研配工裝，該工裝按現車的結構尺寸1∶1制作，罩板加工完成后，組裝到該工裝上，對相互間的縫隙等裝配關系進行研配、修整，保證到現車安裝時縫隙均勻。

2.4 電氣連接工藝難點及對策

(1)低地板有軌電車的客室電纜布置空間小，設備多，按照外方技術指導，要求采用單根線束敷設的方式，自起始端敷設到終止端，工作效率較低。為此，采用配線工序前移，在電纜下料期間提前進行線束預組方式，從而減少在車輛組裝過程中配線工序占用的時間，提高了配線效率，降低了傷線幾率。

(2)車頂設備多，布置密集，導致電氣設備電纜布置空間緊張，同時考慮到操作空間狹窄，工藝難度大，采取如下措施：先對電纜的彎曲弧度和穿線順序進行充分驗證，以確保不會干涉其他部位，也不會由于彎曲過度而導致電纜變形；其次是針對新型連接器，合理選用組裝連接器的工具和壓線鉗型號，以保證電氣設備的接線質量。

2.5 落車及小曲線試驗工藝難點及對策

低地板有軌電車由于采用鉸接轉向架，傳統(tǒng)抬車機落車無法實現；制造工廠內暫無R25 m小曲線，在出廠前也無法進行小曲線試驗，針對此問題，利用車體轉運吊具，采用2輛汽車吊車同時作業(yè)進行落車，在批量不大的情況下也得到解決。小曲線試驗按照要求是在車輛運營單位進行，為提前驗證轉向架和車體間通過曲線的相互關系，避免運行部件磨抗，通過數據換算，利用遷車臺與軌道的錯位移動，模擬小曲線試驗[3]，進一步驗證車下部件與轉向架間的相對關系，保證通過小曲線時的運用安全。

3 結束語

在低地板有軌電車試制過程中，經過前期詳盡的工藝分析和工藝準備，以及工藝實施驗證過程中設計、工藝、質量部門等的積極配合，采取了上述工藝控制措施，有效解決了制造過程中各種疑難問題，滿足了設計要求，保證了產品制造質量。

[1] 施青松. 低地板有軌電車可靠性技術的規(guī)劃和應用[J].鐵路技術創(chuàng)新，2013(6)：1-4.

[2] 歷正軍. 100%低地板有軌電車車體制造工藝[J].機械工程師，2014(7)：259-261.

[3] 呂鳳梅. 100%低地板現代城市有軌電車限界和小曲線通過能力分析[J].鐵道車輛，2013(6)：5-7.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)05-0036-03

2016-03-03

徐會慶(1970-)，男，本科學歷，高級工程師，從事軌道車輛制造工藝工作。

U270.6

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