城市軌道列車齒輪箱驅(qū)動裝置組裝方式改進

沈偉斌+仇文凡+李敬

摘要： 主要闡述了我所在城市軌道列車齒輪箱驅(qū)動裝置組裝方式上的改進，對比了原來的地攤式組裝方式與現(xiàn)在的精益線式組裝方式的優(yōu)缺點。通過優(yōu)化配膳流程、增加熱套工裝、例行試驗臺自動化等一系列方式的改進，熱套成功率由原來的75%提高到了99%以上，工作效率提升37%，每套齒輪箱組裝節(jié)省人工成本，質(zhì)量得到快速提升。

關(guān)鍵詞：地鐵齒輪箱；注油扶正；熱套；組裝方式改進；自動化

中圖分類號：TB文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.121

0前言

我所主要從事軌道交通裝備新材料、新工藝、新裝備、新技術(shù)的研究開發(fā)及其科技成果的產(chǎn)業(yè)化，是我國機車車輛材料及制造工藝的專業(yè)研究機構(gòu)，軌道交通裝備關(guān)鍵零部件高科技產(chǎn)業(yè)化基地，軌道交通裝備供應(yīng)商中的領(lǐng)跑者。

城市軌道列車具有速度快、運量大、無污染的優(yōu)勢，廣受世界各國政府的青睞，是世界現(xiàn)代化城市發(fā)展的重要趨勢。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，由我所生產(chǎn)的城軌齒輪傳動系統(tǒng)已成功應(yīng)用在北京、上海、天津、重慶、廣州、西安、成都、沈陽、武漢、深圳、蘇州、昆明、大連、無錫、杭州、長沙等國內(nèi)10多個城市的城軌線路上，并且出口到伊朗、巴西、格魯吉亞等國家。為了更快、更好的適應(yīng)現(xiàn)代化城市的發(fā)展，城市軌道列車齒輪箱驅(qū)動裝置組裝方式逐漸優(yōu)化、成熟，由原先的地攤式組裝提升成現(xiàn)在的精益線式組裝，大大提升了生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品組裝質(zhì)量。本文主要闡述了現(xiàn)在的精益線式組裝方式，相對比原有的地攤式組裝方式關(guān)鍵工序的優(yōu)化。

城軌地鐵齒輪箱驅(qū)動裝置組裝的工藝路線如圖1所示。

（1）配膳：組裝人員在金蝶K3上下任務(wù)單，由倉庫配料人員配好直接送到現(xiàn)場。

（2）大齒輪熱套。

①大齒輪加熱：確認(rèn)大齒輪是需要熱套的品種，將大齒輪放置到感應(yīng)加熱器上進行加熱。

②車軸準(zhǔn)備：a）確定車軸是需要熱套產(chǎn)品，用車軸吊具吊起車軸至豎直狀態(tài)，清理車軸裝配部位。b）移動車軸至熱套工裝上方進行對中，對中好后在車軸熱套部位涂抹干凈的潤滑油。

③大齒輪熱套：a）用另一個天車將已加熱到位的大齒輪吊起，用毛巾將大齒輪內(nèi)孔及下端面擦拭干凈，放到熱套工裝上，確認(rèn)平穩(wěn)、正確。b）撤離吊裝大齒輪的天車；同時將吊裝車軸的天車迅速移動至大齒輪上方，對中后將車軸落入大齒輪內(nèi)孔，落入后轉(zhuǎn)動大齒輪，確認(rèn)套到位。

④注油扶正：a）用扳手把注油接頭旋入大齒輪注油孔中，確保旋緊。b）進行注油，當(dāng)油均勻的車軸與齒輪配合部位滲出停止注油。

（3）大齒輪周邊組裝。

①軸承外圈組裝：a）確認(rèn)軸承的型號正確，將軸承外圈與大軸承座內(nèi)孔擦拭干凈，內(nèi)孔上油。b）用銅棒把軸承外圈敲入軸承座中，用塞尺進行端面貼合面檢查，塞尺塞入量不得超過貼合面深度的1/3。

②車輪側(cè)大軸承內(nèi)圈及大定位密封圈組裝：a）先天車及吊具將車軸豎起，車軸與熱套工裝臺對中，將車軸熱套部位、車輪側(cè)大軸承內(nèi)圈與大定位密封圈清理干凈，確認(rèn)無高點、異常。b）先將大軸承加熱到一定溫度，然后放入大定位密封圈同時加熱，確保兩件同時加熱到規(guī)定溫度。c）車軸落下，落下后檢查間隙，確認(rèn)合格。

③電機側(cè)大軸承內(nèi)圈及大定位密封圈組裝：a）將車軸熱套部位、車輪側(cè)大軸承內(nèi)圈與大定位密封圈清理干凈，確認(rèn)無高點、異常。b）將大軸承加熱到溫度后進行熱套，熱套冷卻三分鐘后，進行間隙檢查，確認(rèn)合格。c）大定位密封圈加熱到溫度后進行熱套，確認(rèn)合格。

①小齒輪組裝：確認(rèn)軸承的型號正確，將小軸承加熱到指定溫度熱套，熱套冷卻三分鐘用塞尺檢查間隙，確認(rèn)合格。

圖5小齒輪組裝圖②上/下箱體組裝：a）將配件觀察窗及上箱體上的配合面擦拭干凈，確認(rèn)無碰傷，且在箱體配合面上涂上相應(yīng)的平面密封膠。b）O型圈套入相應(yīng)的小軸承座，在箱體上旋入導(dǎo)向定位銷，然后將小軸承座插入齒輪箱內(nèi)（車輪側(cè)小軸承座現(xiàn)裝，裝完后再裝電機側(cè)）。用安裝錘敲擊軸承座法蘭處使其均勻進入齒輪箱。c）螺栓涂上相應(yīng)的螺紋鎖固膠熱，確保兩件同時加熱到規(guī)定溫度。c）車軸落下，落下后檢查間隙，確認(rèn)合格。

③電機側(cè)大軸承內(nèi)圈及大定位密封圈組裝：a）將車軸熱套部位、車輪側(cè)大軸承內(nèi)圈與大定位密封圈清理干凈，確認(rèn)無高點、異常。b）將大軸承加熱到溫度后進行熱套，熱套冷卻三分鐘后，進行間隙檢查，確認(rèn)合格。c）大定位密封圈加熱到溫度后進行熱套，確認(rèn)合格。且根據(jù)要求墊圈套入螺栓上旋入箱體上，用扭力扳手交叉式擰到規(guī)定扭矩，并做好防松標(biāo)記。

④小軸承游隙調(diào)整：a）將相應(yīng)的小軸承游隙測量工裝安裝到小齒輪軸上，確認(rèn)其安裝牢固。b）將百分表座安裝到齒輪箱體或軸承座法蘭處，百分表壓制小軸承游隙調(diào)整工裝的端面上，如圖5所示。c）上下扳動扭力扳手至規(guī)扭力，讀取百分表的變化值，判定變化值是否符合要求，不符合則拆除電機側(cè)軸承座更換調(diào)整墊片。調(diào)動時大于要求值減少調(diào)整墊片，小于時則增加調(diào)整墊片。d）游隙值調(diào)整確認(rèn)后將O型圈安裝在小軸承座上，在箱體的電機側(cè)安裝面涂抹均勻的平面密封膠，最后按照電機側(cè)小軸承座安裝的方法將其安裝到位。e）復(fù)檢測量小軸承游隙，確定在其規(guī)定范圍內(nèi)。同時將螺栓擰緊到位后做好防松標(biāo)記。

①安裝兩側(cè)大軸承座：a）車輪側(cè)大軸承座法蘭上涂抹密封膠，電機側(cè)大軸承座添加大調(diào)整墊片。b）將兩側(cè)的大軸承座套入軸上，將車軸水平放在工裝臺上。

②安裝上、下箱體：先安裝上箱體：a）安裝齒輪箱體時，天車緩慢下降，安裝時軸承壓蓋的螺栓孔位置與箱體螺栓孔位置對應(yīng)，螺栓用手?jǐn)Q緊即可。b）翻轉(zhuǎn)齒輪箱，和箱面涂抹相應(yīng)的平面密封膠。c）然后將下箱體放到上箱體上，把軸承座裝入，所有螺栓擰到指定扭矩，做好防松標(biāo)記。

③齒輪箱側(cè)隙測量：a）將側(cè)隙工裝安裝在小齒輪軸上，用百分表測量來判定合格。b）合完箱體后用相應(yīng)的塞尺檢查箱體配合面之間的間隙，確認(rèn)合格。

（6）大軸承游隙調(diào)整。

①測定游隙：a）轉(zhuǎn)動大/小齒輪，大軸承整列。b）用兩塊百分表對列架在大定位密封圈上，百分表調(diào)零，c）用天車吊起，與工步1一樣，當(dāng)百分表指針停穩(wěn)時讀取兩側(cè)百分表至。d）按照工步3，往復(fù)三次測量去平均值，判定游隙值是否合格。

②調(diào)整游隙：a）取出電機側(cè)大軸承座，以測定游隙值加入相對應(yīng)的墊片。b）在齒輪箱的電機側(cè)大端面、調(diào)整墊片上涂上相應(yīng)的平面密封膠。c）把軸承座裝入，螺栓擰到扭矩值，做好防松標(biāo)記。

（7）例行試驗。

①安裝軸承：a）清理車軸，根據(jù)需要，在車軸表面纏裹一層塑料薄膜，防止車軸劃傷。b）將軸承內(nèi)孔、張緊套、過渡套清理干凈，按錐度方向套入車軸。c）用勾形扳手鎖緊螺母，且保證漲緊套端面與車軸端面臺階平齊。

②組裝試驗臺：a）吊起驅(qū)動裝置，且驅(qū)動裝置盡量保持水平狀態(tài)，按照指定兩側(cè)軸承位置裝入軸承座并鎖緊。b）安裝皮帶輪，將皮帶輪按錐度方向套入輸入軸，利用螺栓壓板安裝在輸入軸頂部，并擰緊。c）安裝支撐架，使齒輪箱處于水平，用壓板及螺栓擰緊固定。d）調(diào)整電機位置使得電機臺手輪上的皮帶有一定張緊力，擰緊螺栓固定。e）按照要求對驅(qū)動箱體內(nèi)注入相應(yīng)的試驗油；把測溫探頭、測震探頭裝在相應(yīng)的箱體上，進行試驗時自動式測量；最后在皮帶輪處安裝防護罩。

（8）聯(lián)軸節(jié)組裝：a）對聯(lián)軸節(jié)內(nèi)孔及端面、小主動軸進行清理，確認(rèn)無異常。b）聯(lián)軸節(jié)套入小主動軸測量壓入行程，確保行程在要求范圍內(nèi)。c）利用聯(lián)軸節(jié)工裝、注油泵等進行壓裝，壓裝完后保壓一刻鐘，壓完后測量確認(rèn)聯(lián)軸節(jié)壓裝到位。d）對聯(lián)軸節(jié)端蓋清理，裝入O型圈，裝上聯(lián)軸節(jié)端蓋。

（9）最終檢查：a）油漆檢查及做防松標(biāo)記，先檢查油漆是否正確，有無遺漏；所有螺栓安裝部位進行防松標(biāo)識。b）檢查車軸及驅(qū)動裝置無異物，確認(rèn)無碰傷等。c）安裝銘牌及扎好防松鐵絲，銘牌安裝時在銘牌背面涂上相應(yīng)的強力膠水，再用手槍鉆在齒輪箱上打鉚釘孔（要求鉚釘孔尺寸比鉚釘小0.3mm），鉚釘上涂上相應(yīng)的鎖固膠，進行銘牌安裝。

2原先與現(xiàn)在組裝關(guān)鍵工序的對比及改進

2.1配膳

原來每天組裝都需要一個人專門負責(zé)領(lǐng)料，而有時領(lǐng)料過程中會存在缺料導(dǎo)致組裝到一半停止組裝，等待物料?，F(xiàn)在組裝直接使的生產(chǎn)效率提高，操作簡單化，組裝人員勞動強度降低。

2.2大齒輪熱套

原先地攤式組裝時沒有熱套工裝，作業(yè)過程中對人的技能要求相當(dāng)高，且作業(yè)時大齒輪與大軸承間的間隙難以達到規(guī)定要求，熱套質(zhì)量難以保證，能操作本工序的人員較少。而現(xiàn)在大齒輪熱套時利用工裝，可直接進行熱套，使得作業(yè)簡單化、熱套質(zhì)量合格率達到99%以上，且對人的技能要求降低，能操作此崗位的人員增加。

原先齒輪箱大齒輪熱套完后注油扶正之前是放置在水平臺架上進行，此注油方式主要有以下兩個缺點：a）注油后大齒輪的軸向位置容易發(fā)生變化（不合格）。b）后續(xù)處理主要是將大齒輪拆下，這樣一來容易造成車軸及大齒輪的拉傷?，F(xiàn)在齒輪箱大齒輪熱套完后直接將大齒輪熱套后垂直放置到熱套工作臺上，然后進行注油扶正，利用熱套工作臺的定位基準(zhǔn)及車軸、大齒輪的自重保證大齒輪軸向尺寸無變化。同時，又達到了注油扶正的目的。按照此方法扶正了一萬多套大齒輪（車軸已經(jīng)熱套的），端跳測量結(jié)果均滿足要求，且無大齒輪軸向位置發(fā)生變化。極大的改善了熱套質(zhì)量，熱套成功率由原來的75%提高到了99%以上。

（1）原來靠專人雙手熱套（專人要經(jīng)常熱套協(xié)調(diào)性要好）改變成多人都能熱套，只要這人會開天車，有一定組裝基礎(chǔ)就能快速、方便、有效的熱套，熱套工作由復(fù)雜變得簡單了，使得操作簡單化，能夠操作此崗位的人員增加。

（2）現(xiàn)在的質(zhì)量問題減少。a）增加了防護網(wǎng)，減少了熱套過程中的磕碰傷。b）充分利用了工件的自重，使工件熱套更容易。減少了在熱套當(dāng)中大軸承的卡死狀況，減少了用銅棒敲擊、碰傷車軸、熱套零部件的情況。c）工件在熱套后利用自身重量與貼合件配合，減少了間隙不合格情況的發(fā)生。

（3）原來熱套方式熱套工作時，需要人蹲在地上熱套，人很累，而且在精益線工作中看起來不順暢，改進后人站著開天車熱套，人員勞動強度降低，工作感很協(xié)調(diào)，使得操作人員的勞動強度降低。

（4）地鐵車軸上（大齒輪周邊）零部件熱套時，由原有兩人操作改變?yōu)橐粋€人獨立操作，減少操作人員1人。操作時間由原來的平均50min降低到現(xiàn)在的35min。因此，每套齒輪箱單此工步就節(jié)約人工成本約27元（組裝鉗工按25元/h的人工成本計算），使得人力成本降低。

（5）現(xiàn)在的生產(chǎn)效率提高、周期縮短。對中、端平的時間減少，工作效率得到很大的提高（時間減少30%）。

（6）編制了作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)范了操作過程，且作業(yè)指導(dǎo)書識別了關(guān)鍵項點，并有圖片標(biāo)識，在操作臺位前進行揭示，預(yù)防了問題的發(fā)生，規(guī)范了操作過程。

2.4例行試驗

（1）原先例行試驗時車軸容易劃傷，且試驗一臺都要對試驗臺進行軸承座做端跳調(diào)整，費時、車軸跑合質(zhì)量不容易保證，而現(xiàn)在對車軸增加了塑料薄膜，軸承座改成整體式漲緊套式軸承座。使得跑合質(zhì)量提高，效率提高。

（2）原先箱體組裝時不進行箱體零部件清洗，試驗完后箱體內(nèi)腔由油窗處可見清晰的黑色渾濁的沉淀物?，F(xiàn)在在組裝前對箱體零部件進行清洗，使得現(xiàn)在試驗完后油窗處無黑色渾濁的沉淀物，整體組裝質(zhì)量提升。

（3）原先例行試驗時都是專人拿著溫度計、震動器進行手工測量，每次跑合都需要專人負責(zé)進行測量，而現(xiàn)在通過跑合試驗臺的改進，不需要人進行手工操作測量，直接例行試驗臺自動化控制，也使得操作簡單化、人力成本降低。

原先銘牌組裝時直接根據(jù)鉚釘尺寸在箱體規(guī)定位置，用手槍鉆打鉚釘尺寸孔；現(xiàn)在銘牌安裝時在銘牌背面涂上相應(yīng)的強力膠水，再用手槍鉆在齒輪箱上打鉚釘孔（要求鉚釘孔尺寸比鉚釘小0.3mm），鉚釘上涂上相應(yīng)的鎖固膠，進行銘牌安裝。

3結(jié)束語

綜合上述，本次的組裝方式改進使得城市軌道列車驅(qū)動齒輪箱組裝操作簡單化，對操作人員的技能要求降低，能夠操作此崗位的人員增加；人力成本降低，對操作人員的勞動強度降低；組裝質(zhì)量問題減少，生產(chǎn)效率得到相當(dāng)大的提升，使得生產(chǎn)周期縮短，也規(guī)范了操作規(guī)程。

量與質(zhì)通過改進都得到飛躍式的提升。城軌組裝班由原先的地攤式組裝班脫變成現(xiàn)在的城軌精益線組裝班。

城市軌道列車驅(qū)動齒輪箱組裝技術(shù)通過不斷地改進已經(jīng)越來越成熟，市場業(yè)務(wù)越來越廣；我相信，不久的將來，我們的組裝技術(shù)通過不斷地改進、不斷地成熟，成為國際城市軌道列車驅(qū)動齒輪箱組裝龍頭精益生產(chǎn)線會是不爭的事實。

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