轉(zhuǎn)向架軸承檢修與組裝工藝優(yōu)化研究以及智能化技術(shù)方案實(shí)施

李長(zhǎng)飛

摘 要：軸承是車(chē)輛走行部的關(guān)鍵部件，其檢修及組裝的質(zhì)量關(guān)系到車(chē)輛運(yùn)行的安全。加強(qiáng)鐵路客車(chē)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架軸承檢修，有必要在工藝上進(jìn)行優(yōu)化，在技術(shù)上不斷進(jìn)行革新。本文分析了柳州機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司客車(chē)轉(zhuǎn)向架軸承檢修和組裝工藝流程存在的問(wèn)題，提出了智能化技術(shù)方案并進(jìn)行了實(shí)施。通過(guò)智能化和信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸承檢修組裝工藝的優(yōu)化和質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：軸承檢修 組裝 工藝流程 智能化

中圖分類(lèi)號(hào)：U27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（c）-0082-02

隨著我國(guó)軌道車(chē)輛快速發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，研究、發(fā)展及推進(jìn)鐵路車(chē)輛運(yùn)行安全的技術(shù)，已經(jīng)成為重要的課題。軸承作為客車(chē)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行安全的關(guān)鍵部件，在檢修和組裝過(guò)程也需要適應(yīng)新技術(shù)、新工藝、新形勢(shì)的變化。因此，對(duì)軸承檢修和組裝業(yè)務(wù)在產(chǎn)能、布局、工藝能力等方面進(jìn)行提升，是保證輪軸檢修質(zhì)量的必然趨勢(shì)。本文對(duì)柳州機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司軸承檢修和組裝工藝流程存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了智能化技術(shù)方案并進(jìn)行了實(shí)施。其結(jié)果可為進(jìn)一步完善其他配件的檢修智能化、信息化建設(shè)提供參考。

1 軸承檢修和組裝現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1 工藝流程

軸承檢修和組裝的工藝流程如圖1所示。

1.2 檢修工藝流程現(xiàn)狀

（1）軸承檢修工藝流程。軸承檢修工藝流程除外觀檢查，組裝前清洗外，均配備有檢修設(shè)備，但只是將設(shè)備分布在軸承檢修間內(nèi)，所有軸承的運(yùn)輸方式依靠小車(chē)和人工搬運(yùn)方式進(jìn)行?，F(xiàn)車(chē)間軸承檢修工藝布局陳舊，沒(méi)有形成檢修流水作業(yè)。

（2）軸承軸箱組裝工藝流程。軸承軸箱組裝工藝流程中各工序操作主要依靠人工操作，在防塵擋圈組裝、內(nèi)圈熱裝工序配備有熱干燥箱，軸承軸箱組裝工序配備有智能化扭力扳機(jī)、注脂機(jī)。防塵擋圈組裝、內(nèi)圈熱裝工序在同一工位作業(yè)，整個(gè)作業(yè)過(guò)程同樣沒(méi)有形成流水作業(yè)。

1.3 存在的問(wèn)題

（1）工藝布局問(wèn)題。公司于1996年將車(chē)輛檢修能力由500輛/年擴(kuò)能升至800輛/年，但隨著鐵路運(yùn)輸形勢(shì)的發(fā)展，近幾年廠修客車(chē)均超過(guò)了900輛/年。軸承檢修及組裝場(chǎng)地小，生產(chǎn)臺(tái)位不足制約客車(chē)檢修能力的提升的問(wèn)題日益突出。在工藝流程上，軸承檢修存在逆向物流，軸承進(jìn)出均使用同一工位及設(shè)備，軸承檢修作業(yè)交叉替換，工作效率不高。

（2）設(shè)備問(wèn)題。設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)，性能老化，維護(hù)工作量較大。同時(shí)，關(guān)鍵設(shè)備不足，輪軸自動(dòng)組裝機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備未配備，無(wú)自動(dòng)化傳輸線，工人作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，制約生產(chǎn)效率的提高。

（3）信息化處理問(wèn)題。信息主要依靠人工記錄，手工填寫(xiě)及錄入，對(duì)資料統(tǒng)計(jì)分析，梳理、查找規(guī)律仍主要依靠原始記錄人工整理，不能通過(guò)信息化及大數(shù)據(jù)分析提高生產(chǎn)、質(zhì)量、材料等管理的能力。

2 原因分析

2.1 工藝流程分析

（1）廠房限制造成工藝流程不順暢。為適應(yīng)產(chǎn)量的逐年增加，車(chē)間逐步增設(shè)了一些設(shè)備、人員，而工藝布局卻沒(méi)有進(jìn)行擴(kuò)建改造。輪對(duì)收入同溫線距離短，不能滿足儲(chǔ)備需求，防塵擋圈組裝、軸承內(nèi)圈組裝崗位沒(méi)有分區(qū)設(shè)置，配件緩存區(qū)不足等，廠房面積已難以滿足生產(chǎn)需求。

（2）工藝設(shè)置沒(méi)有形成流水檢修線。在工藝流程設(shè)計(jì)上，受到原布局的約束不能形成流水作業(yè)，現(xiàn)工藝布局流程不合理，軸承軸箱組裝工序各配件基本為在同一工位作業(yè)，物料流轉(zhuǎn)路線不順暢。

2.2 設(shè)備因素分析

（1）設(shè)備陳舊及性能老化。軸承檢修工序主要設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)。軸承檢測(cè)設(shè)備軸承檢測(cè)間裝備使用年代比較久，主要設(shè)備16臺(tái)（套）中，使用時(shí)間超過(guò)10年的占50%，近三年也僅有客車(chē)輪對(duì)軸承磨合機(jī)進(jìn)行了更新。

（2）缺少設(shè)備。由于場(chǎng)地約束新増?jiān)O(shè)備效果，軸承檢修工序各設(shè)備按區(qū)域擺放，設(shè)備智能化、自動(dòng)化程度低。軸承、軸箱運(yùn)輸缺少自動(dòng)化傳輸設(shè)備，缺少輪軸自動(dòng)組裝機(jī)等導(dǎo)致能力不健全。

2.3 信息化管理問(wèn)題分析

（1）輪軸承檢修組裝工藝在陸續(xù)的建設(shè)過(guò)程中，智能化、信息化管理進(jìn)程緩慢，所有的數(shù)據(jù)只能依靠人工錄入進(jìn)行存盤(pán)，技術(shù)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)報(bào)表也主要依靠人工進(jìn)行梳理統(tǒng)計(jì)，缺少信息化及大數(shù)據(jù)管理導(dǎo)致工作效率不高。

（2）設(shè)備陳舊缺少智能接口。原使用的大多數(shù)設(shè)備智能化程度低，探傷設(shè)備、軸承檢測(cè)設(shè)備沒(méi)有為信息化建設(shè)預(yù)留接口，各數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)，不能相互連接，信息無(wú)法共享。

3 工藝改進(jìn)與智能化技術(shù)方案建設(shè)

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，工裝設(shè)備配備

3.1.1 擴(kuò)建生產(chǎn)場(chǎng)地

（1）軸承檢修間改造。根據(jù)流水線生產(chǎn)場(chǎng)地需求及按區(qū)域功能區(qū)分要求，擴(kuò)建軸承檢測(cè)間，并重新裝修，安裝中央空調(diào)，工業(yè)除濕機(jī)等保證軸承檢測(cè)的環(huán)境條件。同時(shí)，擴(kuò)建場(chǎng)地具備雙線流水作業(yè)能力，可應(yīng)對(duì)軸承檢修作業(yè)的繼續(xù)增長(zhǎng)需求。

（2）軸承軸箱組裝間改造。按防塵擋圈組裝→軸承內(nèi)圈組裝→軸承軸箱組裝→壓蓋組裝→前蓋組裝每工位一輛車(chē)的需求擴(kuò)建軸承軸箱組裝間，對(duì)軌道進(jìn)行配套設(shè)備改造，并對(duì)組裝間進(jìn)行重新裝修，安裝中央空調(diào)，工業(yè)除濕機(jī)等。

3.1.2 增加關(guān)鍵工藝裝備

（1）軸承檢修間：根據(jù)流水線生產(chǎn)場(chǎng)地布置，新增按軸承清洗→軸承探傷→軸承二次清洗→軸承檢測(cè)→軸承精洗流水線作業(yè)流程的傳輸線一條，新增軸承清洗機(jī)3臺(tái)，環(huán)形件探傷機(jī)2臺(tái)，滾柱探傷機(jī)1臺(tái)，更新軸承檢測(cè)系統(tǒng)1套。

（2）軸承軸箱組裝間：在各組裝工序均增加設(shè)備，新增輪軸自動(dòng)組裝機(jī)1臺(tái)，自動(dòng)注脂機(jī)1臺(tái)，前蓋扭力智能扳機(jī)1臺(tái)，更新改造軸端智能扳機(jī)。同時(shí)各工位均增加輪軸組裝升降臺(tái)，作業(yè)時(shí)可將輪對(duì)提升，避免彎腰作業(yè)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2 檢修流程優(yōu)化

（1）軸承檢測(cè)流水線設(shè)置。軸承檢測(cè)間按功能設(shè)置軸承初洗間、探傷間、二次清洗間、檢測(cè)間、精洗間、存放間等獨(dú)立區(qū)域，各區(qū)域用玻璃隔墻隔離，軸承通過(guò)傳輸線在各區(qū)域形成流水線生產(chǎn)。

（2）軸承組裝流水線設(shè)置。軸承組裝流水線按區(qū)域依次設(shè)置防塵擋圈組裝、內(nèi)圈組裝、軸承軸箱組裝、壓板組裝、前蓋組裝、輪軸磨合工位，作業(yè)過(guò)程均為單向物流，流水線生產(chǎn)。

（3）配件緩存區(qū)設(shè)置。緊靠在軸承軸箱組裝場(chǎng)地一側(cè)設(shè)置配件同溫及測(cè)量區(qū)，用于檢修好的軸承軸箱組裝附件，配件分類(lèi)定置存放。同溫間至輪軸組裝區(qū)增加自動(dòng)傳輸線一條，新增檢修合格輪對(duì)存放線一條。

3.3 檢修及組裝智能化技術(shù)方案建設(shè)

3.3.1 建設(shè)軸承檢測(cè)過(guò)程智能控制系統(tǒng)

根據(jù)軸承檢修工藝流程建立智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有軸承檢修過(guò)程信息采集、信息追溯功能，對(duì)作業(yè)工序進(jìn)行實(shí)時(shí)卡控，不合格項(xiàng)發(fā)送報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)操作無(wú)紙化、流程強(qiáng)制化、過(guò)程信息化。

（1）在軸承收入工序，通過(guò)CCD智能識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)軸承制造信息進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別采集并形成二維碼，通過(guò)激光打標(biāo)機(jī)將二維碼打在軸承上，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到智能控制系統(tǒng)信息庫(kù)中。

（2）在軸承探傷工序，采用二維碼識(shí)別器識(shí)別軸承信息，磁粉探傷觸屏確認(rèn)采集數(shù)據(jù)，將之前“人工觀察，手工輸入”的舊有模式升級(jí)為“二維碼讀取，菜單式確認(rèn)”的數(shù)字化采集模式。探傷信息自動(dòng)存入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）在軸承檢測(cè)工序，檢測(cè)過(guò)程利用掃碼儀掃描配件，使用高精度的光柵位移傳感器自動(dòng)采集測(cè)量軸承尺寸，將軸承檢測(cè)信息自動(dòng)傳輸?shù)椒?wù)器。

3.3.2 建設(shè)客車(chē)軸承選配智能控制系統(tǒng)

軸承信息檢測(cè)完成后，通過(guò)掃碼自動(dòng)進(jìn)入軸承庫(kù)，并將庫(kù)位信息傳到軸承選配系統(tǒng)。同時(shí)，輪對(duì)軸頸測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)也自動(dòng)錄入選配系統(tǒng)， 軸承與輪對(duì)通過(guò)軟件分析代替人工選擇，實(shí)現(xiàn)軸承與軸頸精準(zhǔn)、高效選配。同時(shí)，系統(tǒng)有與KMIS系統(tǒng)的接口，可將信息傳輸?shù)終MIS系統(tǒng)，避免重復(fù)的數(shù)據(jù)錄入。

3.3.3 建設(shè)輪對(duì)軸承智能組裝系統(tǒng)

通過(guò)PLC自動(dòng)化控制，軸承軸箱組裝作業(yè)時(shí)軸箱通過(guò)傳輸線直接傳輸?shù)捷S承軸箱組裝機(jī)進(jìn)行自動(dòng)組裝，并且與軸承自動(dòng)注脂機(jī)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)組裝、注脂一步到位。

3.3.4 建立智能化生產(chǎn)指揮系統(tǒng)

以庫(kù)存管理、物料需求管理為基礎(chǔ)，建立運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)決策的生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)缺料預(yù)警、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)展現(xiàn)功能，精確安排生產(chǎn)和處理出現(xiàn)的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化軸承檢修和組裝工藝流程，采用自動(dòng)化、智能化技術(shù)，是適應(yīng)鐵路新技術(shù)、新形勢(shì)的需要。在方案制定中，以生產(chǎn)工藝流程流水生產(chǎn)為原則，工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及布置確保工序間的合理銜接，以智能化、信息化為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)。目前，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)方案的實(shí)施，軸承檢修及組裝能力得到大幅提升，智能化、信息化的技術(shù)應(yīng)用保證軸承檢修和組裝的工藝品質(zhì)。

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