XDC65 電機(jī)車生產(chǎn)制作工藝應(yīng)用研究

高阿偉

（中鐵長安重工有限公司，陜西 西安 710032）

隨著我國軌道交通特別是城市地鐵的迅猛發(fā)展，盾構(gòu)配套設(shè)備在施工中得到了廣泛使用，盾構(gòu)直徑越來越大，盾構(gòu)配套運(yùn)輸物料和渣土的電機(jī)車噸位也隨著增加，電機(jī)車的施工配套可靠性和品質(zhì)已成為施工企業(yè)考量的重要標(biāo)志，影響工程施工質(zhì)量、施工進(jìn)度及施工安全。因此，保質(zhì)保量地生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的電機(jī)車，使設(shè)備保持完好狀態(tài)、充分發(fā)揮功效，對確保項目施工的安全、質(zhì)量、進(jìn)度具有深遠(yuǎn)的意義。

本文就8.8 米盾構(gòu)施工用65t 電機(jī)車制作加工工藝，主要從電機(jī)車生產(chǎn)制造過程中的下料工藝、結(jié)構(gòu)鉚裝、焊接工藝及總裝成型等方面進(jìn)行分析研究。

1 電機(jī)車結(jié)構(gòu)組成及要求

（1）電機(jī)車組成：電機(jī)車（見圖1）由車體、轉(zhuǎn)向架、走行部、司機(jī)室、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)組成。傳動系統(tǒng)中輪對、減速機(jī)、電機(jī)同制動系統(tǒng)一起固定于轉(zhuǎn)向架上，轉(zhuǎn)向架通過芯軸旁撐與車體連接，車體上安裝有電池組、空壓機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、氣制動管路、駕駛室等，實現(xiàn)自身行走、制動，

并牽引各專用車，為各專用車提供制動氣源。

圖1 牽引電機(jī)車

（2）電機(jī)車制作技術(shù)要求：車體、轉(zhuǎn)向架由100mm 的厚板焊接而成，需保證鋼板的平面度不大于1.5mm，鋼板切割面的垂直度不大于2.5mm。轉(zhuǎn)向架成型后，需保證車輪軸箱中心對角線尺寸1980±3，轉(zhuǎn)向架對角線尺寸3900±1，車體成型后，側(cè)板平面度允許誤差≤3mm/m2，牽引軸尺寸保證4150±1。焊接成型時機(jī)架和轉(zhuǎn)向架中的100mm 厚板焊接需采用熔透焊，達(dá)到ZT/Q 010-2012 焊接要求?？傃b成型后，保證一個轉(zhuǎn)向架上的兩個減速機(jī)輪對的軸距為1500±2，電機(jī)與減速機(jī)的同軸度≤0.1mm，保證基礎(chǔ)制動安裝后閘瓦與車輪踏面的間隙勻稱且保持在（6 ～10mm），以上技術(shù)要點的保證對電機(jī)車的質(zhì)量和性能起著決定性的作用。

2 生產(chǎn)制作工藝

根據(jù)電機(jī)車結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)要求，電機(jī)車的制造需要從下料工藝、結(jié)構(gòu)鉚裝、焊接工藝、總裝成型及噴涂作業(yè)等幾方面進(jìn)行控制。

2.1 下料

電機(jī)車的黏著重量是關(guān)鍵參數(shù)，表現(xiàn)為電機(jī)車牽引能力，不足就會直接影響電機(jī)車行走，造成打滑現(xiàn)象。整機(jī)重量除外購件、標(biāo)準(zhǔn)件外，主要是依靠車體、轉(zhuǎn)向架等結(jié)構(gòu)重量來保證。因此，65 噸電機(jī)車的結(jié)構(gòu)件主要采用100mm 厚的鋼板來實現(xiàn)重量參數(shù)，而大部分為異形件，合理的排布料就是降低成本、控制重量的關(guān)鍵，而材料的表面質(zhì)量及下料精度直接影響電機(jī)車制造質(zhì)量。因此，在下料工藝中，提高材料利用率、精度和表面質(zhì)量成為下料工藝的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的排布料工藝為背對背排列見圖2，將兩塊多余的料分成小部分，將多塊這么厚的板材焊接成整塊是費(fèi)工費(fèi)時又費(fèi)力。經(jīng)排布料優(yōu)化見圖3，采用面對面排列，將小塊料集成大塊，免去小塊焊接工序，材料利用率可達(dá)93%，比傳統(tǒng)排料法提高約20%。

圖2 分部件單獨下料

圖3 整板下料

優(yōu)化后，下料過程中，在連點不完全割斷的情況下，側(cè)板變形小，精度高，切割面的平面度誤差在2mm 之內(nèi)，下料表面質(zhì)量有了顯著提高，保證車體外表的美觀漂亮。

表1 T 型坡口焊焊接參數(shù)

2.2 結(jié)構(gòu)鉚裝

（1）車體組焊。為了保證車體強(qiáng)度，車體后端板雙側(cè)對稱倒U 形剖口，中部只留5mm，U 形剖口高度約20mm，這樣既保證側(cè)板與后端板能夠焊透，又減少焊接量。拼焊前，將車體側(cè)板平直面放于平臺上，用角尺確保垂直度，與后端板點固。利用千斤頂工裝和正反絲扣工裝進(jìn)行固定和微調(diào)，保證水平度和垂直度。再將側(cè)板與前端板對接、點固，撐板焊接，焊接時控制焊接變形，保證車體對角線誤差不超過5mm，側(cè)板平面度誤差≤3mm/m2。車體拼接完成，將座板、立撐、平支立撐筋、墊板、前端隔板組裝等零部件與箱體組裝成型，車體組焊后，標(biāo)記縱向中心線、橫向中心線、支撐橫向中心線標(biāo)記孔。

（2）轉(zhuǎn)向架組焊。使用固定工裝卡位，立一邊側(cè)板并找準(zhǔn)中心線固定焊接前后端板和中立板，并在工裝上劃線定位另一側(cè)板位置后焊合，最終確使轉(zhuǎn)向架車輪軸箱中心對角線尺寸1980±3，轉(zhuǎn)向架對角線3900±1。

圖4 軸箱定位座

（3）軸箱定位板鉚焊。在軸箱定位板成型時，部件平行度須達(dá)到0.5，垂直度達(dá)到0.5，軸箱定位座采用配后再與軸箱托板配焊轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架與車體配裝連接板須要與連接法蘭的通孔φ244 采用焊后加工，精確同軸度（圖4）。

2.3 焊接

焊接工序的關(guān)鍵是車體和轉(zhuǎn)向架&100 的厚板焊接，必須保證焊透和控制變形。根據(jù)圖紙要求，機(jī)架和轉(zhuǎn)向架中的100mm 厚板焊接需采用熔透焊，其具體焊接過程如下：T 型對接和T 型坡口焊使用YD-500KP 焊接設(shè)備進(jìn)行平焊焊接，確保第一遍打底焊完整，第二遍填充焊或蓋面焊補(bǔ)漏，適當(dāng)進(jìn)行多層多道焊，最后一遍焊平為止。鋼板焊接前，必須表面降銹、剖口除氧化皮。焊接采用CO2氣體保護(hù)焊，焊絲直徑1.2mm，焊接參數(shù)見表1；焊接完成后清理焊渣、焊溜、毛刺、飛濺，整體機(jī)械校正。該環(huán)節(jié)，需要注意手工焊接部位，特別是設(shè)備設(shè)施拐角及工件死角處。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要參照ZT/Q 010-2012《焊接通用技術(shù)條件》焊接工藝。由于人為誤差和設(shè)備設(shè)施制造過程中的材料缺陷，通常會導(dǎo)致相關(guān)零部件存在缺陷或者精度差異。需要在后續(xù)的裝配工作中進(jìn)行相應(yīng)的修正。根據(jù)現(xiàn)場實際工作所需，需要進(jìn)行誤差修正與毛刺修復(fù)。

2.4 總裝成型

電機(jī)車總裝工序中，轉(zhuǎn)向架總裝是整體裝配的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)向架總裝時需保證減速機(jī)輪對的輪距、V 形塊的裝配尺寸、電機(jī)水平度、基礎(chǔ)制動安裝后閘瓦與車輪踏面的間隙勻稱且保持在（6 ～10mm）。轉(zhuǎn)向架總裝在專用平臺上進(jìn)行，總裝時注意，裝配時需將減速機(jī)車軸齒輪箱輪對放置于裝配平臺上，按照圖紙所示尺寸確定前后輪距（即兩輪距為1500±2）。并焊接限位塊。

（1）轉(zhuǎn)向架裝配。在轉(zhuǎn)向架裝配過程中，需要先按照參考值點焊V 形塊，在合乎標(biāo)準(zhǔn)的前提下進(jìn)行部件調(diào)試處理。同時，注意V 型塊中心線的直線度，并及時進(jìn)行框架式修訂。將轉(zhuǎn)向架正置于減速機(jī)車軸齒輪箱上方緩慢落下后測量如圖尺寸是否符合圖紙尺寸，試裝中實際測量尺寸為502，參考尺寸有誤差，需要馬上進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)反復(fù)試驗判斷出橡膠壓縮量后，將參考尺寸中的93 更改為90 后進(jìn)行重新試裝，進(jìn)一步進(jìn)行驗證性測量尺寸，得出相關(guān)參數(shù)符合圖紙要求。由此確定V 型塊位置尺寸。

（2）減速機(jī)裝配。在電機(jī)與減速機(jī)裝配中，要求將變頻電機(jī)吊裝安裝于電機(jī)安裝座上，調(diào)整電機(jī)底座高度，保證電機(jī)軸與減速機(jī)輸入軸同軸度誤差小于1mm。然后，調(diào)整螺母保持電機(jī)的水平度，再鎖緊拉臂螺母。裝配時注意，拉臂應(yīng)能在座孔中上下移動。

（3）制動系統(tǒng)裝配。安裝閘瓦基礎(chǔ)制動，安裝前先對氣缸通氣使氣缸處于伸長狀態(tài)后，安裝閘瓦制動桿、縱向調(diào)整桿與橫向拉桿。此時，閘瓦處于緩解狀態(tài)，調(diào)整縱向調(diào)整桿使閘瓦和車輪踏面間隙為6 ～10mm，然后，調(diào)整橫向拉桿使得閘瓦與車輪踏面間隙勻稱。

3 結(jié)語

大噸位隧道電機(jī)車組生產(chǎn)制造是一項廣義而寬泛的系統(tǒng)工程，從單一元件的制造安裝到噴漆調(diào)試都需要各環(huán)節(jié)精細(xì)可靠的校準(zhǔn)。通過對生產(chǎn)前材料準(zhǔn)備、結(jié)構(gòu)鉚裝、焊接工藝及總裝成型等關(guān)鍵生產(chǎn)工藝的控制，該設(shè)備已在施工現(xiàn)場通過了300 小時的可靠性試驗和工業(yè)性試驗，試驗結(jié)果表明，該設(shè)備“拉得動、剎得住”，操作簡單方便，性能可靠，安全性好，滿足8.8 米盾構(gòu)施工要求，完全滿足客戶對該設(shè)備的性能指標(biāo)和功能要求。