城軌車輛塞拉門安裝定位工裝的設計與應用

常玉祥，龐敬磊，郝偉偉，王印博，邱文輝

(中車唐山機車車輛有限公司 制造技術中心，河北 唐山063035)

根據以往各個城軌項目經驗，車輛在淋雨試驗過程中均出現(xiàn)過不同程度的漏雨、滲水等問題，經過現(xiàn)車尺寸測量分析，認為塞拉門密封壓條與門扇密封膠條匹配度超差是造成漏雨問題的主要原因之一。為解決此問題，需提高塞拉門密封壓條的安裝精度。由于城軌車輛客室門一般都選用雙扇塞拉門，其門口尺寸較大，且密封壓條為分體結構，采用分塊定位安裝的工藝方法雖然能夠保證各尺寸參數滿足設計要求，但因車體外面平面度誤差的影響，其整體弧度難以得到有效控制。由于門扇周圈密封橡膠條壓縮量有限，在密封橡膠條與密封壓條匹配性差的位置更容易產生壓不緊或脫落的情況，造成漏雨。

通過塞拉門安裝定位工裝的使用，將密封壓條分塊人為測量控制變成機械式整體控制，可有效提高塞拉門密封壓條的安裝精度，更好地滿足塞拉門的密封性要求，同時也可減少操作人員尺寸測量的工作量。

1 工裝的設計

1.1 城軌車輛塞拉門密封結構

城軌車輛塞拉門系統(tǒng)如圖1所示，主要由密封壓條、驅動機構、門控器、門板、內外操作等結構組成[1]，其中對密封性產生影響的部位主要有門板和密封壓條(圖2)，密封壓條的安裝精度是影響整車密封性的主要因素。

從組裝工藝的角度分析，為更好地提高塞拉門的密封性，需嚴格保證密封壓條的整體安裝精度，使得門板周圈密封橡膠條與密封壓條良好貼合，起到整體密封的作用[2]。

1.2 塞拉門安裝定位工裝設計

城軌車輛塞拉門安裝定位工裝如圖3所示，該工裝用鋁型材作為骨架，根據塞拉門密封壓條的弧度，對骨架進行折彎，使工裝輪廓與密封壓條相近，以減少尼龍墊塊的加工量，更好實現(xiàn)工裝的輕量化及實用性。工裝骨架中間設有橫梁保證其有足夠的剛度，避免在工裝使用過程中因自身的變形而產生誤差。

1.吊裝塊；2.驅動機構；3、8、15.密封壓條；4.門控器； 5.緊急解鎖鋼絲繩；6.緊急解鎖；7、11、13、14.旋轉立柱； 9、16.門板；10.隔離鎖；12.門檻。圖1 城軌車輛塞拉門系統(tǒng)

圖2 城軌車輛塞拉門密封結構

圖3 城軌車輛塞拉門安裝定位工裝

根據塞拉門密封壓條的結構在工裝周圈設有尼龍墊塊，保證每塊分體密封壓條至少由3塊尼龍墊塊定位，尼龍墊塊定位面需整體數控加工，保證其精度不低于0.1 mm。在工裝四角位置的尼龍墊塊設計為臺階式結構，第1個臺階面與車體接觸，第2個臺階面與密封壓條接觸，2個面間距為17 mm，該尺寸為塞拉門安裝圖紙中對密封壓條定位的關鍵參數。

工裝下部設有可調整的定位塊用于工裝的縱向定位，當個別車體門口誤差較大時，可通過調整此處的定位塊高度來實現(xiàn)工裝整體的縱向移動，但多數情況下部定位塊無需調節(jié)。

整體工裝框架通過風動吸盤與車體吸附連接，為保證工裝四角位置尼龍墊塊與車體良好貼合，吸盤后部設有螺紋調節(jié)機構實現(xiàn)工裝整體的垂向調整。調整過程中吸盤本身不動，一般情況下首輛車調整工裝位置后，后續(xù)無需重復調整，個別因車體或物料誤差較大的車輛除外。

1.3 工裝的柔性化實現(xiàn)

一般情況下，城軌車輛項目的生產周期較短，不同城軌車輛項目塞拉門外形結構均有些差異，加上塞拉門安裝定位工裝占用空間較大，若為每個項目都配置一套工裝不僅成本較高，也不滿足精益化生產的要求。故需要從柔性化角度對工裝進行設計，以滿足一個工裝對不同項目的通用性。表1為幾種不同地鐵車輛門系統(tǒng)尺寸。

表1 不同地鐵車輛門系統(tǒng)尺寸對照表 mm

如表1所示，各車型雙扇塞拉門系統(tǒng)尺寸參數較為相近，為滿足工裝的柔性化設計要求，工裝鋁合金骨架結構在設計時選用尺寸最小的天津地鐵1號線塞拉門的尺寸參數作為設計輸入。除伊茲密爾項目外，其余地鐵項目門板形式均為曲面，從各車型門板曲面三維圖對比來看，弧度略有偏差但不影響工裝的柔性化設計。工裝的折彎弧度以天津地鐵1號線為參考，再通過加工不同的尼龍墊塊來彌補各車型之間的弧度差[3]。

固定在工裝骨架上部的尼龍墊塊尺寸可以通過工裝整體加工時進行控制，根據不同項目定制不同規(guī)格的尼龍墊塊，要求各尼龍墊塊接口一致，安裝完成后統(tǒng)一用三坐標檢測儀器檢查合格后使用。工裝縱向可通過更換下部定位塊，以適用于不同高度的塞拉門密封壓條的安裝使用。為滿足不同開度塞拉門對工裝卡緊的要求，工裝上部的卡緊機構設計為橫向可調整結構。

綜上，同一塞拉門安裝定位工裝可通過更換尼龍墊塊的方式實現(xiàn)多種城軌項目間的相對通用化及柔性化。調查顯示，城軌車輛產品的塞拉門結構大多與上述調研的幾種車型相近，該工裝設計方案在后期城軌車輛項目中具有廣泛的應用前景。柔性化的實現(xiàn)可降低后續(xù)項目的工裝制作成本和維護成本，同時也給車間廠房留出更多的物料存儲空間，有利于精益化生產。

2 工裝的應用實例

根據以上設計方案制作完成后，該工裝已經成功應用在福州地鐵2號線項目上，如圖4所示。

圖4 塞拉門安裝定位工裝的應用

現(xiàn)車應用過程中，該工裝起到兩方面作用：一是在車下將塞拉門密封壓條放置在工裝上檢查密封壓條弧度的準確性，若偏差較大，需根據實際情況調整或者更換；二是塞拉門密封壓條安裝時通過工裝進行定位，這也是該工裝的最主要作用。使用時將密封壓條預先放置于安裝位置，用吊裝設備移動塞拉門安裝定位工裝至門口，調整工裝至正確位置，定位好后打開風源，將工裝通過吸盤與車體吸附固定。密封壓條與工裝上的尼龍墊塊貼合后卡緊，再將密封壓條固定在車體上，通過該工裝可有效地確保固定過程中密封壓條自身無變形，同時在密封壓條固定過程中通過使用該工裝進行有效定位，減少了繁瑣的尺寸測量工作[4]。

塞拉門密封壓條的準確定位降低了塞拉門機械調整的難度，使塞拉門機械調整過程中極少出現(xiàn)門板關不嚴、關不上等異常問題。待塞拉門機械調整完成后，密封壓條整體弧度的高度準確性可保證門板上部橡膠密封條與密封壓條有效的搭接密封，保證門板周圈橡膠條的壓縮量均勻、有效。福州地鐵2號線車輛整車淋雨試驗結果表明，塞拉門漏雨問題較前期城軌車輛項目有了明顯的改善。