軌道客車(chē)組裝中氣墊車(chē)應(yīng)用與研究

俎玉玲（中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司，北京，100070）

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軌道客車(chē)組裝中氣墊車(chē)應(yīng)用與研究

俎玉玲
（中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司，北京，100070）

摘 要：氣墊技術(shù)一直在研發(fā)與推廣中，因其可用于機(jī)車(chē)車(chē)輛、汽車(chē)、電力裝備、航空航天、造船、核電站等大型設(shè)備生產(chǎn)中。本文在總結(jié)我國(guó)高速動(dòng)車(chē)組生產(chǎn)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出在氣墊車(chē)產(chǎn)品基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)軌道整車(chē)車(chē)輛運(yùn)輸?shù)姆桨福€重點(diǎn)分析了氣墊車(chē)在組裝廠房?jī)?nèi)的應(yīng)用，文章對(duì)整車(chē)制造與組裝工藝布局具有參考意義。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車(chē)；軌道客車(chē)組裝；氣墊車(chē)；工藝

引言

我國(guó)軌道交通線路里程快速增加，同時(shí)城市軌道交通也在加速發(fā)展，對(duì)軌道客車(chē)需求也越來(lái)越大，因此相關(guān)軌道客車(chē)（車(chē)輛）裝備企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)越來(lái)越重，產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高，都在進(jìn)行著技術(shù)改造和擴(kuò)充產(chǎn)能，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。

在整個(gè)車(chē)輛生產(chǎn)過(guò)程中，組裝是非常重要的工序，也是各大部件需要移動(dòng)和對(duì)接的工程。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)與裝配技術(shù)，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)客車(chē)的軌道生產(chǎn)線組裝工藝改進(jìn)為氣墊車(chē)組裝工藝，即使用氣墊車(chē)將整車(chē)的龐大零部件準(zhǔn)確運(yùn)送到臺(tái)位，并實(shí)施精準(zhǔn)組裝的生產(chǎn)工藝［1，2］。

1 氣墊車(chē)工作原理及組裝工藝

2 0 0 1年起，軌道客車(chē)裝備企業(yè)的組裝流程開(kāi)始陸續(xù)采用氣墊車(chē)組裝工藝。株洲電力機(jī)車(chē)廠首先在組裝廠房中采用氣墊車(chē)運(yùn)輸整車(chē)工藝，實(shí)驗(yàn)性改進(jìn)工藝裝配在城市軌道車(chē)輛的組裝廠房中。隨著城市軌道車(chē)輛需求不斷增加，以及動(dòng)車(chē)組生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn)，各軌道客車(chē)裝備企業(yè)在擴(kuò)建或新建廠房時(shí)，都陸續(xù)采用了這種先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。由于城市軌道和動(dòng)車(chē)組用車(chē)輛的車(chē)底懸掛部件很多，因此非常適合氣墊式、高架平臺(tái)的組裝方式。

1.1 工作原理

氣墊車(chē)由中央控制室驅(qū)動(dòng)單元控制，按照控制指令行走，具有準(zhǔn)確到位、精準(zhǔn)升降等功能。驅(qū)動(dòng)單元配備有一個(gè)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，它能夠在±90o方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)前、后、左、右四個(gè)方向進(jìn)行組裝，以及曲線、甚至能夠以車(chē)體為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣墊的最大行進(jìn)速度為25米/分鐘，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速?？梢愿鶕?jù)用戶(hù)要求，將最大速度限定在一個(gè)更小的數(shù)值。

氣墊車(chē)是利用氣體薄膜技術(shù)托起并移動(dòng)負(fù)載的，具有承載力強(qiáng)、對(duì)地面無(wú)磨損、行走靈活、無(wú)污染、控制靈活及自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。以鋼鐵為結(jié)構(gòu)鑄成的氣墊作為負(fù)載承載平臺(tái)，通過(guò)對(duì)氣墊內(nèi)充入0.8～1.0Mpa的壓縮空氣，使氣墊保持壓縮空氣不斷噴出，在氣墊與地面間形成一層氣膜；當(dāng)氣墊充氣到達(dá)一定壓力后，使氣墊車(chē)“浮”在地面上，從而氣墊與地面之間摩擦力接近于0，所以氣墊車(chē)可以實(shí)現(xiàn)平移、定位、轉(zhuǎn)向、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)等功能［3］。

1.2 氣墊車(chē)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

氣墊車(chē)主要由以下幾部分組成：

（1）配有可以折疊的軌道輪，能夠保證從氣墊運(yùn)輸切換到軌道行駛；

（2）每個(gè)氣墊運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)置有自動(dòng)風(fēng)管卷軸裝置。當(dāng)兩個(gè)氣墊盤(pán)一起工作時(shí)，第二個(gè)氣墊盤(pán)能與前面的一個(gè)連接在一起；

（3）4個(gè)無(wú)負(fù)載輪：空載情況下的移動(dòng)通過(guò)無(wú)負(fù)載輪來(lái)實(shí)現(xiàn)；

（4）緩沖和保護(hù)等安全裝置：氣墊車(chē)周?chē)鋫溆袖撝频木彌_器及可運(yùn)動(dòng)的保護(hù)刷，用來(lái)防止被沖撞和散落的碎物到氣墊車(chē)下面，磨損氣墊；還配備有聲光報(bào)警裝置，移動(dòng)中出現(xiàn)故障可聲光自動(dòng)報(bào)警；

（5）控制系統(tǒng)：內(nèi)置PLC控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)單元；氣墊的空氣供應(yīng)可根據(jù)負(fù)載重量和負(fù)載重心位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整；

（6）遙控器 ：具有遙控單元；

（7）具有卷軸 SHR60/40-AM：其軟管長(zhǎng)度為60/40m，軟管尺寸為NS30/40mm；

（8）氣源供應(yīng)/電源控制：從風(fēng)管卷軸上拉出風(fēng)管，并連接到現(xiàn)場(chǎng)配備的壓縮空氣氣源上，可向氣墊車(chē)供應(yīng)空氣；電源來(lái)自于蓄電池。

1.3 氣墊車(chē)主要特點(diǎn)

氣墊車(chē)的主要特點(diǎn)為：一是組裝靈活。由兩個(gè)25t（或30t）氣墊盤(pán)組成，即可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)輸送車(chē)，又可以連在一起操作；二是功能準(zhǔn)確可靠。整套系統(tǒng)可縱向、橫向及360度移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，具有自動(dòng)平衡氣墊控制系統(tǒng)，具有起升平穩(wěn)，精確同步，移動(dòng)方便；三是維護(hù)方便。電氣及機(jī)械傳動(dòng)部分具有防塵、防水功能。以25t氣墊為例的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

2 生產(chǎn)工藝布局

氣墊車(chē)在組裝廠房中的工藝臺(tái)位布置，可歸納為兩種：一種是橫向布置，另一種是縱向布置。其中橫向布置又分為兩種：一是單側(cè)組裝高架平臺(tái)布局方式，二是雙側(cè)組裝高架平臺(tái)布局方式。單側(cè)組裝高架平臺(tái)布局如圖1所示。

圖1 單側(cè)組裝高架平臺(tái)布局

在這種布局方式中，氣墊車(chē)可以通過(guò)組裝臺(tái)位4與組裝臺(tái)位7之間的5m左右的氣墊車(chē)通道進(jìn)行運(yùn)輸，車(chē)輛從側(cè)面經(jīng)氣墊車(chē)運(yùn)輸進(jìn)出組裝臺(tái)位，而組裝臺(tái)4與5之間只留物料運(yùn)輸通道即可，而沒(méi)必要留30m的氣墊車(chē)通道。此種布局方式只需在車(chē)輛進(jìn)出廠房時(shí)留有1個(gè)30m寬的氣墊車(chē)轉(zhuǎn)換通道即可。該種布局的優(yōu)點(diǎn)：車(chē)輛進(jìn)出臺(tái)位方便，車(chē)下較大零部件可以從無(wú)高架平臺(tái)的一側(cè)送入車(chē)體底部，有利于車(chē)下零部件的安裝；缺點(diǎn)是由于只有單側(cè)平臺(tái)，因此組裝人員只能從一側(cè)出入車(chē)體內(nèi)部進(jìn)行車(chē)內(nèi)零部件的安裝，同時(shí)安裝車(chē)頂零部件時(shí)需要另行設(shè)置保護(hù)措施。

雙側(cè)組裝高架平臺(tái)的布局方式為每個(gè)臺(tái)位的兩側(cè)都布置有高架平臺(tái)。如圖2所示。

圖2 雙側(cè)組裝高架平臺(tái)布局

車(chē)輛從臺(tái)位端部經(jīng)氣墊車(chē)運(yùn)輸進(jìn)入組裝臺(tái)位，因此每?jī)蓚€(gè)臺(tái)位之間需要布置一個(gè)橫向的氣墊車(chē)運(yùn)輸通道；這樣車(chē)輛組裝完成后，才能從臺(tái)位一端由氣墊車(chē)拖出來(lái)，運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)工作臺(tái)位。這種組裝方式需要橫向的氣墊車(chē)運(yùn)輸通道較多，所以相應(yīng)的臺(tái)位數(shù)量就會(huì)減少。該種布局的優(yōu)點(diǎn)：可以從車(chē)體兩側(cè)隨意出入車(chē)體內(nèi)部進(jìn)行車(chē)內(nèi)零部件的安裝，并且組裝用零部件存放在車(chē)體兩側(cè)的高架平臺(tái)上，方便零部件的存取，同時(shí)有利于車(chē)頂零部件的安裝。缺點(diǎn)為車(chē)下較大零部件的安裝不方便，而且車(chē)間內(nèi)需要有多條30m寬的氣墊通道來(lái)進(jìn)行臺(tái)位轉(zhuǎn)換。

縱向布置的方式就是將橫向布置旋轉(zhuǎn)90°，使臺(tái)位垂直于廠房長(zhǎng)度方向。該種布置方式需要組裝廠房寬度為90m，即3個(gè)30m跨，其中上下2個(gè)30m跨布置組裝臺(tái)位，中間1個(gè)30m跨為氣墊車(chē)運(yùn)輸通道，如圖3所示。

圖3 縱向布局方式

該種工藝布置的難點(diǎn)：氣墊車(chē)運(yùn)輸通道兩側(cè)的柱子不能與臺(tái)位干涉，臺(tái)位處的車(chē)體要能自由出入，因此柱子間距有可能不一致，這樣為廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。但是這樣的工藝布置中間一整跨為氣墊運(yùn)輸通道，使整個(gè)廠房寬敞、明亮，效果非常好［4，5］。高架平臺(tái)的布置同理也有單側(cè)和雙側(cè)兩種布置方式，在此不再敘述。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上生產(chǎn)工藝是在總結(jié)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，適合我國(guó)高速動(dòng)車(chē)組及軌道車(chē)輛的組裝生產(chǎn)工程布局。根據(jù)企業(yè)不同的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)過(guò)程中不同的側(cè)重點(diǎn)，可選擇不同的氣墊車(chē)組裝臺(tái)位的布局方式。

目前該氣墊車(chē)使用中存在的主要問(wèn)題是地面維護(hù)費(fèi)用較高，氣墊設(shè)備為國(guó)外進(jìn)口，易損易耗件供應(yīng)不夠及時(shí)。尋求并研發(fā)能夠替代氣墊車(chē)的膠輪車(chē)或者納姆輪車(chē)非常必要，他們對(duì)地面要求相對(duì)較低，運(yùn)行成本也相對(duì)較低，但是目前還未成功應(yīng)用。氣墊車(chē)在大型裝備生產(chǎn)中的應(yīng)用還是其他設(shè)備無(wú)法替代的，還被廣泛采用中。

參考文獻(xiàn)

［1］GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》.

［2］GB/T13277-1991《壓縮空氣 第1部分：污染物凈化等級(jí)》.

［3］ 《DELU氣墊簡(jiǎn)介》.

［4］GBZ1-2010《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》.

［5］GBZ2-2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值標(biāo)準(zhǔn)》.

Application Research of Cushion Vehicle in Railway Vehicle Assembly

Yuling Zu
（China Railway Engineering Design Institute co.， LTD， Beijing， 100070， China）

Abstract：Air cushion technology has been in researching，development and promotion， because its can be used in vehicles， large power equipment， automotive， aviation and aerospace， shipbuilding， nuclear power plants and large equipment manufacturing.In this article， on the basis of high speed vehicles production technology in our country， put forward transporting of vehicle scheme on air cushion vehicle during producting achieve the vehicle， also introduced the application of air cushion vehicle in assembly workshop.This paper has certain reference meaning to assembly process to the vehicle manufacturing ind ustry.

Key words：Railway Vehicle Assembly； Air Cushion Vehicle； Process

中圖分類(lèi)號(hào)：U273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-8412 （2016） 02-147-04

DOI：工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.010

作者簡(jiǎn)介：

俎玉玲（1973-），女，高級(jí)工程師，1996年畢業(yè)于河北科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)從事軌道車(chē)輛工廠的工藝設(shè)計(jì)。

Email： zyl_wxl98@163.com