淺談輕量化鋁合金地鐵車輛組裝工藝設計

王慶召

（南車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412001）

本文從設計的角度，討論地鐵車輛組裝工藝和設備布置，以便其更優化、更合理的適應地鐵車輛組裝的要求。

1 鋁合金地鐵車輛工藝現狀

國內地鐵制造企業與國外西門子、阿爾斯通、龐巴迪等公司合作，引進鋁合金地鐵車輛焊接、涂裝、組裝、調試等技術。先進、適用的制造工藝是軌道交通裝備產品可靠性的重要保證。目前國內鋁合金地鐵車輛車體既有從西門子引進的整體焊接結構，也有從阿爾斯通、龐巴迪引進的模塊化結構，然后采用特殊螺栓連接方式組合成鋁合金車體。車輛組裝既有從西門子引進的臺位固定、施工工序流動的作業方式，也有從阿爾斯通引進的施工工序固定、臺位流動的作業方式。無論是臺位固定、施工工序流動的作業方式還是施工工序固定、臺位流動的作業方式，鋁合金地鐵車輛的組裝工序流程基本是相同的，主要是車體表面處理完成之后通過移車臺將車體轉換到組裝的轉換臺位，通過轉換臺位運輸至組裝臺位，在組裝臺位完成車內、車頂、車底設備的安裝后，再進行落車調簧稱重過限界試驗。組裝工藝的流程如圖1所示。

圖1 組裝工藝流程圖

2 寧波城軌公司介紹

寧波城軌公司采用合資合作方式，南車株洲電力機車有限公司與寧波市政府作為合作伙伴，引入多元投資主體，實現強強聯合，有效依托南車株機公司在城軌車輛研制技術與檢修方面的豐富經驗，以及質量保證、售后服務，結合寧波市地域資源優勢及寧波城軌公司的項目運作管理能力和資金保障，建立先進的城軌車輛組裝及修理基地。

3 組裝工藝功能分區及設備配置

根據組裝工藝流程，組裝車間可分為架車轉換區、組裝區、落車區等組成。

3.1 架車轉換區

架車轉換區是表面處理后的車體通過移車臺進入總裝車間的第一步，車輛進入架車轉換區后，利用轉換臺位架車機提升車輛。架車轉換區配備的主要設備為轉換臺位架車機。

車體從轉換臺位進入到組裝臺位根據工藝的不同有兩種方式，一種是軌道式，一種是氣墊運輸式。總裝區采用48米大跨度廠房結構進行柔性生產，不采用大噸位行車進行吊運，并且地鐵車輛大量的部件是安裝在車底，需要將部件方便地運到車底，為適應地鐵及城軌車輛的生產組織方式，設計采用氣墊運輸車進行車體以及車底部件的運輸。大噸位氣墊運輸車主要有兩處使用：在轉換臺位上通過氣墊車將車體轉運到組裝臺位進行總裝，總裝完車體后通過氣墊車送落車臺位。

采用氣墊技術有以下優點：搬運負載幾乎沒有摩擦力，可以全方位運動，具有準確定位和在狹窄區域的運動能力，具有非常小的組合高度和非常小的磨損，低運轉費和低維修費。

3.2 組裝區

組裝區主要承擔鋁合金地鐵車輛的總裝任務，承擔電器設備的配線與檢查，制動管路的安裝與檢查，內墻裝飾板、門窗、座椅、扶手桿的安裝與檢查，室內電器設備的安裝以及電纜和制動管件的制作等，車底設備（含變流設備、制動設備、制動電阻柜）的安裝，車頂空調、受電弓設備安裝。組裝區推行以“臺位”為基本單位的工藝設計模式。

根據廠房設計的生產綱領為年總裝150輛地鐵車輛，每臺車輛的總裝周期約為15天，設計采用12個組裝臺位，每邊分布6個臺位。中間為氣墊車運行通道。組裝方式主要有臺位固定、施工工序流動的作業方式和施工工序固定、臺位流動的作業方式，根據鋁合金地鐵車輛組裝工藝流程以及地鐵車輛自身的特點和產品批量，為提高臺位利用率，減少倒車次數，組裝方式采用臺位固定、施工工序流動的作業方式。

總裝區配備4臺3t懸掛吊，用于起吊車頂和其他部分設備，車底和車端設備采用小噸位氣墊運輸車或搬運叉車進行運輸安裝。

圖2 組裝車間工藝圖

3.3 落車區

落車區為15米跨，設置兩股道，其中一股道為落車，另一股道為稱重、限界，該軌道拉至通長，可存放轉向架。

落車工藝采用的設備為城軌車輛架車稱重調載試驗系統，主要為車體調簧和轉向架調簧，車體調簧即通過車體水平性試驗進行，轉向架調簧通過調整緊急彈簧進行。該工藝通過水平性試驗將車體加墊以及調整轉向架緊急彈簧的工藝，使地鐵車輛二系支承載荷優化分布，實現了自動快速精確的調簧，保證車體重量在輪載上的均勻分布，同時保證車體和轉向架的互換性，提高地鐵車輛質量。

轉向架調簧是模擬車體的重量加載，這種模擬加載是一種理想情況，與落車時的現實情況并不完全一致。因此，在轉向架稱重調簧完成落車后，使用車輛稱重儀進行整車稱重試驗。整車稱重試驗完成后，即通過限界設備完成車輛過限界試驗。

4 工藝流程及布局

圖2為組裝車間工藝圖，具體工藝流程如圖所示，其中車間內物流人流通道如圖所示。該種方案采用氣墊車移動車體，組裝臺位之間設有物料通道。

5 結語

本方案是筆者根據所了解的地鐵組裝工藝設計一般情況而進行的一次探討，簡潔方便。

組裝工藝布局也可采用以下改進方式：組裝臺位之間可不設物料通道，各臺位都相互連接，這樣車下物料從臺位下的空間進入，車上臺位比較寬敞，能容下車內組裝物料；或臺位采用雙層結構，上層臺位方便進行車頂設備安裝，如此布局，能確保作業安全；或將組裝工序分為前裝和后裝工序。前裝工序主要負責車內地板、防寒棉、線纜、管道以及車下管道安裝，后裝工序主要負責內裝、車下設備、車頂設備的安裝；或組裝車輛依靠氣墊車移動的同時安裝軌道，可以實現車輛在組裝臺位上的縱向移動。

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