鐵路貨車制動系統120閥模塊整體組裝工藝優化

摘要：通過對目前鐵路貨車制動系統120閥模塊化組裝工藝的分析，針對存在的問題提出優化后的120閥模塊化整體組裝裝置和工藝。經過長時間的運用，該裝置和組裝工藝能確保120閥模塊組裝質量，提升組裝效率，降低勞動強度。

關鍵詞：鐵路貨車 模塊化組裝 工藝

1.問題的提出

目前鐵路貨車制動系統120閥模塊組裝方法主要有二種。一是，采用人工操作的方式，將120閥模塊各部件分別由升降小車舉升至車體下部安裝面，再安裝零部件之間的管系。該方法的主要缺點：由于零部件間累積誤差，組裝成一體后，容易造成部件間強力組裝，同時操作人員長時間在車體底架下作業不方便，勞動強度大，生產效率低，并且有安全隱患。二是，采用可移動的組裝平臺，將120閥模塊內各零部件在平臺上組裝完成，再移動平臺至車體下部安裝面，進行整體組裝。該方法的主要缺點是：各閥、風缸在平臺上組裝時不能定位，處于自由狀態，造成安裝面的相對位置與移動平臺的定位面不一致，甚至出現安裝孔串位，造成強力組裝，影響制動系統組裝質量。

為解決以上問題，在現有工藝的基礎上提出了一種優化后的組裝工藝：即將零部件按照在車體實際組裝情況以孔定位反裝在定位組裝平臺上，利用翻轉機將已組裝完成的模塊翻轉至機械手上，采用機械手將模塊運送至車體底架下方進行組裝。該方法采用模擬模塊與車體連接方式，定位準確可靠，提高組裝效率和組裝質量，適用于鐵路貨車中敞車、平車、棚車等車型，不同車型生產時，僅需對翻轉機和機械手上模塊組裝定位機構進行更換即可。

2.底架附屬件組裝工藝優化

120閥模塊）是制動系統的核心部件。該模塊由車體上的底架附屬件定位固定連接，經分析出影響120閥模塊組裝質量的主要因素有：底架附屬件的組裝尺寸、各管系的彎制尺寸等。由于影響因素較多，并且基本都為三維空間尺寸，若在組裝過程中出現尺寸干涉，不易判斷出是哪個尺寸出現了問題。

在底架組對胎型上設置120閥模塊內的各吊座的定位檔，定位檔采用可調節式定位檔定位，并以底附件螺栓孔為定位基準將120閥吊座組成、副風缸吊座組成、雙室風缸吊座組成組對完成。限壓閥安裝座及各類管吊在底架翻轉機上用模塊化整體式樣桿以120閥吊座組成為基準進行組裝，確保模塊內零部件之間的相對尺寸。經長時間運用證明該工藝成熟、可靠，基本杜絕了后期組裝過程中進行烤火調修。

3.模塊化組裝工藝優化

3.1模塊化組裝裝置

120閥模塊組裝裝置由翻轉機和機械手組合而成，并已獲得國家專利（專利號：ZL 2012 2 0073721.1）。該裝置包含：翻轉機構、立柱、升降機構、機械手、模塊正組裝平臺、模塊反組裝平臺、鎖緊機構等。該裝置翻轉機構采用氣缸舉升，速度快，效率高，并且能將模塊組裝平臺翻轉180°；翻轉機構帶自鎖功能，在0°和180°均能實現自鎖；在翻轉平臺上有帶自鎖功能的快速卡緊裝置，在翻轉過程工件不掉落，確保操作人員安全；組裝平臺可隨意更換，滿足多種產品需求；機械手具有伸縮、旋轉、升降、微調角度等功能。

3.2組裝工藝流程

通過對組裝方法的分析，確定了采用120閥模塊整體裝置優化后的組裝工藝流程：

3.2.1.采用架車機將車體舉升至工作高度，再將120閥模塊部件用起重裝置吊至反組裝平臺上，利用反組裝平臺上帶自鎖功能的快速定位夾緊機構將各部件定位夾緊在平臺上。

3.2.2.各部件間采用螺栓連接緊固后，松開升降裝置鎖緊機構。開動升降機構舉升風缸，將升降平臺及上的翻轉裝置連同120閥模塊部件反組裝平臺舉升至一定高度，鎖緊升降平臺，將120閥模塊部件反組裝平臺翻轉180°。

3.2.3.人工轉動組裝機械手，逆時針將組裝機械手懸臂轉動90°，使懸臂上120閥模塊部件正組裝平臺位于反組裝平臺正下方。

3.2.4.固定機械手，松開升降平臺鎖緊裝置，開動舉升風缸，將反組裝平臺下降至一定高度，鎖緊升降平臺，松開120閥部件夾緊機構，將120閥部件落入機械手正組裝平臺上，平穩定位后，松開升降平臺鎖緊裝置，啟動舉升機構，將反組裝平臺升至一定高度，鎖緊升降平臺。

3.2.5.啟動機械手將機械手再逆時針轉動90°，使機械臂與組裝車體成直角，伸長機械臂，將120閥模塊送至車體下方，進行組裝。組裝完成后，將機械臂縮回，逆時針轉動180°，固定。

3.2.6.開動翻轉機構，將反組裝平臺回轉180°，松開鎖緊機構，下降升降平臺于原位，鎖緊。組裝完成，開始下一輪循環。

4.效果

優化后的120閥模塊整體組裝工藝經過5年長時間運用，能提高組裝效率和精度，減輕勞動強度，確保產品組裝質量。該工藝主要有以下優點：

4.1.能提高120閥模塊組裝質量。采用先將各部件在翻轉機反組裝平臺上定位夾緊，整體起升并翻轉180°后放至在組裝機械手正組裝平臺上，再將已緊固后的模塊由機械手整體托起至安裝位置進行螺栓連接，該組裝方式可以通過模塊組對胎間接檢測模塊內制動管系的彎制成形質量，同時因模塊內各部件已緊固，可間接檢測底架附屬件的組對尺寸。從而避免了由于管系或者底架附屬件尺寸超差而引起的強力組裝所導致制動管系的漏泄。

4.2.組裝效率高。該裝置由翻轉機和機械手組成，采用電動與氣動控制，行程長動作迅速，輕巧方便，機械手整體可旋轉、升降、伸縮，與軌道式組裝小車相比，工人可直接將機械手旋轉至車體下，僅需微調托盤位置就可以滿足裝車位置需要，效率高，操作更方便。

4.3.滿足互換性[1]要求。采用120閥模塊預組裝后，實現了組裝基準與設計基準一致，零件尺寸與設計尺寸一致，滿足產品120閥模塊內部零部件互換技術要求。

4.4.可滿足多種車型的生產。將翻轉機和機械手上的正反組裝胎進行更換后，可滿足敞車、棚車、平車等車型制動系統的組裝。

4.5.有效的節約現場空間。

參考文獻：

[1]于維等. 鐵路貨車制動系統“三化一互換”的創新工藝.《鐵路貨車制造工藝學術研討會論文集》.2007年

作者簡介：郭唯（1981.11-）男，四川眉山，本科，工程師，鐵路貨車車體工藝，南車眉山車輛有限公司，四川省眉山市