巴基斯坦機車輔助變流柜組裝工藝分析及改進

楊蓉

（南車資陽機車有限公司，四川 資陽 641300）

巴基斯坦機車輔助變流柜組裝工藝分析及改進

楊蓉

（南車資陽機車有限公司，四川 資陽 641300）

從輔變柜組裝作業特點出發，對電控柜原有工藝流程進行了優化、改進，同時從質量控制的角度出發，通過對部分工序采取一些切實可行的工藝改進方法和質量控制措施，提升了產品組裝作業效率和整體組裝質量。

電控柜；布線；外觀；密封

0 引言

巴基斯坦機車是我公司2014年在海外簽訂的一個比較大的訂單，該車要求采用輔助交流系統，輔助變流柜（簡稱輔變柜）作為輔助交流系統的樞紐部分，在輔變微機的統一管理下，實現牽引通風機供電控制、柴油機冷卻風扇轉速控制、空壓機控制等，因此輔變柜在機車整體組裝質量要求上顯得尤為重要。電器屏柜組裝工藝看似簡單，實際各個工序需要注意的細節非常繁雜，目前國內外生產均采用手工作業，容易出錯，而一旦有線纜未接好或器件未安裝好，會對機車正常運行產生很大的影響甚至導致安全事故的發生，因此研究制定合理的組裝工藝，采用先進的工藝方法、工藝手段，對避免大量工裝投入、保證和提高輔變柜整體組裝質量和產品壽命都具有重要意義。本文根據輔變柜自身結構特點和組裝工藝要求，在現有工藝裝備基礎上，對電控柜原有工藝流程進行了優化、改進，同時結合自己的實踐經驗，從質量控制和提升效率的角度出發，采取了一些工藝改進方法和保障輔變柜組裝質量的控制措施。

1 工藝難點分析

對該車輔變柜技術文件、裝配圖、接線圖進行分析后，發現輔變柜組裝工藝與一般電器屏柜有一定區別：1）根據原理圖及接線圖分析，內部交流線和直流線交叉混合，不利于布線，同時會影響電器件性能，造成一定干擾；2）結構與普通電器柜有一定差異，精密電器件較多，且內部空間較小，部分地方不方便走線，線束固定綁扎困難；3柜體體積較大，天車吊裝及作業過程中骨架油漆容易磕碰；4）屬批量生產，交貨周期緊張，質量要求高。

2 工藝流程改進

2.1 原有工藝流程

一般電器屏柜裝配因為是小批量生產，車間在組織安排上采用小組全工序制，即一個小組一列車模式，每個小組負責從第一道工序開始一直到最后一道工序結束。對于訂單需求不大的項目，這種組織模式在派工及小組勞動定額劃定上較為簡變。工藝流程為：骨架入廠檢查→物料領用→電器元件檢查→骨架整備→布線→電器部件安裝→銘牌安裝→接線→銅排制作、安裝→大線制作、安裝→檢查交驗→包裝發運。

對于訂單量大、生產周期較緊張的項目，原有工藝流程在工序劃分上相對粗略，在車間組織安排上雖較為簡單，但小組集體作業的生產組織模式作業效率并不高，單個工序勞動定額時間不明確，工序與工序銜接不緊密，故原有工藝流程已無法保證供貨。

2.2 優化后工藝流程

考慮到生產周期，再結合輔變柜自身結構特點，我們對工藝流程進行了改進，在組織安排上采取分工位分工序作業，工藝流程改進如下：骨架入廠檢查→物料領用→電器元件檢查、布線、骨架整備、電器部件安裝→銅排制作、安裝→大線制作、安裝→檢查交驗→包裝發運。

在作業工序不變的前提下，采取該工藝流程，每個小組由之前的全工序作業調整為每一小組只負責其中一個工序，小組作業內容大大減少，生產組織模式改進為分工序節拍化流水式作業，人員結構根據工序內容重新進行劃分，電器元件檢查、布線、骨架整備、電器部件安裝等四大工序調整為并行工序，這樣不僅使得工序與工序之間銜接更加緊密，而且各工序作業人員熟練度大大提高，可顯著提升輔變柜組裝的作業效率。

3 工藝方法改進

3.1 電器部件安裝改進

一般電器屏柜高度在2000 mm，這符合人體作業高度，作業時相對輕松，但本次輔變柜長2000 mm，高800 mm，比裝配人員還要矮，柜體直接落地作業，操作者在施工時極不方便，因此在裝配前需設計2000 mm×1000 mm工裝架，輔變柜平放在上面再進行裝配，降低了裝配者的作業難度。同時經過分析結構圖：1）內部變壓器、變流模塊質量均超過50kg，使用軟吊具和人工相結合方式吊裝，可降低作業裝配難度和安全風險；2）INV1、INV2、INV13、INV4四個變流模塊外形及質量都較大，在組裝作業時容易磕碰，考慮到操縱者作業不方便和可能會與其它部件安裝造成干涉等因素，采取先平放柜體安裝4個模塊，再立起柜體安裝其他相對輕的、容易操作的元器件的方式，避免了安裝過程返工問題，所有部件全部順利安裝完畢，無過程磕碰及損傷。

3.2 布線改進

柜體線纜眾多，達900多根，直接在柜內進行布線、接線端子壓接、接線等工序有以下缺點：1）柜內空間狹窄，直接在柜內布線、接線等操作活動空間小；2）內部光線暗，需借助照明燈長時間在不同高度、不同方向進行作業，勞動強度高；3）其它工序無法同步進行，工作效率較低。

基于以上3個原因，制作輔變柜放線板工裝，采用柜外預布線的方式，實際測繪骨架各部件安裝尺寸，將柜體6個面上各器件位置相應展開在同一平面內，按1：1的比例標注元器件位置、接線點位置，然后在每個出線點安裝M5×500緊固螺栓，每根線按合理路徑布完剪斷后卡在臨近的彈簧上即可。布線結束后將整捆線束取下，在工作臺上進行線纜接頭壓接等線束預處理，預處理完成后將整捆線束安裝到柜體上，在特定位置進行整體固定即可。采取該方式進行布線工作可以減少一半以上的柜內作業時間，大大改善了操作者的作業環境，減輕了勞動強度。

另外考慮到輔助變流柜內部有四種電壓等級，強電電壓等級高，直流強電回路和交流回路對低壓控制回路干擾大，輔變柜布線不合理將會影響輔助變流柜內部模塊的通訊控制，可能造成交流輔助系統不能穩定運行，因此布線時采用將直流與交流電纜分開鋪設的方式，避免造成干擾。

3.3 骨架油漆外觀質量提升的改進

以前在工序流轉過程中，使用一些大型工具或天車進行吊裝的作業過程中難免會使骨架油漆被刮花或磕碰，加之柜體內部電器件較多，電器件安裝完畢后再噴油漆操作起來有一定難度，如果防護不當，電器元件、線束上極易被油漆污染。考慮到以上問題本次輔變柜組裝工藝方案采用“先油漆、后組裝”的工藝模式，安裝前對可能磕碰或踩踏部位使用EPE珍珠棉保護膜進行包裹防護，待全部電器件組裝完畢后再拆除保護膜，組織油漆供應商對局部地方實施補漆，確保柜體外觀質量。

3.4 過線孔防護改進

針對以前過線孔處發生過線束破損的問題，考慮到輔變柜上有許多過線孔，且有大量的線束要通過，因此在工藝上對過線孔要進行特別的防護，避免線纜被骨架上一些殘留的毛刺劃破或發生線束與金屬骨架在機車運行的長期振動中發生結膜問題。采取如下工藝方法：1）在所有過線孔上安裝U形橡膠材質密封護套；2）使用開口式橡膠軟管對所有經過過線孔護套的線束進行二次包裹防護，并用3×80黑色尼龍扎帶對兩端頭進行綁扎固定。

3.5 熱縮管吹制方法改進

針對前期地鐵電控柜接線工序出現接線端子壓痕在線號管吹制工序后端子壓痕變淡或消失的問題，本次經過現場實踐和工藝摸索，總結出一個切實可行的工藝方法：先將熱風槍調溫至340℃，然后使熱風槍慢慢靠近線號管左端進行吹制，左端熱縮管收縮良好后把線號管推近并靠攏接線端子，最后吹制線號管另一端，使接線端子遠離熱風槍，保證壓痕不受熱脹冷縮影響。

4 生產過程質量控制措施

考慮到組裝過程中一些瓶頸工序以及巴基斯坦當地長期高溫炎熱、風沙大等惡劣的自然條件可能會引起產品使用過程中的一些質量問題，為提前避免質量問題的發生，工藝上采取以下解決措施保證產品運行時的質量穩定。

4.1 預防風沙導致電子器件燒損

由于巴基斯坦風沙較大，年均降雨量比較豐富，線路質量很差，輔變柜在長期使用的過程中可能會有沙塵或水進入，為防止柜體內部變流模塊和微機控制模塊等電子敏感器件被滲進去的水和沙塵造成燒損，引起質量隱患，工藝上我們考慮對安裝風機的隔間、安裝微機的隔間、安裝變壓器的隔間以及安裝電抗器的隔間與蒙皮（或隔板）的斷續焊縫處涂抹與柜體顏色基本一致的白色溜縫膠進行密封，確保產品質量。工藝流程如下：柜體焊接完后，先整體酸洗、磷化，涂抹溜縫膠，再噴油漆。

4.2 預防柜門漏水

由于輔變柜并不是安裝在機車上封閉的空間，降雨等天氣可能會有水進入輔變柜內部引起電器件燒損。通過對柜體結構分析，最可能滲入水的地方是輔變柜的柜門。因此從工藝上我們采取首先將骨架門沿結構由原先的內凹形式改為向外突出2 mm，同時在骨架整備工序時在門沿上粘貼厚的橡膠條，將門安裝好后再進行防水試驗，以確保不會有水滲入柜體內部。

4.3 預防輔變柜吊耳與燃油冷卻器干涉

輔變柜其中一個吊耳與燃油冷卻器之間間隙太小（約8 mm），有部分機車由于各種部件安裝后誤差累積可能造成吊耳與燃油冷卻器之間間隙過小，為避免機車在振動時的垂向跳動造成吊耳與燃油冷卻器磕碰，我們將吊耳改用M20的螺栓代替，安裝輔變柜時拆卸該吊耳，拆卸下來的吊耳妥善與其它吊耳綁扎在一起以避免遺失，安裝完成后抹上溜縫膠，確保水無法進入。

4.4 避免接觸器線圈走線與大線存在交涉

為避免接觸器線圈走線與大線存在交涉，我們在中間隔板三適當位置增加穿線孔以改變其走線路徑；INV4變流模塊到變壓器的走線過遠，為減少線纜的使用，提高布線效率，在風道封板二的中心也增加穿線孔，同時對增加的穿線孔上安裝環扣密封環，避免線束被毛刺劃破。

4.5 避免出現批量導線壓接不良問題

針對接線工序易出現批量導線壓接不良的質量問題，工藝上我們采取三檢制，以工序流程卡流轉的方式進行自檢、互檢、專檢，并要求操作者必須進行逐條簽認，尤其在接線工序，壓線鉗采用臺車狀態確認制，即每臺車開工前，每把壓線鉗需要壓制本工序作業過程中可能涉及到的各種規格導線的樣線一根，在彈簧拉力試驗機上進行拉力測試后交檢查確認，待檢查確認合格后方能進行本工序相關作業，并在接線自檢互檢表中填寫操作者所使用的壓線鉗編號及狀態，由檢查者簽字。針對管狀端子排接線時，要求操作者在導線管狀端子壓接好后進行自檢、互檢，然后交檢查人員進行專檢，專檢確認合格后再進行端子排接線。

5 結語

通過對現場生產質量的跟蹤和批量生產工藝驗證，優化后的工藝流程和生產過程中采取的一些工藝改進方法和控制措施在生產組織模式、生產節拍及作業效率提升上具有明顯優勢，在產品上車運行一定時間后質量穩定特性得到了有效驗證。

［1］機車電氣屏柜技術條件：TB/T1508-2010［S］.

［2］機車電氣設備安裝技術條件：Q/ZJ15-004-2007［S］.

［3］機車電氣設備布線技術條件：Q/ZJ15-005-2007［S］.

（編輯 明 濤）

U227.8

B

1002-2333（2015）10-0258-03

楊蓉（1987—），女，工藝師，主要從事機車制造工藝工作。

2015-05-03