高速動車組螺紋管路組裝工藝

高 明 范駿波 孫儒超

(中車南京浦鎮車輛有限公司 江蘇 南京 210031)

軌道交通車輛制動系統各部件間通過空氣管路連通，管路與管路間通過管接頭連接，常見管接頭分別為壓緊式管接頭、卡套式管接頭以及螺紋管接頭，根據管接頭不同，管路分為有螺紋和無螺紋兩種類型，無螺紋管路對應的壓緊式管接頭及卡套式管接頭上均有六角面螺母，在裝配過程中通過開口扳手作用于管接頭上六角面進行裝配；而螺紋管路對應的管接頭多數為光滑圓面，在裝配過程中無法使用開口扳手進行緊固，需通過管鉗夾緊管接頭及管路進行安裝。因此兩種型號管路在連接時主要區別為：(1)使用工具不同，螺紋管通常使用管鉗進行緊固，無螺紋管路通常使用開口扳手進行緊固；(2)緊固位置不同，螺紋管緊固時需要作用于管接頭和管路，而無螺紋管路緊固時只需作用于對應接頭即可。在城市軌道交通車輛中無螺紋管路被廣泛采用，而螺紋管路則被廣泛用于鐵路客車及高速動車組制動系統中[1-2]。

在管路裝配過程中無螺紋管路通常通過開口扳手進行安裝，因此管路在車上作業較為方便、快捷；而螺紋管通過螺紋管接頭進行連接，安裝時通過管鉗作用于管接頭和管路進行擰緊，使用管鉗擰緊時，由于受人員、工具及其他因素影響較大，易造成管路脫皮和壓痕現象。本文主要針對高速動車組螺紋管路組裝過程中存在的問題，尋求一種滿足實際生產并能最大限度降低人為因素影響的裝配方法，使得螺紋管路裝配合理、有效。

1 管路裝配工藝分析

1.1 無螺紋管裝配

無螺紋管路連接時通常對應管接頭為壓緊式管接頭和卡套式管接頭，采用壓緊式管接頭組裝時將管接頭上六角螺母、卡簧拆下后套入管路上，調整管路對中后使用扳手通過作用于接頭上六角螺母進行緊固；而采用卡套式管接頭組裝時，通常將卡套式管接頭上卡套、螺母使用卡套壓裝設備提前壓裝在管路上，組裝時將管接頭中間體與螺母連接后使用扳手擰緊螺母即可，如圖1所示。

圖1 壓緊式及卡套式管接頭裝配方式

1.2 螺紋管路裝配

螺紋管路對應的連接接頭通常為螺紋管接頭，其中管路上端部帶有外螺紋，管接頭帶有內螺紋，鏈接時通過管路和接頭上螺紋進行連接完成裝配，在安裝過程中需要使用管鉗擰緊，如圖2所示，管路與接頭間通過螺紋配合使得安裝時需在管路上施加擰緊力，而管鉗上夾緊位置為齒型結構，用管鉗夾緊管路擰緊時易受外界因素(人員、夾緊力等)影響，常常會損壞管壁(見圖3)，影響產品質量，而高速動車組制動系統中存在大量管路，每根管路都需在車上進行安裝，使得工作量巨大，無法滿足現場實際生產節拍要求。

圖2 螺紋管接頭裝配方式

圖3 螺紋管路管壁損壞

2 螺紋管路裝配難點及問題分析

結合上述分析，可見對于無螺紋管路的連接方式，無須對管路進行操作，組裝時僅需擰緊管接頭即可，且操作方法簡便，受操作空間影響較小，而螺紋管路在組裝時需對管路和管接頭同時進行操作，操作過程復雜，組裝質量受外界因素影響較大。因此，高速動車組制動系統管路在組裝過程中主要存在以下問題：

(1)系統中管路數量多，若采用傳統車上安裝方式，則無法滿足生產節拍要求；

(2)螺紋管路安裝時用管鉗擰緊的步驟受操作空間影響較大，部分位置較難操作；

(3)受人員及擰緊時管鉗夾緊力等外界因素影響，有損壞、劃傷管路風險。

針對以上實際組裝過程中存在的問題進行如下處理：

(1)因高速動車組制動系統中管路較多，車上安裝無法滿足節拍要求，可考慮將部分管路移至車下進行預組安裝；

(2)對于部分操作空間較小的位置，可以考慮將此部分管路在車下組裝完成后，再拿到車上進行安裝；

(3)對于受外界因素影響較大的管路，可改善工藝方法降低不良品產生。

綜上所述，采用模塊化思想，即將管路以模塊的形式在車下進行預組，完成后在車上進行安裝，從而提高工作效率；對于管路上夾緊力矩不均的情況，可運用工藝裝備夾緊管路統一夾緊力從而降低不合格品的產生概率。

3 螺紋管路安裝方案實施

3.1 管路模塊化預組

在高速動車組制動系統管路作業安裝圖紙中將部分操作空間較小，管路數量較多的位置進行模塊化組裝，以圖4為例，圖示中管路及管接件較多，包含截斷塞門、管接件、管路等，且操作空間較小，安裝時需用管鉗將管路及接頭依次安裝，車上安裝擰緊時管路未固定，不易操作且受操作空間影響較大，實際操作過程中費時，費力?？砂凑請D紙并結合實際操作情況在其活接頭位置處斷開，將此處管路在車下進行模塊化預組，組裝完成后再通過活接頭連接車上管路，從而大大簡化操作。

1—風管1；2—內接活彎頭1；3—彎頭1；4—風管2；5—風管3；6—彎頭2；7—風管4；8—截斷塞門；9—風管5；10—內接活彎頭2；11—風管6；12—風管7；13—彎頭3；14—風管8；15—彎頭4；16—風管9。

3.2 工藝裝備的設計

在軌道車輛的管路組裝過程中，按照傳統管路組裝工藝，管路預組時需將管子用臺虎鉗夾緊，以防止管子擰緊時轉動，由于軌道車輛中管路眾多，采用臺虎鉗時需人工手動夾緊，效率較低，且不同操作者使用臺虎鉗夾緊管子時用力大小不同，夾緊力過小則無法夾緊管路，造成無法擰緊；夾緊力過大則會造成管路損壞現象。

3.2.1工藝裝備的設計思路

根據上述分析，管路緊固過程中導致表面壓痕原因主要為：(1)不同人員在緊固管路時作用于管路表面夾緊力不同，使得管路緊固后出現不同程度的劃痕；(2)不同管徑的管路采用相同夾緊力緊固時，因管路壁厚不同，會造成壓痕產生。因此裝置需能夠輸出核定的夾緊力，并且能夠對不同管徑管路進行識別，自動調整夾緊力。針對不同規格的管路在組裝過程中的夾緊力，需設計出一種能夠為同一規格管徑管路提供相同夾緊力且能夠根據管徑規格自動調整夾緊力的裝置。

3.2.2工藝裝備的實施

考慮到需適合車間生產，因此采用高壓風作為驅動能源，設計風動管路夾緊裝置，該裝置由一個風缸及連桿，四根支撐框架，兩組夾緊鉗口，三個支撐平面，一個調壓閥組成，夾緊鉗口用來夾緊管路，調壓閥用于調整風壓，活塞推動鉗口實現夾緊功能，通過調壓閥控制使得操作過程中能夠輸出恒定的夾緊力，快速夾緊管路。從而大大提高工作效率并能夠保證產品質量。

夾緊裝置結構如圖5所示，裝置通過三通閥控制風缸中壓力變化，帶動連桿上下移動，從而通過連桿帶動面板上夾緊鉗口夾緊管路；調壓閥用來控制風缸中壓力調節范圍，滿足不同規格管路夾緊所需的氣壓，夾緊鉗口采用臺虎鉗鉗口式齒形結構。

1—風缸；2—上支撐面板；3—調壓閥；4—連接桿1；5—夾緊鉗口；6—下支撐面板；7—支撐框架；8—活塞連桿；9—連接桿2。

3.2.3工藝裝備的應用

如圖6所示，風動管路夾緊裝置在使用時，應根據管路規格，通過調節裝置上的調壓閥限定風缸中可調壓力范圍，操作步驟如下：

圖6 風動管路夾緊裝置示意圖

(1)首先通過軟管端部的快插接頭將裝置與外部風源進行連接；

(2)三通閥閥柄向右打開，此時風管2和風管4連接，風管4向風缸內下部充氣，風管3向風缸外排氣，風缸內下部壓力增大，帶動連桿向上運動，裝置上鉗口打開；

(3)將待安裝管路放置在鉗口位置；

(4)三通閥閥柄向左打開，此時風管2和風管3通氣，風管3向風缸內上部充氣，風管4向缸外排氣，缸內上部壓力增大，帶動連桿向下運動，此時裝置上鉗口閉合，夾緊管路。

(5)緊固管路參照步驟(2)，使裝置鉗口打開，取出管路即可。

4 結論

通過對軌道車輛制動系統管路中常用管接頭及管路組裝的對比分析，采用管路模塊化預組使得高速動車組制動管路安裝效率大大提高，滿足生產節拍要求，并且運用風動管路夾緊裝置組裝管路，使得夾緊力定量化從而降低了管路壓痕產生率，提高了產品質量。