模塊化理念在新一代地鐵車輛內裝部件的應用與研究

于廷飛 楊 銳 楊 林

(中車成都機車車輛有限公司 四川 成都 610051)

0 引言

隨著我國城市化進程日益加快，各大城市紛紛提出城市軌道交通建設規劃。在此背景下，各主機廠在地鐵車輛設計、生產制造的過程中，優化結構、降低成本、縮短制造周期、提高產品質量成為主要研究和發展方向。模塊化理念也越來越多地應用到地鐵設計、制造過程中。對此，本文結合新一代地鐵與成都某地鐵項目車輛內裝擋風板、燈具、滅火器罩等部件結構、組裝工藝進行研究，總結模塊化理念的特點和制造過程中的效率提升。

1 模塊化概念

地鐵車輛的模塊化設計是對地鐵車輛整車結構進行有效分解，將其劃分為若干相對獨立又有聯系的分系統，系統命名為模塊[1]。地鐵車輛在各模塊配合作用下，鞏固了車輛的設計、施工合理性。在開展地鐵車輛裝配工作中，借助模塊化設計的應用，實現對車輛各組成模塊裝配的有效安裝，在簡化工藝流程的同時提高地鐵車輛內裝部件裝配工作效率。

2 內裝部件安裝分析

2.1 擋風板底座安裝

2.1.1成都某地鐵項目

擋風板底座分布于座椅兩側，外殼穿過墻板預埋螺栓后內部扭緊螺母，側部與座椅骨架連接，座椅與擋風板兩者安裝不干涉，該區域交叉工序較多且屬狹小空間作業，操作不便，如圖1所示。安裝時根據擋風玻璃滑槽中心線，激光定位儀畫線，側墻處預埋M12的T型螺栓，線與螺栓孔中心線平齊。打開安裝座外殼穿過螺栓，采用扳手將螺栓緊固于側墻。待座椅骨架安裝完成后，底座側部使用螺栓將擋風板與座椅骨架連接，安裝后座椅面、底座間隙不大于10 mm，目視平齊無偏差。

圖1 擋風板及座椅安裝

2.1.2新一代地鐵

將擋風板底座與座椅面結合為模塊化部件，無擋風板底座定位、骨架連接等過程。采用模塊化部件安裝后，有效提升了擋風板安裝準確性、穩定性，如圖2所示。

安裝時上部靠背掛鉤與座椅骨架掛接，座椅不晃動。下部座椅面放置于骨架，座椅面及骨架之間使用橡膠墊及黏接劑墊實，搬運過程中保證擋風板座區域螺栓孔穿過T型螺栓。完成后拆除座椅下部裝飾蓋，露出座椅下部骨架及座椅安裝結構。微調座椅面保證目視水平無傾斜后，扭力扳手施加10 N·m～15 N·m扭力將螺栓緊固于側墻。安裝座椅、骨架連接螺栓后，恢復裝飾蓋即可。擋風板安裝孔目視水平，兩側高度差不大于1 mm，座椅面前端最高點距地板布(425±5)mm。

圖2 新一代地鐵擋風板及座椅安裝

2.2 客室燈具安裝

2.2.1成都某地鐵項目

燈具通過燈罩安裝于頂板骨架橫梁。骨架預埋M6的T型螺栓，滑槽座粘貼隔音墊，拆開燈罩，燈體安裝眼孔穿過螺栓，依次帶入平墊、彈墊、螺母，風動扳手預緊。用調整墊調整燈具的高度、間隙，保證間隙不大于1 mm。端部燈具最后研裝，保證與端墻3～5 mm現車研割，所有燈具調整到位后將螺母緊固至彈墊壓平，如圖3所示。燈具緊固到位后，恢復燈罩即可。該結構較復雜，安裝時兩人配合，安裝后調節燈具、燈罩間隙。

圖3 客室燈具安裝

2.2.2新一代地鐵

新一代地鐵燈具主要分為頂板隱形燈、中頂環形燈、窗區隱形燈三種。原車頂格柵側燈具結構轉化，轉化方式為燈具與頂板、側頂、行李架等部件預組，形成三種內裝件與燈具相結合的模塊化部件，克服了空間小、效率低等問題，部件可直接進行安裝。

頂板隱形燈與邊頂板進行模塊化安裝。無須現車裝配，燈具、彈簧卡座與邊頂在車下預組，隱形燈具通過彈簧卡座直接固定安裝。預組時M4螺釘將燈座固定于邊頂板，選取相應型號燈具，通過彈簧卡座固定，邊頂與燈具一同上車，最后端部燈具進行研磨，此結構安裝簡便，便于調整，如圖4所示。

中頂環形燈與中頂板進行模塊化安裝。 預組時將中部橢圓頂板取出， 在環形燈具、 頂板邊緣、 橢圓頂板粘貼0.5 mm厚毛氈。 頂板內藏凹槽， 將燈具面朝下整體放入， 恢復橢圓頂板， 使用M6螺釘將橢圓頂板固定于頂板安裝座中即可， 安裝效果如圖5所示。

圖4 頂板隱形燈

圖5 中頂環形燈具

窗上隱形燈與行李架進行模塊化安裝。預組時安裝線槽與燈條兩部分，線槽安裝時打開行李架擋板組成，根據擋板內支架M5螺栓緊固線槽，線槽間隔均勻。燈條安裝時從外向內穿過擋板，燈具朝外螺紋朝內，依次帶入彈墊、平墊、螺母緊固，燈條間隔距離為(20±1)mm，測量后恢復擋板，行李架直接安裝即可。

2.3 端部滅火器罩安裝

2.3.1成都某地鐵項目

滅火器罩安裝工序在端板工序后， 端板設有方形槽， 方形槽小于罩體面大于罩體輪廓面， 內部設有限位支架。 安裝時將罩體輪廓面穿過端板水平放置， 背靠限位支架， 使用小木錘輕敲底板四角調整接觸面緊貼方形槽邊緣， 無間隙。 打開端板柜門， 用M5螺栓將支架與罩體進行緊固， 如圖6所示。

圖6 滅火器罩安裝

2.3.2新一代地鐵

將端板與罩體結合為模塊化部件，端板包含可存放滅火器的封閉空間，取消滅火器罩安裝過程，提高安裝效率。制造過程中，在原方形槽的位置焊接“C”型凹槽，凹槽設有插筒、玻璃、膠條等配件，滅火器直接放入即可，如圖7所示。考慮設備存放狀態，在端板安裝過程中對垂直度、平面度提出更高要求。安裝時左、右端板抬放至端部，調整兩端板距離(1 500±2)mm，與車體縱向中心線對稱,調整后將端板外邊固定于護板，角落固定于車體安裝梁，安裝梁與端板間用墊板進行調平。安裝后用2.5 m尺桿檢測，左、右端板整體平面度不大于2 mm，垂直度偏差不大于5 mm，安裝后保證端板內設備無傾斜、偏移。

圖7 新一代地鐵滅火器安裝

3 總結

(1)設計方面，內裝模塊化部件間的接口采用了便于觀察、利于施工的方式；內裝部件安裝使用機械緊固件和彈性密封件，充分考慮模塊化的裝配工藝要求，便于后期維修更換。

(2)在新結構試制過程中，需要技術人員從預裝配階段、各模塊裝配階段、落車階段、試驗階段等方面入手，模塊化裝配作業要嚴格按照工藝流程、工序執行，并充分體現設計思想[2]。

(3)通過新一代地鐵車輛與成都某地鐵項目部分內裝部件的安裝對比分析，可以得出地鐵車輛內裝部件模塊化在充分滿足安裝工藝要求的同時有諸多優點。例如能夠優化原有工藝流程、有效減少人員配置、降低作業時間，提高工作效率等，分析對比情況如表1所示。

表1 內裝部件工藝分析表

4 結束語

通過新一代地鐵車輛內裝部件模塊化與成都地鐵某項目在制造安裝過程的對比研究，模塊化理念在新一代地鐵項目中已得到成功應用，為其他軌道交通車輛內裝部件模塊化設計及組裝提供了方法和思路，今后在軌道交通車輛的設計、組裝過程中會進一步推廣應用。