動車組輪對軸端智能檢修工裝的研制與應用

李佳 劉雙

1.中車唐山機車車輛有限公司 河北唐山 064000 2.曹妃甸職業技術學院 河北唐山 063205

1 設計思路

依據動車組輪修理工作的相關指導書以及現場緊固工作規范，開發了一套用于動車組輪對修理的智能裝配工具和智能裝配管理系統，并安裝在維修站上。通過實時采集和存儲安裝人員信息，如數據、秩序，正確安裝，組裝的全過程管理，提高維修質量的組裝，降低安全風險，降低操作人員的勞動強度，如輪的軸端emu維護智能螺栓緊固操作裝配過程中質量控制是應用程序的主要方向[1]。

2 總體方案

所有的工具都安裝在專門設計和制造的龍門滑軌框架內。機架內系統整體結構由無線力矩扳手、電纜力矩扳手、智能控制柜A/B、力矩分析與管理、人員識別模塊、無線碼掃描系統、服務器和遠程觀察客戶端組成。電動伺服力矩扳手用于在預擰緊操作中收集扭矩值。具有設定扭矩值超限位報警功能。控制柜A/B用于關聯車次、人員、螺栓位置、扭矩等信息。分析與管理是在web頁面上運行的，用于分析和管理扭矩數據[2]。具有扭矩輸出擰緊曲線預設功能，可實時形成分析圖，輔助質量分析，提高質量。人員識別模塊用于控制操作人員的工作資格，自動識別和比較操作人員是否通過培訓和考試，是否獲得設備操作證，避免人為操作失誤和財產損失。無線掃描編碼系統用于自動采集和輸入等待工作組的編碼信息。服務器使用高磁盤陣列的數據安全，保證扭矩的可靠性，安裝工作時間，為本地實時存儲工人和其他信息，通過鐵路網絡實時上傳本地信息或從服務器下載任務，技術管理在服務器進程可以修改數據，更新和替代技術。另管理可以訪問數據庫，并掌握最新的操作動態、通過率統計、時間統計、歷史數據查詢等[3]。

3 軸端組裝框架結構的研制

方案1：龍門滑架在單軸地球軌道上的結構模型。這一方案其優點在于能夠有效減少現場吊車作業，減少對車間空間的占用，并且移動也較為方便，同時實現單輪對作業。缺點是需要在地面上鋪設2個滑道，基礎施工量大，沿東西軌道往往占用車架寬度。當多輪對同時工作時，一次只能使用一個輪對，不能在軸兩側分開作業，導致機動性差。

方案2：雙軸地球軌道龍門架結構模型。該方案的優點是可以避免吊車操作，車間占用較少的工作空間，操作更加方便靈活。同時可實現單輪對操作和輪對軸操作，工作效率高。缺點是需要躺在地上兩張幻燈片，大量的基礎建設，在東西方跟蹤總是占據某一幀的寬度，當多個應用同時工作時，只有一個一個輪對輪對的工作，不能分開兩邊的軸終端工作，可憐的流動性。

4 軸端裝配安裝典型錯誤的防范

在生產過程中，輪對軸端常見的安裝誤差包括螺栓過短/過長、安裝墊片缺乏/多、螺絲松動/螺絲錯位、盲孔、滑齒/工件變形等。預防措施如下：

（1）電動扭矩扳手內置傳感器可以實時檢測摩擦，螺栓收緊軟件可以分析和比較各種狀態下的旋緊扭矩-時間曲線和扭矩角特性曲線，計算出合格和不合格的安裝的閾值，并自動調整速度和扭矩，避免緊缺陷引起的過度的速度和扭矩的變化。

（2）軟、硬件結合，能自動檢測報警選錯螺栓，通過torkangle互控判別圖自動識別安裝錯誤報警[4]。

（3）在軟件設計中，同步考慮套筒選擇器與各工序之間的精確對應。如果套筒失效，聲音和視覺報警提示給出，以防止扭矩丟失。

（4）優化工藝管理卡控制，實時采集存儲各工藝點的扭矩值，并與工藝流的設定值進行比較，實現工藝卡控制。

5 可平衡重力及抵抗反力的擰緊裝置的設計

為了防止操作者在轉動軸端時受傷，提高工作效率，專門設計制造了一種與龍門結構配套的重力平衡防反力緊固裝置，代替傳統的反力臂。所述滑輪組固定在平衡滑軌上，滑軌位于水平方向。平衡滑軌的底部設有t形槽，t形槽上設有滑環。在彈簧其平衡器其一端進行連接滑環，在另外一端需要連接電動扳手其手柄吊環。本實用新型專利技術的兩端分別通過鉸鏈與電動扳手的手柄和滑輪組連接。在碳棒反應臂上相鄰兩個反應臂的連接處設置限位套，以增加相鄰兩個反應臂之間的摩擦力，增加抗壓強度[5]。與傳統的反應相比，彈簧平衡器和碳反應的手臂，當收緊，緊組織把扳手的位置靈活，員工可以很容易的找到與扳手螺栓孔的位置，實現了緊密的工作，完成了不同輪在軸端裝配操作，大大降低了勞動強度，提高工作效率。

6 結語

效用模型已成功應用于上海動車組先進維修裝配站，實現過程控制、工具管理、人事管理、扭矩管理、工具管理、數據記錄、識別以及監控等功能，讓車輪其軸端螺栓的預緊效率要更高，在進行軸端的安裝過程當中，需要嚴格按照相關標準進行安裝，從而確保按照工作的標準化以及信息化，對動車組輪對軸端檢修組裝的過程卡控起到了良好的示范作用。