轨道客车组装中气垫车应用与研究

2016-07-21俎玉玲中铁工程设计院有限公司北京100070

工业技术创新 2016年2期

关键词：工艺

俎玉玲（中铁工程设计院有限公司，北京，100070）

轨道客车组装中气垫车应用与研究

俎玉玲
（中铁工程设计院有限公司，北京，100070）

摘要：气垫技术一直在研发与推广中，因其可用于机车车辆、汽车、电力装备、航空航天、造船、核电站等大型设备生产中。本文在总结我国高速动车组生产工艺技术的基础上，提出在气垫车产品基础上实现轨道整车车辆运输的方案，还重点分析了气垫车在组装厂房内的应用，文章对整车制造与组装工艺布局具有参考意义。

关键词：高速动车；轨道客车组装；气垫车；工艺

引言

我国轨道交通线路里程快速增加，同时城市轨道交通也在加速发展，对轨道客车需求也越来越大，因此相关轨道客车（车辆）装备企业生产任务越来越重，产品质量要求越来越高，都在进行着技术改造和扩充产能，以适应市场需求。

在整个车辆生产过程中，组装是非常重要的工序，也是各大部件需要移动和对接的工程。经过学习国内外先进的生产与装配技术，国内传统客车的轨道生产线组装工艺改进为气垫车组装工艺，即使用气垫车将整车的庞大零部件准确运送到台位，并实施精准组装的生产工艺［1，2］。

1 气垫车工作原理及组装工艺

2 0 0 1年起，轨道客车装备企业的组装流程开始陆续采用气垫车组装工艺。株洲电力机车厂首先在组装厂房中采用气垫车运输整车工艺，实验性改进工艺装配在城市轨道车辆的组装厂房中。随着城市轨道车辆需求不断增加，以及动车组生产技术的引进，各轨道客车装备企业在扩建或新建厂房时，都陆续采用了这种先进的生产工艺。由于城市轨道和动车组用车辆的车底悬挂部件很多，因此非常适合气垫式、高架平台的组装方式。

1.1 工作原理

气垫车由中央控制室驱动单元控制，按照控制指令行走，具有准确到位、精准升降等功能。驱动单元配备有一个气动驱动单元，它能够在±90º方向旋转，从而实现前、后、左、右四个方向进行组装，以及曲线、甚至能够以车体为中心进行旋转运动。气垫的最大行进速度为25米/分钟，能够实现无级调速。可以根据用户要求，将最大速度限定在一个更小的数值。

气垫车是利用气体薄膜技术托起并移动负载的，具有承载力强、对地面无磨损、行走灵活、无污染、控制灵活及自动化程度高等诸多优点。以钢铁为结构铸成的气垫作为负载承载平台，通过对气垫内充入0.8～1.0Mpa的压缩空气，使气垫保持压缩空气不断喷出，在气垫与地面间形成一层气膜；当气垫充气到达一定压力后，使气垫车“浮”在地面上，从而气垫与地面之间摩擦力接近于0，所以气垫车可以实现平移、定位、转向、定点旋转等功能［3］。

1.2 气垫车结构及特点

气垫车主要由以下几部分组成：

（1）配有可以折叠的轨道轮，能够保证从气垫运输切换到轨道行驶；

（2）每个气垫运输设备内置有自动风管卷轴装置。当两个气垫盘一起工作时，第二个气垫盘能与前面的一个连接在一起；

（3）4个无负载轮：空载情况下的移动通过无负载轮来实现；

（4）缓冲和保护等安全装置：气垫车周围配备有钢制的缓冲器及可运动的保护刷，用来防止被冲撞和散落的碎物到气垫车下面，磨损气垫；还配备有声光报警装置，移动中出现故障可声光自动报警；

（5）控制系统：内置PLC控制系统和驱动单元；气垫的空气供应可根据负载重量和负载重心位置实现自动调整；

（6）遥控器：具有遥控单元；

（7）具有卷轴 SHR60/40-AM：其软管长度为60/40m，软管尺寸为NS30/40mm；

（8）气源供应/电源控制：从风管卷轴上拉出风管，并连接到现场配备的压缩空气气源上，可向气垫车供应空气；电源来自于蓄电池。

1.3 气垫车主要特点

气垫车的主要特点为：一是组装灵活。由两个25t（或30t）气垫盘组成，即可单独驱动输送车，又可以连在一起操作；二是功能准确可靠。整套系统可纵向、横向及360度移动或旋转，具有自动平衡气垫控制系统，具有起升平稳，精确同步，移动方便；三是维护方便。电气及机械传动部分具有防尘、防水功能。以25t气垫为例的技术参数如表1所示。

表1 设备主要技术参数

2 生产工艺布局

气垫车在组装厂房中的工艺台位布置，可归纳为两种：一种是横向布置，另一种是纵向布置。其中横向布置又分为两种：一是单侧组装高架平台布局方式，二是双侧组装高架平台布局方式。单侧组装高架平台布局如图1所示。

图1 单侧组装高架平台布局

在这种布局方式中，气垫车可以通过组装台位4与组装台位7之间的5m左右的气垫车通道进行运输，车辆从侧面经气垫车运输进出组装台位，而组装台4与5之间只留物料运输通道即可，而没必要留30m的气垫车通道。此种布局方式只需在车辆进出厂房时留有1个30m宽的气垫车转换通道即可。该种布局的优点：车辆进出台位方便，车下较大零部件可以从无高架平台的一侧送入车体底部，有利于车下零部件的安装；缺点是由于只有单侧平台，因此组装人员只能从一侧出入车体内部进行车内零部件的安装，同时安装车顶零部件时需要另行设置保护措施。

双侧组装高架平台的布局方式为每个台位的两侧都布置有高架平台。如图2所示。

图2 双侧组装高架平台布局

车辆从台位端部经气垫车运输进入组装台位，因此每两个台位之间需要布置一个横向的气垫车运输通道；这样车辆组装完成后，才能从台位一端由气垫车拖出来，运输到下一个工作台位。这种组装方式需要横向的气垫车运输通道较多，所以相应的台位数量就会减少。该种布局的优点：可以从车体两侧随意出入车体内部进行车内零部件的安装，并且组装用零部件存放在车体两侧的高架平台上，方便零部件的存取，同时有利于车顶零部件的安装。缺点为车下较大零部件的安装不方便，而且车间内需要有多条30m宽的气垫通道来进行台位转换。

纵向布置的方式就是将横向布置旋转90°，使台位垂直于厂房长度方向。该种布置方式需要组装厂房宽度为90m，即3个30m跨，其中上下2个30m跨布置组装台位，中间1个30m跨为气垫车运输通道，如图3所示。

图3 纵向布局方式

该种工艺布置的难点：气垫车运输通道两侧的柱子不能与台位干涉，台位处的车体要能自由出入，因此柱子间距有可能不一致，这样为厂房结构设计带来不便。但是这样的工艺布置中间一整跨为气垫运输通道，使整个厂房宽敞、明亮，效果非常好［4，5］。高架平台的布置同理也有单侧和双侧两种布置方式，在此不再叙述。

3 结束语

以上生产工艺是在总结国内外先进经验的基础上开发设计的，适合我国高速动车组及轨道车辆的组装生产工程布局。根据企业不同的生产习惯和生产过程中不同的侧重点，可选择不同的气垫车组装台位的布局方式。

目前该气垫车使用中存在的主要问题是地面维护费用较高，气垫设备为国外进口，易损易耗件供应不够及时。寻求并研发能够替代气垫车的胶轮车或者纳姆轮车非常必要，他们对地面要求相对较低，运行成本也相对较低，但是目前还未成功应用。气垫车在大型装备生产中的应用还是其他设备无法替代的，还被广泛采用中。

参考文献

［1］GB50016-2006《建筑设计防火规范》.

［2］GB/T13277-1991《压缩空气第1部分：污染物净化等级》.

［3］《DELU气垫简介》.

［4］GBZ1-2010《工业企业设计卫生标准》.

［5］GBZ2-2007《工作场所有害因素职业接触限值标准》.

Application Research of Cushion Vehicle in Railway Vehicle Assembly

Yuling Zu
（China Railway Engineering Design Institute co.， LTD， Beijing， 100070， China）

Abstract：Air cushion technology has been in researching，development and promotion， because its can be used in vehicles， large power equipment， automotive， aviation and aerospace， shipbuilding， nuclear power plants and large equipment manufacturing.In this article， on the basis of high speed vehicles production technology in our country， put forward transporting of vehicle scheme on air cushion vehicle during producting achieve the vehicle， also introduced the application of air cushion vehicle in assembly workshop.This paper has certain reference meaning to assembly process to the vehicle manufacturing ind ustry.

Key words：Railway Vehicle Assembly； Air Cushion Vehicle； Process

中图分类号：U273

文献标识码：A

文章编号：2095-8412 （2016） 02-147-04

DOI：工业技术创新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.010

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