转向架轴承检修与组装工艺优化研究以及智能化技术方案实施

李长飞

摘 要：轴承是车辆走行部的关键部件，其检修及组装的质量关系到车辆运行的安全。加强铁路客车车辆转向架轴承检修，有必要在工艺上进行优化，在技术上不断进行革新。本文分析了柳州机车车辆有限公司客车转向架轴承检修和组装工艺流程存在的问题，提出了智能化技术方案并进行了实施。通过智能化和信息化建设，实现了对轴承检修组装工艺的优化和质量控制。

关键词：轴承检修 组装 工艺流程 智能化

中图分类号：U27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（c）-0082-02

随着我国轨道车辆快速发展和新技术的应用，研究、发展及推进铁路车辆运行安全的技术，已经成为重要的课题。轴承作为客车转向架运行安全的关键部件，在检修和组装过程也需要适应新技术、新工艺、新形势的变化。因此，对轴承检修和组装业务在产能、布局、工艺能力等方面进行提升，是保证轮轴检修质量的必然趋势。本文对柳州机车车辆有限公司轴承检修和组装工艺流程存在的问题进行分析，提出了智能化技术方案并进行了实施。其结果可为进一步完善其他配件的检修智能化、信息化建设提供参考。

1 轴承检修和组装现状及存在的问题

1.1 工艺流程

轴承检修和组装的工艺流程如图1所示。

1.2 检修工艺流程现状

（1）轴承检修工艺流程。轴承检修工艺流程除外观检查，组装前清洗外，均配备有检修设备，但只是将设备分布在轴承检修间内，所有轴承的运输方式依靠小车和人工搬运方式进行。现车间轴承检修工艺布局陈旧，没有形成检修流水作业。

（2）轴承轴箱组装工艺流程。轴承轴箱组装工艺流程中各工序操作主要依靠人工操作，在防尘挡圈组装、内圈热装工序配备有热干燥箱，轴承轴箱组装工序配备有智能化扭力扳机、注脂机。防尘挡圈组装、内圈热装工序在同一工位作业，整个作业过程同样没有形成流水作业。

1.3 存在的问题

（1）工艺布局问题。公司于1996年将车辆检修能力由500辆/年扩能升至800辆/年，但随着铁路运输形势的发展，近几年厂修客车均超过了900辆/年。轴承检修及组装场地小，生产台位不足制约客车检修能力的提升的问题日益突出。在工艺流程上，轴承检修存在逆向物流，轴承进出均使用同一工位及设备，轴承检修作业交叉替换，工作效率不高。

（2）设备问题。设备使用时间长，性能老化，维护工作量较大。同时，关键设备不足，轮轴自动组装机等关键设备未配备，无自动化传输线，工人作业劳动强度大，制约生产效率的提高。

（3）信息化处理问题。信息主要依靠人工记录，手工填写及录入，对资料统计分析，梳理、查找规律仍主要依靠原始记录人工整理，不能通过信息化及大数据分析提高生产、质量、材料等管理的能力。

2 原因分析

2.1 工艺流程分析

（1）厂房限制造成工艺流程不顺畅。为适应产量的逐年增加，车间逐步增设了一些设备、人员，而工艺布局却没有进行扩建改造。轮对收入同温线距离短，不能满足储备需求，防尘挡圈组装、轴承内圈组装岗位没有分区设置，配件缓存区不足等，厂房面积已难以满足生产需求。

（2）工艺设置没有形成流水检修线。在工艺流程设计上，受到原布局的约束不能形成流水作业，现工艺布局流程不合理，轴承轴箱组装工序各配件基本为在同一工位作业，物料流转路线不顺畅。

2.2 设备因素分析

（1）设备陈旧及性能老化。轴承检修工序主要设备使用时间长。轴承检测设备轴承检测间装备使用年代比较久，主要设备16台（套）中，使用时间超过10年的占50%，近三年也仅有客车轮对轴承磨合机进行了更新。

（2）缺少设备。由于场地约束新増设备效果，轴承检修工序各设备按区域摆放，设备智能化、自动化程度低。轴承、轴箱运输缺少自动化传输设备，缺少轮轴自动组装机等导致能力不健全。

2.3 信息化管理问题分析

（1）轮轴承检修组装工艺在陆续的建设过程中，智能化、信息化管理进程缓慢，所有的数据只能依靠人工录入进行存盘，技术统计、生产报表也主要依靠人工进行梳理统计，缺少信息化及大数据管理导致工作效率不高。

（2）设备陈旧缺少智能接口。原使用的大多数设备智能化程度低，探伤设备、轴承检测设备没有为信息化建设预留接口，各数据独立存储，不能相互连接，信息无法共享。

3 工艺改进与智能化技术方案建设

3.1 基础设施建设，工装设备配备

3.1.1 扩建生产场地

（1）轴承检修间改造。根据流水线生产场地需求及按区域功能区分要求，扩建轴承检测间，并重新装修，安装中央空调，工业除湿机等保证轴承检测的环境条件。同时，扩建场地具备双线流水作业能力，可应对轴承检修作业的继续增长需求。

（2）轴承轴箱组装间改造。按防尘挡圈组装→轴承内圈组装→轴承轴箱组装→压盖组装→前盖组装每工位一辆车的需求扩建轴承轴箱组装间，对轨道进行配套设备改造，并对组装间进行重新装修，安装中央空调，工业除湿机等。

3.1.2 增加关键工艺装备

（1）轴承检修间：根据流水线生产场地布置，新增按轴承清洗→轴承探伤→轴承二次清洗→轴承检测→轴承精洗流水线作业流程的传輸线一条，新增轴承清洗机3台，环形件探伤机2台，滚柱探伤机1台，更新轴承检测系统1套。

（2）轴承轴箱组装间：在各组装工序均增加设备，新增轮轴自动组装机1台，自动注脂机1台，前盖扭力智能扳机1台，更新改造轴端智能扳机。同时各工位均增加轮轴组装升降台，作业时可将轮对提升，避免弯腰作业，降低劳动强度。

3.2 检修流程优化

（1）轴承检测流水线设置。轴承检测间按功能设置轴承初洗间、探伤间、二次清洗间、检测间、精洗间、存放间等独立区域，各区域用玻璃隔墙隔离，轴承通过传输线在各区域形成流水线生产。

（2）轴承组装流水线设置。轴承组装流水线按区域依次设置防尘挡圈组装、内圈组装、轴承轴箱组装、压板组装、前盖组装、轮轴磨合工位，作业过程均为单向物流，流水线生产。

（3）配件缓存区设置。紧靠在轴承轴箱组装场地一侧设置配件同温及测量区，用于检修好的轴承轴箱组装附件，配件分类定置存放。同温间至轮轴组装区增加自动传输线一条，新增检修合格轮对存放线一条。

3.3 检修及组装智能化技术方案建设

3.3.1 建设轴承检测过程智能控制系统

根据轴承检修工艺流程建立智能控制系统，系统具有轴承检修过程信息采集、信息追溯功能，对作业工序进行实时卡控，不合格项发送报警信息，实现操作无纸化、流程强制化、过程信息化。

（1）在轴承收入工序，通过CCD智能识别系统，对轴承制造信息进行自动识别采集并形成二维码，通过激光打标机将二维码打在轴承上，并将数据存储到智能控制系统信息库中。

（2）在轴承探伤工序，采用二维码识别器识别轴承信息，磁粉探伤触屏确认采集数据，将之前“人工观察，手工输入”的旧有模式升级为“二维码读取，菜单式确认”的数字化采集模式。探伤信息自动存入对应的数据库。

（3）在轴承检测工序，检测过程利用扫码仪扫描配件，使用高精度的光栅位移传感器自动采集测量轴承尺寸，将轴承检测信息自动传输到服务器。

3.3.2 建设客车轴承选配智能控制系统

轴承信息检测完成后，通过扫码自动进入轴承库，并将库位信息传到轴承选配系统。同时，轮对轴颈测量时数据也自动录入选配系统， 轴承与轮对通过软件分析代替人工选择，实现轴承与轴颈精准、高效选配。同时，系统有与KMIS系统的接口，可将信息传输到KMIS系统，避免重复的数据录入。

3.3.3 建设轮对轴承智能组装系统

通过PLC自动化控制，轴承轴箱组装作业时轴箱通过传输线直接传输到轴承轴箱组装机进行自动组装，并且与轴承自动注脂机联合，实现组装、注脂一步到位。

3.3.4 建立智能化生产指挥系统

以库存管理、物料需求管理为基础，建立运用计算机控制来进行生产决策的生产指挥系统，实现缺料预警、生产动态展现功能，精确安排生产和处理出现的问题。

4 結语

优化轴承检修和组装工艺流程，采用自动化、智能化技术，是适应铁路新技术、新形势的需要。在方案制定中，以生产工艺流程流水生产为原则，工艺设计、设备选型及布置确保工序间的合理衔接，以智能化、信息化为目标进行系统建设。目前，系统运行稳定，能满足各项设计要求。通过对方案的实施，轴承检修及组装能力得到大幅提升，智能化、信息化的技术应用保证轴承检修和组装的工艺品质。

参考文献

[1] 中国铁路总公司.铁路客车轮轴组装检修及管理规则[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[2] 陈雄信.轮轴检修实现信息化与自动化探讨[J].铁道车辆，2010，48（7）：30-33.

[3] 李兵祖.轮轴检修线改造及信息化管理的应用研究[D].兰州交通大学，2017.