轨道交通列车管路零件的互换性装配探索

刘兆武

摘 要：在机械行业中，零部件的标准化生产和装配，能够较大幅度提高生产效率，降低装配的采购和运输成本，尤其在轨道交通装备领域，标准化的部件能够实现不同车辆、不同车型的互换性装配，零件的适用范围更广。本文以轨道交通车辆的管路零件为研究出发点，以中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称“中车四方”）的生产为例，从车辆管路系统中的管座、管路设计、连接部件等方面开展深入分析，探索地铁和动车组车辆之间的管路设备如何实现互换性装配，是否可以通过外部零部件研发和内部设计思维改变来实现，提升轨道交通装备的生产效率，进一步优化地铁和动车组产品的精益改善层次，实现源头位置的降本增效。

关键词：地铁;动车组;管路;零部件;互换性装配

1互换性装配特点

在机械和装备制造维修领域，互换性是一种对生产过程的优化，通过采购同一技术标准和尺寸规格的零部件，能够实现所有采购零件的统一性，任何一个零部件在装配和维修中，都能与机器上的所需之处实现高度吻合，不会因为更换另一件配件而导致较大的偏差，实现性能、外观和检修的最高性能要求。我们可以看到，所谓互换性，具备两个明显的特点：一方面是指采购零部件的标准化，可以实现较强的适应性;另一方面，则是要求零部件装配或维修的机器部位，与标准化零件相吻合，也就是必须要实现装备个别部位的标准化。

截至目前，在全国的三千多列高速动车组中，“青岛造”高铁动车累计占全国运营动车组约60%，此外，青岛出产的地铁车辆约占全国的25%。实现轨道交通装备的零部件互换性装配，与我国轨道交通事业的发展现状密不可分。因此，基于庞大的动车组和地铁装备数量，以及交稿的制造和检修成本，如果能够实现一部分零部件的互通互换，不仅可以减少一大笔开支，还能在生产过程中降低采购工作量，提升现场的生产效率。

2轨道交通装备的管路类型

在轨道交通装备中，转向架由于位置特殊，是车辆的走行部位和支撑部位，所配备的管路设施较多，且内部复杂、重要性很强，在动车与地铁之间的管路互换性装配研究中，具有很强的代表性。在转向架上，管路大多数固定在梁上，只要包括制动管路和电线管路，前者起到车辆的制动作用，后者则主要用来保护内部管线不受外部伤害。因此，不论哪种管路零件，都要牢固的固定在转向架构造上，高速、雨雪、剧烈冲击和振动环境中保持自身稳定向，以及内部构造和零部件的安全。

尽管转向架在不同的动车组和地铁车辆上，显示出较大的差异，但管路设备的固定方式主要有两种，相对比较稳定，但在布设位置、材质和内部零部件的型号择优更大的区别。第一种固定方式是在转向架的构架上焊接管座，用管卡将管路设备固定在管座上，即固定式管座;第二种则是在构架上焊接滑道，然后将管路穿过滑道，再紧紧固定，即滑道式管座。

这两种固定方式各有优劣，具体要根据生产要求和运行环境来决定。固定式管座是将管座与转向架构架焊接到一起，已经成为转向架的组合部分，这种連接方式的优点是固定牢固，稳定性好，不容易因高频率振动而产生脱落，缺点是管路的管座位置不能移动，在后期的维修和改造中无法进行位置和幅度的调整。滑道式底座的优点是可以让管路与转向架构架接触，可以灵活滑动，优化改善时可调整的空间较大，缺点是固定紧密程度不足，容易在高速运行中发生位移和振动，导致部分性能的不可控，容易造成内部构造的脱落、损伤和老化。

中车四方股份公司研发制造的“和谐号”高速动车组、CR400AF“复兴号”高速动车组等一系列动车组产品，基本上选择固定式管座技术，布局在北京、天津、青岛、广州、温州、郑州等地的地铁产品，大多数选择滑道式管座，且个别车辆采用了固定式管座，并根据实际需求进行了细节微调。由于涉及到的转向架类型较多，尺寸、技术标准和设计思路各不相同，如何实现管路相关零件的互换性装配，是实现生产效率进一步提升的重要因素。

3以车辆管路设备为例谈互换性装配

3.1地铁转向架管路的互换性探索

地铁转向架主要适应低速运行状态，加速和减速频率高，要求快起快停，车辆受到的冲击力比较小，承载的轴重约为13吨。实现地铁车辆转向架的管路互换性装配，主要从管座类型和管路连接件等方面进行选择。

四方股份公司地铁车辆大多数选择滑道式管座，因为所受冲击力较小，主要选择其灵活性的特点，通过调整尺寸和位置，可以补偿构架和管路尺寸的误差，管路本身则并不需要调整。这种情况下，尽管外观上会有一定的设计区别，但可以通过管路和内部线路的更换，实现管路的互换性装配，因采购零部件不同批次或标准而带来的误差，灵活的滑道式管座，可以通过技术调整来优化适应性。对转向架构架和管路尺寸的精确度进行调整，根据一线生产的实际来看，可行性并不强，因为构架本身在焊接过程中，无法控制高温和焊接带来的变量。

3.2动车组产品的管路互换可行性分析

除了转向架，动车组的车下设备中，官路的安装管理也十分重要。在动车组的总装过程中，考虑到动车组的高速运行环境（时速超过300公里），大多数选择固定式管座，且应用比较广泛，确保了管路和内部设施的稳定性，确保各类零部件不会发生脱离。以中车四方股份公司的高速动车组产品为例，部分产品经过十余年的考验，证明了固定式管座连接是安全可靠的，不应该随意改动管座的固定方式，不宜随意改设计。尤其是在高速动车组运行60万公里后要面临“大修”，部分管路和设施要拆卸检修，在固定式管座的运用基础上，管路之间的衔接处，应该考虑使用方便拆卸的构造，避免造成周边在检修是受到损伤。

3.3轨道列车装备生产的标准化

实现互换性装配，除了对车辆各区域的规范化设计和施工，做好轨道列车装备产品的标准化生产与采购，也十分重要。首先，企业在采购和下发零部件时，要注意将批次、生产日期和车辆应用部位登记在册，方便以后的查询管理，确保零部件的布局科学合理;其次，在车辆不同部位的预加工过程中，要突出工具、工艺、技术指标等因素的统一性，通过工艺手段研究外媒评价，可以提升标准化和企业文化建设的层次。根据不同类型转向架运用的特点，选择合理的设计与施工方式来实现转向架管路系统互换性，将极大地减轻转向架配管工序工作量，同时也便于转向架后期的使用与维护。

4结语

根据不同类型转向架运用的特点，选择合理的设计与施工方式来实现转向架管路系统互换性，将极大地减轻转向架配管工序工作量，同时也便于转向架后期的使用与维护。笔者从自身工作经验以及当前国内主流动车组技术学习与消化过程中，总结出一些实现管路互换性的切入点，希望通过有目的性的研究与开发，在满足转向架安全运用首要前提下，尽可能地提高转向架制造工艺水平，以真正实现转向架管路部件的互换。

参考文献：

[1]高明，范骏波，孙儒超.高速动车组螺纹管路组装工艺[J].轨道交通装备与技术，2021（01）：52-54.

[2]刘刚，陈金彪，高志波，王常见.CRH3型动车组制动管路气密性试验方法研究[J].铁道车辆，2020，58（05）：38-39+6.

[3]张明宇.某车型动车组制动管路安装及检修工艺研究[J].科学技术创新，2019（06）：165-166.

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111）