城轨车辆塞拉门安装定位工装的设计与应用

常玉祥，庞敬磊，郝伟伟，王印博，邱文辉

(中车唐山机车车辆有限公司 制造技术中心，河北 唐山063035)

根据以往各个城轨项目经验，车辆在淋雨试验过程中均出现过不同程度的漏雨、渗水等问题，经过现车尺寸测量分析，认为塞拉门密封压条与门扇密封胶条匹配度超差是造成漏雨问题的主要原因之一。为解决此问题，需提高塞拉门密封压条的安装精度。由于城轨车辆客室门一般都选用双扇塞拉门，其门口尺寸较大，且密封压条为分体结构，采用分块定位安装的工艺方法虽然能够保证各尺寸参数满足设计要求，但因车体外面平面度误差的影响，其整体弧度难以得到有效控制。由于门扇周圈密封橡胶条压缩量有限，在密封橡胶条与密封压条匹配性差的位置更容易产生压不紧或脱落的情况，造成漏雨。

通过塞拉门安装定位工装的使用，将密封压条分块人为测量控制变成机械式整体控制，可有效提高塞拉门密封压条的安装精度，更好地满足塞拉门的密封性要求，同时也可减少操作人员尺寸测量的工作量。

1 工装的设计

1.1 城轨车辆塞拉门密封结构

城轨车辆塞拉门系统如图1所示，主要由密封压条、驱动机构、门控器、门板、内外操作等结构组成[1]，其中对密封性产生影响的部位主要有门板和密封压条(图2)，密封压条的安装精度是影响整车密封性的主要因素。

从组装工艺的角度分析，为更好地提高塞拉门的密封性，需严格保证密封压条的整体安装精度，使得门板周圈密封橡胶条与密封压条良好贴合，起到整体密封的作用[2]。

1.2 塞拉门安装定位工装设计

城轨车辆塞拉门安装定位工装如图3所示，该工装用铝型材作为骨架，根据塞拉门密封压条的弧度，对骨架进行折弯，使工装轮廓与密封压条相近，以减少尼龙垫块的加工量，更好实现工装的轻量化及实用性。工装骨架中间设有横梁保证其有足够的刚度，避免在工装使用过程中因自身的变形而产生误差。

1.吊装块；2.驱动机构；3、8、15.密封压条；4.门控器； 5.紧急解锁钢丝绳；6.紧急解锁；7、11、13、14.旋转立柱； 9、16.门板；10.隔离锁；12.门槛。图1 城轨车辆塞拉门系统

图2 城轨车辆塞拉门密封结构

图3 城轨车辆塞拉门安装定位工装

根据塞拉门密封压条的结构在工装周圈设有尼龙垫块，保证每块分体密封压条至少由3块尼龙垫块定位，尼龙垫块定位面需整体数控加工，保证其精度不低于0.1 mm。在工装四角位置的尼龙垫块设计为台阶式结构，第1个台阶面与车体接触，第2个台阶面与密封压条接触，2个面间距为17 mm，该尺寸为塞拉门安装图纸中对密封压条定位的关键参数。

工装下部设有可调整的定位块用于工装的纵向定位，当个别车体门口误差较大时，可通过调整此处的定位块高度来实现工装整体的纵向移动，但多数情况下部定位块无需调节。

整体工装框架通过风动吸盘与车体吸附连接，为保证工装四角位置尼龙垫块与车体良好贴合，吸盘后部设有螺纹调节机构实现工装整体的垂向调整。调整过程中吸盘本身不动，一般情况下首辆车调整工装位置后，后续无需重复调整，个别因车体或物料误差较大的车辆除外。

1.3 工装的柔性化实现

一般情况下，城轨车辆项目的生产周期较短，不同城轨车辆项目塞拉门外形结构均有些差异，加上塞拉门安装定位工装占用空间较大，若为每个项目都配置一套工装不仅成本较高，也不满足精益化生产的要求。故需要从柔性化角度对工装进行设计，以满足一个工装对不同项目的通用性。表1为几种不同地铁车辆门系统尺寸。

表1 不同地铁车辆门系统尺寸对照表 mm

如表1所示，各车型双扇塞拉门系统尺寸参数较为相近，为满足工装的柔性化设计要求，工装铝合金骨架结构在设计时选用尺寸最小的天津地铁1号线塞拉门的尺寸参数作为设计输入。除伊兹密尔项目外，其余地铁项目门板形式均为曲面，从各车型门板曲面三维图对比来看，弧度略有偏差但不影响工装的柔性化设计。工装的折弯弧度以天津地铁1号线为参考，再通过加工不同的尼龙垫块来弥补各车型之间的弧度差[3]。

固定在工装骨架上部的尼龙垫块尺寸可以通过工装整体加工时进行控制，根据不同项目定制不同规格的尼龙垫块，要求各尼龙垫块接口一致，安装完成后统一用三坐标检测仪器检查合格后使用。工装纵向可通过更换下部定位块，以适用于不同高度的塞拉门密封压条的安装使用。为满足不同开度塞拉门对工装卡紧的要求，工装上部的卡紧机构设计为横向可调整结构。

综上，同一塞拉门安装定位工装可通过更换尼龙垫块的方式实现多种城轨项目间的相对通用化及柔性化。调查显示，城轨车辆产品的塞拉门结构大多与上述调研的几种车型相近，该工装设计方案在后期城轨车辆项目中具有广泛的应用前景。柔性化的实现可降低后续项目的工装制作成本和维护成本，同时也给车间厂房留出更多的物料存储空间，有利于精益化生产。

2 工装的应用实例

根据以上设计方案制作完成后，该工装已经成功应用在福州地铁2号线项目上，如图4所示。

图4 塞拉门安装定位工装的应用

现车应用过程中，该工装起到两方面作用：一是在车下将塞拉门密封压条放置在工装上检查密封压条弧度的准确性，若偏差较大，需根据实际情况调整或者更换；二是塞拉门密封压条安装时通过工装进行定位，这也是该工装的最主要作用。使用时将密封压条预先放置于安装位置，用吊装设备移动塞拉门安装定位工装至门口，调整工装至正确位置，定位好后打开风源，将工装通过吸盘与车体吸附固定。密封压条与工装上的尼龙垫块贴合后卡紧，再将密封压条固定在车体上，通过该工装可有效地确保固定过程中密封压条自身无变形，同时在密封压条固定过程中通过使用该工装进行有效定位，减少了繁琐的尺寸测量工作[4]。

塞拉门密封压条的准确定位降低了塞拉门机械调整的难度，使塞拉门机械调整过程中极少出现门板关不严、关不上等异常问题。待塞拉门机械调整完成后，密封压条整体弧度的高度准确性可保证门板上部橡胶密封条与密封压条有效的搭接密封，保证门板周圈橡胶条的压缩量均匀、有效。福州地铁2号线车辆整车淋雨试验结果表明，塞拉门漏雨问题较前期城轨车辆项目有了明显的改善。