通用型工装的开发和推广应用

王 雄

(中铁宝桥集团有限公司，陕西 宝鸡 721000)

1 概述

工装是主要用于工件在加工时的定位，它的结构和定位基准的选择，直接影响加工质量、生产效率和成本。随着产品加工精度要求的提高，为了确保产品质量的稳定性，以及提高生产效率和降低制造成本，对工装的定位精度、装卡稳定性、装卡变形控制以及工装的通用性提出了更高的要求。因此，在工装设计过程中，要结合产品类型、产量、设备和场地情况，综合考虑将结构相似、批量大的产品集中设计工装，并对工装的稳定性、强度等采用快速建模分析验证，在满足产品加工精度和工期等要求的前提下，最大限度的降低工装制造成本，减少更换工装的辅助时间，提高工装、场地和设备等资源的利用率。

道岔是铁路轨道的重要组成部分和关键设备，其发展的水平集中体现了一个国家铁路轨道的发展水平。如何在发展的过程中，保证列车高速、安全的运行，提高列车运行的平稳性和乘坐的舒适性，在道岔设计、制造、铺设和运营维护过程中，全面提升研发技术水平、质量控制措施和规范相关运营维护制度，实现与铁路轨道的同步发展，提高我国铁路道岔技术水平。

2 我国铁路道岔现状及发展

道岔的技术水平比较集中地反映了一个国家铁路轨道的发展水平，同时，作为衡量道岔主要性能指标的直向过岔速度和侧向过岔速度，从一个方面比较集中的反映了铁路装备的整体水平。我国铁路道岔工业从无到有、从小到大，道岔品种从“轻、小、老、杂”发展到具有一定规模和水平，基本同步或稍滞后于铁路轨道的发展。铁路多次提速工程有力的促进了道岔技术的发展，随着客运专线建设的推进，道岔的重要作用再一次凸现出来。机遇极为难得，挑战空前严峻，道岔工作者要抓住这个有利时机，努力工作，把我国铁路道岔技术提高到新水平，为建设世界一流的客运专线做出应有的贡献。

铁路跨越式发展思路为铁路发展描绘了宏伟蓝图，在大中城市间发展客运专线，在人口稠密地区发展城际铁路，加快形成覆盖我国主要城市的快客运网。客运专线的建设为道岔技术的发展开辟了广阔的前景，我国铁路道岔与各工业发达国家相比，存在的差距是明显的。我们按照“先进、成熟、经济、实用、可靠”的技术方针，采用引进先进技术，联合设计制造，自主设计的思路，打造中国铁路道岔品牌。

3 通用型工装应用的必要性

3.1 应用背景

高速铁路道岔在工厂内实际生产制造时，需模拟线路使用工况，逐组进行厂内铺设，并安装电务装置进行工电联合调试，整体满足技术标准要求后，转辙器部分将尖、基轨和垫板及其他连接件组装为一个整体单元，并将直股和侧股配套成对发运。辙叉部分是将翼轨、心轨及垫板和其他连接件组装成为一个单元整体发运。这样在线路铺设过程中只需预留铺设空间，将各单元件整体吊运至安装位置，进行适当的配调工作即可。这样将轨件装配成组件整体发运，可以更好的控制产品质量，消除公差累计现象对线路铺设的影响，提高铁路线路运行的安全性、平顺性和舒适性。

随着市场竞争力的逐渐增大，市场供求关系的变化，产品订货量逐渐萎缩或不平衡，导致工厂在生产制造过程中很难出现大批量的单种类产品生产，并且随着道岔产品设计水平的提高，产品类型也在逐渐的转型升级变更，产品类型数量不断的增大。因此，在工厂的生产中，常存在多品种的小批量产品生产现象，且供货周期较短。致使生产过程中需投入大量的工装、场地和人员辅助操作工作等，无形中造成资源的浪费和工装利用率低下的现象。

目前，客专系列道岔在厂内生产过程均需逐组试铺，模拟现场铺设情况，研究设计一种通用型工装，可满足多个产品试铺，将极大的解决场地占用问题，减少辅助操作，降低制造成本，也能更好的适应产品不均衡和种类多、批量小的生产状况。道岔在厂内铺设是模拟现场工况进行，在岔枕上将垫板、胶垫、钢轨、螺栓等连接紧固件全部安装，并模拟线路安装电务装置进行搬动力、动程、不足位移等情况的测试。

国内客专系列高速道岔按速度和号码分，其占用的场地尺寸和面积如表1所示。

3.2 工装结构设计

从产品制造技术要求、结构特点、订货量等方面综合考虑，将60-42号、60-18号和60-12号客专道岔转辙器试铺工装进行结构优化，使其具有一定的通用性，在不反复布置工装的情况下，可以任意满足三种产品左、右开别的铺设。

表1 主要产品试铺场地占用面积

通过对几种产品结构特点的分析，基本结构上具有一定的相似性，主要不同之处在于长度不同、转辙角不同及牵引点处岔枕间距不同。产品订货合同量主要是60-18号较多、60-42号和60-12号较少。结合以上两方面的实际情况，将三种产品的左、右开别转辙器钉孔进行合理布置，首先将60-42号的左右开别对称布置，然后将60-18号左开和60-12号右开与60-42号转辙器前半部分重合布置，将60-18号右开和60-12号左开与60-42号转辙器后半部分重合布置。这样布置以后，再随时用于任意一种产品的试铺，在60-42号和60-12号道岔无订货时，前后分别可用于60-18号道岔转辙器的试铺，只要有客专道岔产品的生产任务，该工装的使用效率可达100%，且随时具备其他客专道岔产品的试铺。

工装结构的设计方面，该工装主要由支撑调节机构、钢岔枕横梁、定位装置和定位连接装置四大部分构成。其中钢岔枕横梁为钢板焊接结构件，规格为2 900 mm×300 mm×

200 mm，主要起支撑和定位条限位作用；定位装置是将各种产品的钉孔集中在一根长条之上，限制产品垫板铺设位置，并在中部设计了限位定位块，限制其左右位置，中部和两端设计了顶丝，将定位条与钢岔枕装配在一起；定位连接装置采用T型螺母和螺栓结构，将T型螺母安装在定位长条的卡槽中，主要用于垫板的限位和紧固。

在结构设计方面，主要考虑到整体结构强度的稳定性、加工工艺的可行性、制造成本和后期使用维护成本以及工装的通用性等方面，全面提高该工装在使用方面的优越性。在设计方面主要有以下几方面的先进性：

1)梁的整体结构采用钢板焊接结构形式，纵向设计了两块厚度30 mm的钢板，起主要支撑作用，两侧设计了加强筋，连接顶板和底板，使其具有更强的稳定性。中部设计了横向的支撑板，作为钉孔板安装支撑板,如图1所示。

2)将钉孔板、紧固螺栓、螺母和横梁分开设计，降低了加工难度，螺栓、螺母等易损件更换方便，后期使用维护成本低，如图2所示。

3)定位核心部位设计为可更换形式，扩大了工装的通用性，可广泛用于其他产品的试制试铺工作，如图3所示。

4 使用方法及效果

该工装主要用于客专高速铁路道岔厂内试制试铺使用，客专道岔转辙器通用型工装的设计和推广应用，可适用于多种产品的试铺调试，具有操作简单、精度高、使用寿命长等优点，可极大的解决工装利用率偏低、场地不足等问题，同时可减少大量重复性辅助操作任务，降低制造成本。

5 结语

通用型工装在企业生产制造过程中具有广泛的应用价值，在控制生产制造成本、提高生产场地利用率、减轻工人劳动强度等方面发挥着重要的作用，选用合适的结构来设计、制作工装，为现场选择合适的辅助工装，可以充分发挥设备的潜力，为企业创造更大的价值。