高速動車組模塊化安裝工藝簡介

李福祿　杜連濤　郭培斌

摘要：模塊化思想貫穿于產品的整個生命周期，模塊化作為先進的設計與制造方法在高速動車組上得到了廣泛的應用。文章以典型的車下管路模塊和車上布線模塊化安裝為例，介紹了一種不改變設計結構進行模塊化安裝的工藝方法。

關鍵詞：模塊化；高速動車組；安裝工藝；管路模塊；車上布線模塊 文獻標識碼：A

中圖分類號：U291 文章編號：1009-2374（2016）16-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.029

1 概述

模塊化思想是將復雜龐大的系統分解成多個規模較小的、相互間耦合性很小的模塊來實現。模塊化思想貫穿于產品的整個生命周期，從設計到工藝到制造，甚至延伸到市場開拓和售后服務階段。其每一個環節都可以通過模塊化思想來避免重復勞動，同時便于每個功能的標準化，最終達到降低成本、提高效率、便于維護和升級的目的。模塊化技術通過將一個復雜的工程產品優化分解成合理層次的簡化系列化單元模塊，并利用這些單元模塊組合成更多更新的通用功能和結構模塊。模塊化設計的思想萌芽于二戰期間的美國，形成于20世紀60年代日本造船業。目前模塊化設計已經在世界上多個國家、多個領域上取得了廣泛應用和巨大成就。軌道交通行業尤其是高速動車組是高端制造業，更應該推廣使用快捷、高效的模塊化設計方法。

高速動車組是一個集機、電、氣等為一體的復雜系統，設計和安裝均采用了高度集成的模塊化結構，如吊裝結構模塊化、管路模塊化、布線模塊化等。管路和線路是貫穿全列并連接不同零部件結構之間的紐帶，通過模塊化的設計不僅能提高工作效率，降低勞動強度，縮短生產周期，還能提高產品質量，便于檢修維護。

2 車下管路模塊化安裝介紹

車下空氣管路是承載和傳輸壓力空氣的一系列不銹鋼管的總稱，主要用于為各用風設備提高清潔干凈的壓縮空氣和傳遞壓力變化信號。動車組車下管路通過支架與車體底架C型槽連接，可分為端部空氣管路、中部管路安裝和車上管路安裝。其中端部空氣管路主要位于車體兩端轉向架上方，中部空氣管路主要位于車體隔墻之間，車上管路主要位于客室內木地板之下或車頂上。管路模塊化需要管路的安裝排布相對集中，安裝環境無阻擋，因此中部空氣關系比較適合模塊化安裝，典型的模塊化安裝如圖1所示。

管路采用薄壁不銹鋼管，滿足EN10216-5-2004標準，管路之間使用卡套連接，不同管路之間用不銹鋼支架組成管排固定在車體鋁地板下面的C型槽上。如圖2所示：

圖2 管固定結構示意圖

在使用尼龍管卡固定不銹鋼管時的螺栓較多且操作者抬頭作業不便于操作，容易造成疲勞。采用模塊化安裝時，先將管路在工裝上組裝成管排模塊，然后再翻轉整體安裝在底架上，這樣就縮短了整車組裝周期，并且提高效率。為了模擬車下安裝環境，使用鋁型材制作模擬C型槽的小車，將支架固定在小車上，用鋁板切割V型缺口定位管排寬度方向（如圖3），用木塊定位長度方向，有彎管定位的制作不銹鋼支架進行彎管定位。由于車輛鋁地板的C型槽是型材拉伸出來的，尺寸固定，因此管排模塊小車的C槽尺寸也是固定的，不同模塊只需要更換不同橫、縱向定位模板即可。制作管排以后將車輛車下制動管路安裝周期從2天縮短到0.5天，極大地縮短了整車生產周期。通過這種車下制作管排、車上整體安裝的方式，不僅減少了占用組裝臺位的時間，而且提高了布管的工藝性，便于調整管路的直線度，使管路安裝后無抗勁現象，同時也保證了管路的密封性能要求。

3 車上布線模塊化安裝介紹

高速列車整車電氣布線規劃設計是一項繁瑣而復雜的工作，電氣布線所遵循的線纜路徑走向設計文件對整車線纜的合理布局起著至關重要的作用。電纜線束路徑走向表是線纜路徑走向設計文件的具體表現形式。線束化避免了布線前期工作與車體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時也避免了不同功能區域之間布線的相互影響。

動車組車內天花板布線時要按照布線表將線束布置于線槽內，其中有許多線束路徑重合或只是末端出口路徑不同，需要多次走線，布線時線束拿起一束線就放導致的線束交叉，在過渡處交叉會導致后續工作進行返工，因為線束交叉會使以后做防護不能將線束防護到位而必須將交叉線束拽回再重新放到終止位置，這樣會浪費大量時間，基于此我們將線束進行歸類統一，將相同路徑的線束合并到一起進行布線，這樣就大大節省了布線時間。需要把布線表中的線束進行歸類，將線纜按照相同電壓等級、相同起始位置/終止位置，布線路徑一致的線束合并為一束進行放線，并對線束進行整體防護。布線工作的規范化，使線束出現交叉的現象降低，形成端部模塊化布線表。以變壓器車1位端部線槽為例，將其中一個線槽的線束進行統計以后得到相同走線路徑的變壓器車1位端部線槽線束統計表。按照線束表將線束打開放于地板上，標記線束長度以后將線束布置在線槽內。如圖5所示：

使用改進后布線表由4人一天的工作時間縮短到4人半天順利完成。而采用分線表不僅避免了線束的交叉，最重要的是這樣做節省了時間，比如說有兩束相同路經的線束一根一根的放和兩根一起放來比較，后者就省去了許多時間，提高了生產速度。

采用電氣布線模塊化的工藝方法，具有如下優點：可以在車輛總裝配之前將各個零部件的電氣布線模塊制作完成，模塊的制作相對獨立，可同時進行，節省裝配時間，提供勞動效率；在車輛進行總裝配時只需將各電氣模塊與車輛指定的接口安裝連接即可，簡化安裝過程，降低人為差錯，確保產品質量；在車下進行電氣布線模塊的準備和制作，不僅操作現場整潔有序，而且能降低勞動強度，便于操作和管理。

4 結語

模塊化安裝在生產過程中的探索始終是循序漸進的，在積累了一定的生產經驗以后都可以摸索出結構規律，并且根據結構特點進行歸納總結，根據零部件的接口形式、排布方式以及安裝工序進行模塊化工藝設計，通過模塊化的工藝設計，不僅能增強對不同產品的適應性，而且能減少組裝臺位的占用時間，降低零部件組裝的勞動強度，有效地控制裝配質量，是提高產品性能、保證產品質量、降低生產成本、提高產品競爭力的一個非常有效的方法。

參考文獻

[1] 劉云虎，梁軍，楊浩.地鐵車輛管線模塊化設計[J].機車電傳動，2009，（3）.