轉向架軸承檢修與組裝工藝優化研究以及智能化技術方案實施

李長飛

摘 要：軸承是車輛走行部的關鍵部件，其檢修及組裝的質量關系到車輛運行的安全。加強鐵路客車車輛轉向架軸承檢修，有必要在工藝上進行優化，在技術上不斷進行革新。本文分析了柳州機車車輛有限公司客車轉向架軸承檢修和組裝工藝流程存在的問題，提出了智能化技術方案并進行了實施。通過智能化和信息化建設，實現了對軸承檢修組裝工藝的優化和質量控制。

關鍵詞：軸承檢修 組裝 工藝流程 智能化

中圖分類號：U27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0082-02

隨著我國軌道車輛快速發展和新技術的應用，研究、發展及推進鐵路車輛運行安全的技術，已經成為重要的課題。軸承作為客車轉向架運行安全的關鍵部件，在檢修和組裝過程也需要適應新技術、新工藝、新形勢的變化。因此，對軸承檢修和組裝業務在產能、布局、工藝能力等方面進行提升，是保證輪軸檢修質量的必然趨勢。本文對柳州機車車輛有限公司軸承檢修和組裝工藝流程存在的問題進行分析，提出了智能化技術方案并進行了實施。其結果可為進一步完善其他配件的檢修智能化、信息化建設提供參考。

1 軸承檢修和組裝現狀及存在的問題

1.1 工藝流程

軸承檢修和組裝的工藝流程如圖1所示。

1.2 檢修工藝流程現狀

（1）軸承檢修工藝流程。軸承檢修工藝流程除外觀檢查，組裝前清洗外，均配備有檢修設備，但只是將設備分布在軸承檢修間內，所有軸承的運輸方式依靠小車和人工搬運方式進行。現車間軸承檢修工藝布局陳舊，沒有形成檢修流水作業。

（2）軸承軸箱組裝工藝流程。軸承軸箱組裝工藝流程中各工序操作主要依靠人工操作，在防塵擋圈組裝、內圈熱裝工序配備有熱干燥箱，軸承軸箱組裝工序配備有智能化扭力扳機、注脂機。防塵擋圈組裝、內圈熱裝工序在同一工位作業，整個作業過程同樣沒有形成流水作業。

1.3 存在的問題

（1）工藝布局問題。公司于1996年將車輛檢修能力由500輛/年擴能升至800輛/年，但隨著鐵路運輸形勢的發展，近幾年廠修客車均超過了900輛/年。軸承檢修及組裝場地小，生產臺位不足制約客車檢修能力的提升的問題日益突出。在工藝流程上，軸承檢修存在逆向物流，軸承進出均使用同一工位及設備，軸承檢修作業交叉替換，工作效率不高。

（2）設備問題。設備使用時間長，性能老化，維護工作量較大。同時，關鍵設備不足，輪軸自動組裝機等關鍵設備未配備，無自動化傳輸線，工人作業勞動強度大，制約生產效率的提高。

（3）信息化處理問題。信息主要依靠人工記錄，手工填寫及錄入，對資料統計分析，梳理、查找規律仍主要依靠原始記錄人工整理，不能通過信息化及大數據分析提高生產、質量、材料等管理的能力。

2 原因分析

2.1 工藝流程分析

（1）廠房限制造成工藝流程不順暢。為適應產量的逐年增加，車間逐步增設了一些設備、人員，而工藝布局卻沒有進行擴建改造。輪對收入同溫線距離短，不能滿足儲備需求，防塵擋圈組裝、軸承內圈組裝崗位沒有分區設置，配件緩存區不足等，廠房面積已難以滿足生產需求。

（2）工藝設置沒有形成流水檢修線。在工藝流程設計上，受到原布局的約束不能形成流水作業，現工藝布局流程不合理，軸承軸箱組裝工序各配件基本為在同一工位作業，物料流轉路線不順暢。

2.2 設備因素分析

（1）設備陳舊及性能老化。軸承檢修工序主要設備使用時間長。軸承檢測設備軸承檢測間裝備使用年代比較久，主要設備16臺（套）中，使用時間超過10年的占50%，近三年也僅有客車輪對軸承磨合機進行了更新。

（2）缺少設備。由于場地約束新増設備效果，軸承檢修工序各設備按區域擺放，設備智能化、自動化程度低。軸承、軸箱運輸缺少自動化傳輸設備，缺少輪軸自動組裝機等導致能力不健全。

2.3 信息化管理問題分析

（1）輪軸承檢修組裝工藝在陸續的建設過程中，智能化、信息化管理進程緩慢，所有的數據只能依靠人工錄入進行存盤，技術統計、生產報表也主要依靠人工進行梳理統計，缺少信息化及大數據管理導致工作效率不高。

（2）設備陳舊缺少智能接口。原使用的大多數設備智能化程度低，探傷設備、軸承檢測設備沒有為信息化建設預留接口，各數據獨立存儲，不能相互連接，信息無法共享。

3 工藝改進與智能化技術方案建設

3.1 基礎設施建設，工裝設備配備

3.1.1 擴建生產場地

（1）軸承檢修間改造。根據流水線生產場地需求及按區域功能區分要求，擴建軸承檢測間，并重新裝修，安裝中央空調，工業除濕機等保證軸承檢測的環境條件。同時，擴建場地具備雙線流水作業能力，可應對軸承檢修作業的繼續增長需求。

（2）軸承軸箱組裝間改造。按防塵擋圈組裝→軸承內圈組裝→軸承軸箱組裝→壓蓋組裝→前蓋組裝每工位一輛車的需求擴建軸承軸箱組裝間，對軌道進行配套設備改造，并對組裝間進行重新裝修，安裝中央空調，工業除濕機等。

3.1.2 增加關鍵工藝裝備

（1）軸承檢修間：根據流水線生產場地布置，新增按軸承清洗→軸承探傷→軸承二次清洗→軸承檢測→軸承精洗流水線作業流程的傳輸線一條，新增軸承清洗機3臺，環形件探傷機2臺，滾柱探傷機1臺，更新軸承檢測系統1套。

（2）軸承軸箱組裝間：在各組裝工序均增加設備，新增輪軸自動組裝機1臺，自動注脂機1臺，前蓋扭力智能扳機1臺，更新改造軸端智能扳機。同時各工位均增加輪軸組裝升降臺，作業時可將輪對提升，避免彎腰作業，降低勞動強度。

3.2 檢修流程優化

（1）軸承檢測流水線設置。軸承檢測間按功能設置軸承初洗間、探傷間、二次清洗間、檢測間、精洗間、存放間等獨立區域，各區域用玻璃隔墻隔離，軸承通過傳輸線在各區域形成流水線生產。

（2）軸承組裝流水線設置。軸承組裝流水線按區域依次設置防塵擋圈組裝、內圈組裝、軸承軸箱組裝、壓板組裝、前蓋組裝、輪軸磨合工位，作業過程均為單向物流，流水線生產。

（3）配件緩存區設置。緊靠在軸承軸箱組裝場地一側設置配件同溫及測量區，用于檢修好的軸承軸箱組裝附件，配件分類定置存放。同溫間至輪軸組裝區增加自動傳輸線一條，新增檢修合格輪對存放線一條。

3.3 檢修及組裝智能化技術方案建設

3.3.1 建設軸承檢測過程智能控制系統

根據軸承檢修工藝流程建立智能控制系統，系統具有軸承檢修過程信息采集、信息追溯功能，對作業工序進行實時卡控，不合格項發送報警信息，實現操作無紙化、流程強制化、過程信息化。

（1）在軸承收入工序，通過CCD智能識別系統，對軸承制造信息進行自動識別采集并形成二維碼，通過激光打標機將二維碼打在軸承上，并將數據存儲到智能控制系統信息庫中。

（2）在軸承探傷工序，采用二維碼識別器識別軸承信息，磁粉探傷觸屏確認采集數據，將之前“人工觀察，手工輸入”的舊有模式升級為“二維碼讀取，菜單式確認”的數字化采集模式。探傷信息自動存入對應的數據庫。

（3）在軸承檢測工序，檢測過程利用掃碼儀掃描配件，使用高精度的光柵位移傳感器自動采集測量軸承尺寸，將軸承檢測信息自動傳輸到服務器。

3.3.2 建設客車軸承選配智能控制系統

軸承信息檢測完成后，通過掃碼自動進入軸承庫，并將庫位信息傳到軸承選配系統。同時，輪對軸頸測量時數據也自動錄入選配系統， 軸承與輪對通過軟件分析代替人工選擇，實現軸承與軸頸精準、高效選配。同時，系統有與KMIS系統的接口，可將信息傳輸到KMIS系統，避免重復的數據錄入。

3.3.3 建設輪對軸承智能組裝系統

通過PLC自動化控制，軸承軸箱組裝作業時軸箱通過傳輸線直接傳輸到軸承軸箱組裝機進行自動組裝，并且與軸承自動注脂機聯合，實現組裝、注脂一步到位。

3.3.4 建立智能化生產指揮系統

以庫存管理、物料需求管理為基礎，建立運用計算機控制來進行生產決策的生產指揮系統，實現缺料預警、生產動態展現功能，精確安排生產和處理出現的問題。

4 結語

優化軸承檢修和組裝工藝流程，采用自動化、智能化技術，是適應鐵路新技術、新形勢的需要。在方案制定中，以生產工藝流程流水生產為原則，工藝設計、設備選型及布置確保工序間的合理銜接，以智能化、信息化為目標進行系統建設。目前，系統運行穩定，能滿足各項設計要求。通過對方案的實施，軸承檢修及組裝能力得到大幅提升，智能化、信息化的技術應用保證軸承檢修和組裝的工藝品質。

參考文獻

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