影響頭罩和開閉機構安裝的原因分析及改進建議

黃迪波 段志軍 彭斌

摘 要：某型號動車組頭罩和開閉機構安裝會影響動車組生產周期，現有頭罩和開閉機構在安裝過程中存在的難點，造成大量人力、物料、時間耗費。本文簡要分析了現行動車組頭罩和開閉機構安裝方法，通過分析、對比，制定了提升頭罩和開閉機構安裝效率的優化措施，并通過后續批量生產裝配驗證，確定優化后的安裝方法更有利于現場裝配作業，為提升頭罩和開閉機構安裝效率積累了經驗。

關鍵詞：動車組；頭罩；開閉機構；安裝方法

0引言

在某型號動車組批量生產過程中，因車體制造誤差、供應商配件制造誤差、安裝過程累積誤差及設計圖紙結構問題等，動車組頭罩和開閉機構安裝嚴重制約了動車組批量生產裝配進度，從而造成制造成本浪費。本文主要從來料質量、設計源頭、現場裝配等方面進行原因分析，并提出解決方法，在保證頭罩和開閉機構匹配安裝，減少打磨修配前提下，探索提升動車組頭罩和開閉機構安裝優化的方法，以提高裝配效率，節約人力，縮短生產周期，避免安全隱患。

1頭罩和開閉機構組成

頭罩安裝在司機室鋼結構上部，結構為雙層聚酯玻璃鋼內填充泡沫的夾層結構。頭罩四周采用粘接的方式與司機室鋼結構相連。前窗、標輔燈、頭燈玻璃、頭燈均安裝在頭罩上。開閉機構安裝在司機室前端，采用玻璃鋼承載，開閉機構四周采用粘接、螺栓連接的方式與司機室前端鋼結構、頭罩相連。其主要由艙門、環形頭罩、運動機構、鎖閉機構等部件組成。以上部件安裝方式直接影響頭罩和開閉機構的裝配效率。

2頭罩和開閉機構安裝的影響因素

動車組頭罩和開閉機構安裝的關鍵影響因素主要為頭罩整體尺寸、開閉機構整體尺寸、車體司機室鋼結構尺寸準確性及頭罩開閉機構的結構設計合理性。

2.1 車體誤差因素

司機室車體是由低合金、高強度碳鋼材料焊接制作，且單節車體司機室長度約為4045mm，受碳鋼材料特性、焊接誤差及車體自身撓度影響，車體設計圖紙理論長度尺寸誤差為-3mm～+3mm，而動車組車體實物尺寸與理論值存在-5mm～+5mm偏差。后續裝配過程中部分尺寸鏈是以中心線為基準，導致頭罩和開閉機構部分安裝存在理論上縫隙、高度差不均勻的可能，影響頭罩和開閉機構整體外觀效果。

2.2 頭罩和開閉機構裝配誤差因素

開閉機構在設計結構上沒有考慮開閉機構安裝與頭罩、車體弧度匹配出現問題時產品結構上需可調整，開閉機構與頭罩、車體搭接弧度匹配處只有臺階面在3mm以內，才可以通過打膠作業人員來彌補。然而，弧度的臺階面都大于設計理論值，只能通過后期的人工現場打磨進行弧面匹配修配處理，且玻璃鋼材質打磨粉塵十分嚴重，對作業環境和打磨后的恢復造成嚴重影響。

2.3 頭罩和開閉機構質量問題因素

頭罩、開閉機構產品尺寸不符合設計圖紙要求。開閉機構尺寸超差，弧度不匹配；頭罩前端弧度尺寸超差；車體與開閉機構、頭罩接口處尺寸偏小；車體與開閉機構的接口處，車體尺寸公差要求過低；頭罩與車體前端的接口尺寸有偏差，分別為2494mm（頭罩）、2499.5mm（車體）。以上產品質量問題，工藝通過三維掃描儀結合設計三維圖紙模型進行了相關尺寸分析確認。

2.4 安裝過程裝配順序問題

頭罩和開閉機構安裝過程需考慮頭罩與車體的間隙寬度、間隙是否均勻，頭罩與車體之間是否存在高度差；開閉機構與車體的間隙寬度、間隙是否均勻，開閉機構與車體之間是否存在高度差；頭罩與開閉機構的間隙寬度、間隙是否均勻，頭罩與開閉機構之間是否存在高度差。因此，頭罩和開閉機構必須同時進行匹配安裝，確保頭罩、開閉機構及車體的間隙寬度、間隙均勻、高度差滿足技術要求后才能進行機械連接和預緊固。

2.5 頭罩和開閉機構結構設計問題

頭罩上的安裝座數量和位置將影響頭罩與車體齊平、間隙均勻的調整。開閉機構內壁與車體安裝座距離過小，容易出現接磨，影響開閉機構安裝過程中的調整。開閉機構與車體缺少橫向的連接結構，開閉機構無法調整。車體定位銷與開閉機構安裝孔間隙過小，現場安裝過程調整受限，開閉機構接口處玻璃鋼容易產生變形。

3優化頭罩和開閉機構安裝采取的方法

綜合分析以上影響頭罩和開閉機構安裝的影響因素，提升頭罩和開閉機構的安裝效率及外觀質量關鍵是頭罩和開閉機構緊固安裝的順序，車體、頭罩及開閉機構的外形輪廓尺寸準確性。因此，提升頭罩和開閉機構安裝效率及外觀效果的優化措施有以下幾點。

3.1 優化開閉機構緊固件安裝順序

開閉機構采用玻璃鋼承載，受力容易產生變形，且輪廓尺寸與檢驗樣板吻合度不應大于1.5mm，主要通過左、右兩個定位銷和6個安裝座與車體進行匹配安裝。安裝過程中先緊固開閉機構兩側的Z字形安裝座將導致開閉機構的變形集中產生在開閉機構的中部輪廓位置，如果先緊固中部的安裝座將導致開閉機構的變形集中產生在兩側輪廓位置。因此，根據現場頭罩與開閉機構的搭界處弧度高度差實際情況，針對性的采取不同方式螺栓緊固順序可以調整開閉機構和頭罩的高度差，有效避免開閉機構安裝誤差累積在某個位置。

3.2 優化頭罩加墊及固定方式

頭罩縫隙主要是指頭罩與車體之間縫隙、頭罩與開閉機構之間的縫隙，頭罩高度差主要是指頭罩與車體直接的高度差、頭罩與開閉機構之間的高度差。目前頭罩是通過左右兩側各三個安裝座與車體焊接安裝座螺栓緊固連接，高度差通過在緊固件增減調整墊片方式來實現高度差的調整。但頭罩跨度尺寸在4000mm以上，安裝座間隔距離較大，且頭罩為玻璃鋼材質，易受力變形。同時，在安裝過程出現兩個安裝座直接的頭罩與車體高度差超差的情況，頭罩前端與車體直接縫隙超差的情況。因此，在頭罩上增加安裝座的數量，同時在頭罩安裝過程施加外力和調整墊控制頭罩與車體的縫隙，待粘接完成后再取消外力可避免高度差、縫隙超差的問題。這樣既解決了車體誤差和配件尺寸質量問題造成的縫隙不均勻、高度差超差的影響，同時也滿足了頭罩和開閉機構安裝減少修配打磨的要求。

4 優化后的工藝方法驗證

為驗證頭罩和開閉機構優化的安裝方法，對該型動車組共計6臺車，6個頭罩和開閉機構安裝過程進行總結驗證。過程中因1臺車頭罩質量問題進行了局部打磨返工處理，其余車都實現了零打磨修配安裝，后續車在安裝方法優化及現場作業人員經驗積累的情況下，頭罩和開閉機構的安裝效率、降低安裝過程修配打磨量及外觀效果明顯大大提高。因此，總體來看采取相應的安裝方法優化后，頭罩和開閉機構安裝效率由原來的每臺車需要對頭罩和開閉機構進行修配打磨，優化至現在的基本可以實現零打磨，這大大縮短了頭罩和開閉機構的安裝時間，有效提高了生產效率，縮短了動力集中型動車組的生產周期。

5 結束語

本文通過分析現有動車組頭罩和開閉機構安裝影響因素，并針對此問題探索、研究了最簡單可行的安裝措施，通過現場跟蹤、安裝進度分析驗證了所優化安裝方法的有效性，大大降低了頭罩和開閉機構安裝的作業時間。這說明，對動車組頭罩和開閉機構安裝方法的優化是可行的，同時為后續車型的頭罩和開閉機構安裝提供了依據。

參考文獻：

[1]金希紅.高速動車組車頭蓋開閉裝置的開發[J].機車電傳動，2006，（6）：8-10.

[2]劉輝，陳凱.我國高速動車組前開閉機構對比分析[J].鐵道車輛，2016，54（1）；26-30.

[3]王趙華，謝紅兵，何中建，等.動車組前端開閉機構研究與設計[J].技術與市場，2017，23（2）：11-12