地鐵車輛電氣預(yù)裝工藝裝備設(shè)計研究

魏義山

（紹興市軌道交通集團(tuán)有限公司，浙江 紹興312000）

1 工藝裝備設(shè)計目的

工藝裝備設(shè)計的目的在于降低員工的工作強(qiáng)度，提高員工的工作效率。

2 工藝裝備設(shè)計內(nèi)容

電氣預(yù)裝主要包含以下作業(yè)內(nèi)容：粗電纜下線切割、細(xì)電纜下線切割、電纜成束、連接器制作等。依據(jù)作業(yè)內(nèi)容及生產(chǎn)要求，明確了需要設(shè)計工藝裝備的種類、數(shù)量，如表1所示。

表1 設(shè)計工藝裝備的種類、數(shù)量

3 工藝裝備設(shè)計前期準(zhǔn)備

工藝裝備設(shè)計前期，主要進(jìn)行的是電氣預(yù)裝各類知識的學(xué)習(xí)。

學(xué)習(xí)內(nèi)容包括粗電纜下線切割、細(xì)電纜下線切割、電纜成束、連接器制作等工序方面的內(nèi)容。具體包括各工序工藝技術(shù)、文件、員工現(xiàn)場操作的學(xué)習(xí)，工藝裝備樣式、尺寸、設(shè)計思路的了解，員工對電氣預(yù)裝工藝裝備的理解和期望等。并根據(jù)廠房實(shí)際情況，對電氣預(yù)裝區(qū)域進(jìn)行合理的布局，明確各工藝裝備在區(qū)域內(nèi)的擺放位置。

4 工藝裝備設(shè)計

4.1 高位放線架（配套卡托）

對于細(xì)線纜下線切割工序，需要對線輥進(jìn)行合理的擺放。而高位放線架用于線徑較小的電纜線輥的擺放，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①放線架外形尺寸。長2 000 mm、寬2 500 mm、高4 000 mm。其中，放線架的長度是根據(jù)線輥的寬度設(shè)計的，2 m 的長度方向上設(shè)計成2個軸桿，每個軸桿1 m，可以放置1～3 個線輥。放線架的高度可以滿足在沒有天車的情況下，一位標(biāo)準(zhǔn)身高的作業(yè)人員對上下4 個軸桿進(jìn)行掛線輥?zhàn)鳂I(yè)。②支架由支撐立柱、橫梁、斜支撐、帶扶手的梯子、掛鉤、軸桿組成。采用冷軋鋼型材制作，使用三角形結(jié)構(gòu)組合而成。③掛線軸桿便于拆卸，滿足懸掛不同規(guī)格的線軸。其中，軸桿兩側(cè)的掛鉤也采用了可拆卸的形式，以方便損壞時更換。④高位掛線支架共4 層，每層2 個軸桿，可以同時掛8 個軸桿。高位掛線支架設(shè)有樓梯及工作平臺，方便進(jìn)行掛線操作。⑤支架經(jīng)過打砂處理后刷底漆和面漆，確保油漆表面光滑、不脫落、抗腐蝕。

4.2 大線放線架

對于粗線纜下線切割工序，需要對線輥進(jìn)行合理擺放。而大線放線架用于對線徑較粗的電纜線輥的擺放，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①放線架由架體、軸桿等組成，長1 040 mm、寬1 000 mm、高1 280 mm。其中，放線架的長度和高度均是根據(jù)線輥的寬度及半徑大小設(shè)計的。②每個放線架可同時放3 個線輥，卡托處為軸承裝置，放線架整體承重不低于2 t。由于粗線纜的線輥質(zhì)量大，因此，在卡托處設(shè)計雙滾輪軸承裝置，能有效減輕員工在拉線作業(yè)時的勞動強(qiáng)度。

4.3 小線存線架

對于下線切割完成后的小束線纜，在未進(jìn)入線纜成束工序時，需要對小線束進(jìn)行合理存放。

而小線存線架用于對半成品小線束的存放，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①每個存放架上設(shè)置20 個掛鉤，每個掛鉤承重不低于50 kg，掛鉤分兩排背靠背布置，每排設(shè)置5 個掛鉤，掛鉤長為300 mm，兩掛鉤間距為300 mm，上排掛鉤距地面1.6 m，下排掛鉤距地面0.9 m。其中，掛鉤的數(shù)量、承重、間隙等滿足單車單次制作的所有小線束的懸掛。②存放架為可移動式，共4 個車輪，其中后排2 個為萬向輪，車輪直徑150 mm。這種設(shè)計能滿足存放架移動周轉(zhuǎn)的需要。

4.4 大線切割平臺

對于粗線纜下線切割工序，從線輥中拉出的線纜，需要有相應(yīng)的支撐、測量、切割裝置，而大線切割平臺用于線徑較粗的電纜進(jìn)行切割作業(yè)，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①工作臺由12 組尺寸為2 400 mm×1 000 mm×800 mm 的臺案組成，總長為28.8 m；工作平臺骨架采用方管焊接。工作臺面采用木工板，表面用SUS304 不銹鋼材料，不銹鋼臺面厚度為1.2 mm，防火、耐磨、耐沖擊性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。臺面平整，臺面兩面有擋邊，擋邊尺寸為25 mm×25 mm×25 mm，臺面兩側(cè)均含刻度尺，刻度標(biāo)記方向相反；其中，工作臺的總長是根據(jù)車輛上所有等級的線束長度均小于28 m 而確定的。擋邊的設(shè)計是防止電纜在制作過程中的脫落，刻度尺的設(shè)計采用雙向標(biāo)記，可滿足2 個方向同時作業(yè)的需要。②不銹鋼臺面有刻度尺，10 mm 一個刻度，50 cm 和1 m 標(biāo)識顏色為紅色，其他顏色為藍(lán)色，距臺案端部前200 mm 無刻度，0 mm 刻度從距臺案端部200 mm處開始。單位刻度設(shè)計為10 mm，因為在所有的線纜切割文件中，線纜的長度均精確到厘米。臺案端部前200 mm 無刻度，是為了在線纜切割時留出切割剪刀的放置空間。

4.5 小線切割平臺

對于細(xì)線纜下線切割工序，從線輥中拉出的線纜，需要有相應(yīng)的支撐、測量、切割裝置，而小線切割平臺用于對線徑較細(xì)的電纜進(jìn)行切割作業(yè)，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①工作平臺由12 組尺寸為2 400 mm×1 600 mm×800 mm 的臺案組成，總長為28.8 m；工作平臺骨架采用方管焊接。工作臺面采用木工板，表面用SUS304 不銹鋼材料，不銹鋼臺面厚度為1.2 mm，防火、耐磨、耐沖擊性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。接頭處平整。其中，工作臺的總長是根據(jù)車輛上所有等級的線束長度均小于28 m 而確定的。②不銹鋼臺面有刻度尺，10 mm 一個刻度，50 cm 和1 m 標(biāo)識顏色為紅色，其他顏色為藍(lán)色，距臺案端部前600 mm 無刻度，0 mm 刻度從距臺案端部600 mm 處開始。在距臺案端部700 mm 處設(shè)置8 條U 形槽，該槽為鋁合金材質(zhì)，沿臺案通長放置，均勻分布（臺案寬度方向每200 mm 放置1 條），槽寬80 mm，槽深50 mm，槽內(nèi)不允許出現(xiàn)尖角、銳棱、毛刺等。在0 mm 刻度處設(shè)置線纜固定桿，固定桿為不銹鋼材料。其中，臺案端部前600 mm 無刻度設(shè)計，能實(shí)現(xiàn)線纜切割作業(yè)時切割剪刀的放置及線纜在穿過尼龍板到U 形槽的這段距離上線纜能夠平滑過渡的作用。而U 形槽的設(shè)計則能滿足兩組人員同時作業(yè)并且能一次性制作兩列車同一車型同一等級線束的要求。固定桿的設(shè)計則是為了達(dá)到在線纜切割作業(yè)時，使已經(jīng)切割完成的線纜不發(fā)生散亂的目的。③臺案端部設(shè)置過線用的1 600 mm×400 mm×60 mm 的尼龍板，尼龍板上設(shè)過線孔，過線孔邊緣采用圓弧倒角，經(jīng)過拋光處理，保證表面光滑。過線孔總計48 個，其中直徑30 mm 的共32 個，在上部分兩排均勻分布，直徑60 mm 的共16 個，在下部一排均勻分布，孔的分布采用與U 形槽槽口相對應(yīng)的原則。尼龍板的設(shè)計主要是對從高位放線架上過來的線纜進(jìn)行分類、分束，而大小孔的設(shè)計則是為了滿足不同線徑的線纜的作業(yè)需要。

4.6 成束平臺

對于線纜成束工序，線束的捆扎、成束、測量、連接器制作等需要有相應(yīng)的平臺裝置，而成束平臺用于各等級線纜的捆扎、成束及連接器制作，其主要的技術(shù)參數(shù)及各參數(shù)的設(shè)計原因如下：①工作臺案由12 組尺寸為2 400 mm×1 600 mm×800 mm 的臺案組成，總長為28.8 m。帶沖孔的上擋板尺寸為1 000 mm×2 400 mm，帶沖孔上擋板嵌入兩組合臺面之間，其安裝掛鉤后可懸掛工具，安裝懸掛架后可懸掛物料盒。工作臺骨架采用方管焊接。工作臺面用木工板、表面用SUS304 不銹鋼材料制作，不銹鋼臺面厚度為1.2 mm，防火、耐磨、耐沖擊性均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。臺面單面有擋邊，擋邊尺寸為25 mm×25 mm×25 mm。②不銹鋼臺面有刻度尺，10 mm 一個刻度，50 cm 和1 m 標(biāo)識顏色為紅色，其他顏色為藍(lán)色，距臺案端部前200 mm 無刻度，即0 mm 刻度從距臺案端部200 mm 處開始。③上擋板帶220 V 電源，共10個5 眼插座，每邊5 個，10 個錯開均勻分布在總長28.8 m范圍內(nèi)。插座的設(shè)計考慮到在成束平臺上制作連接器的需要，由于連接器制作時需要用到熱風(fēng)槍及電動壓接鉗等工具，因此在兩側(cè)均勻分布了多個插座。插座的電源來自地下的預(yù)埋管線，容量是按照同時使用10 個1 800 W 的熱風(fēng)槍來設(shè)計的。

5 工藝裝備設(shè)計不足

由于設(shè)計經(jīng)驗欠缺等原因，工藝裝備在后期的評審及驗證過程中發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，其中包括：①大線放線架的設(shè)計中未考慮到安全裝置的使用，采用的雙滾輪設(shè)計雖然能夠極大地減輕員工的勞動強(qiáng)度，但是線輥存在脫落的風(fēng)險，因此后期需要在每個雙滾輪處加裝卡套裝置。②高位放線架的設(shè)計中雖然要求了軸桿掛鉤可以拆卸，但是軸桿掛鉤卻不能上下調(diào)節(jié)，這影響到了線輥的可擴(kuò)展數(shù)量及其調(diào)整的靈活性。因此，如果此處設(shè)計中能添加可調(diào)節(jié)功能，則將更適宜各尺寸線輥的安裝，并能大量增加線輥的懸掛數(shù)量。③切割、成束平臺的刻度尺設(shè)計存在缺陷。由于設(shè)計之初未明確刻度尺的制作樣式，生產(chǎn)廠家采用了將鋼卷尺拉平粘接的方式，后期發(fā)現(xiàn)鋼卷尺上尺寸無法看清，并且有生銹的現(xiàn)象。如果采用絲網(wǎng)印刷的工藝將刻度印在鋼板上，效果更好。

6 總結(jié)

工藝裝備設(shè)計、制作完成后，經(jīng)過從事相關(guān)專業(yè)的電氣專家的評審驗收，得到了充分的認(rèn)可。使用工藝裝備的作業(yè)人員也對工藝裝備的設(shè)計表示贊同，認(rèn)為工藝裝備可以滿足電氣預(yù)裝作業(yè)的需要并減輕勞動強(qiáng)度。因此，電氣預(yù)裝工藝裝備的設(shè)計總體上是成功的。但是，也看到了工藝裝備設(shè)計的一些不足之處，以此為鑒，舉一反三，在后續(xù)的工作過程中持續(xù)改進(jìn)，不斷完善。