軌道交通列車管路零件的互換性裝配探索

劉兆武

摘 要：在機(jī)械行業(yè)中，零部件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和裝配，能夠較大幅度提高生產(chǎn)效率，降低裝配的采購和運輸成本，尤其在軌道交通裝備領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化的部件能夠?qū)崿F(xiàn)不同車輛、不同車型的互換性裝配，零件的適用范圍更廣。本文以軌道交通車輛的管路零件為研究出發(fā)點，以中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司（以下簡稱“中車四方”）的生產(chǎn)為例，從車輛管路系統(tǒng)中的管座、管路設(shè)計、連接部件等方面開展深入分析，探索地鐵和動車組車輛之間的管路設(shè)備如何實現(xiàn)互換性裝配，是否可以通過外部零部件研發(fā)和內(nèi)部設(shè)計思維改變來實現(xiàn)，提升軌道交通裝備的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步優(yōu)化地鐵和動車組產(chǎn)品的精益改善層次，實現(xiàn)源頭位置的降本增效。

關(guān)鍵詞：地鐵;動車組;管路;零部件;互換性裝配

1互換性裝配特點

在機(jī)械和裝備制造維修領(lǐng)域，互換性是一種對生產(chǎn)過程的優(yōu)化，通過采購?fù)患夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和尺寸規(guī)格的零部件，能夠?qū)崿F(xiàn)所有采購零件的統(tǒng)一性，任何一個零部件在裝配和維修中，都能與機(jī)器上的所需之處實現(xiàn)高度吻合，不會因為更換另一件配件而導(dǎo)致較大的偏差，實現(xiàn)性能、外觀和檢修的最高性能要求。我們可以看到，所謂互換性，具備兩個明顯的特點：一方面是指采購零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可以實現(xiàn)較強(qiáng)的適應(yīng)性;另一方面，則是要求零部件裝配或維修的機(jī)器部位，與標(biāo)準(zhǔn)化零件相吻合，也就是必須要實現(xiàn)裝備個別部位的標(biāo)準(zhǔn)化。

截至目前，在全國的三千多列高速動車組中，“青島造”高鐵動車?yán)塾嬚既珖\營動車組約60%，此外，青島出產(chǎn)的地鐵車輛約占全國的25%。實現(xiàn)軌道交通裝備的零部件互換性裝配，與我國軌道交通事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀密不可分。因此，基于龐大的動車組和地鐵裝備數(shù)量，以及交稿的制造和檢修成本，如果能夠?qū)崿F(xiàn)一部分零部件的互通互換，不僅可以減少一大筆開支，還能在生產(chǎn)過程中降低采購工作量，提升現(xiàn)場的生產(chǎn)效率。

2軌道交通裝備的管路類型

在軌道交通裝備中，轉(zhuǎn)向架由于位置特殊，是車輛的走行部位和支撐部位，所配備的管路設(shè)施較多，且內(nèi)部復(fù)雜、重要性很強(qiáng)，在動車與地鐵之間的管路互換性裝配研究中，具有很強(qiáng)的代表性。在轉(zhuǎn)向架上，管路大多數(shù)固定在梁上，只要包括制動管路和電線管路，前者起到車輛的制動作用，后者則主要用來保護(hù)內(nèi)部管線不受外部傷害。因此，不論哪種管路零件，都要牢固的固定在轉(zhuǎn)向架構(gòu)造上，高速、雨雪、劇烈沖擊和振動環(huán)境中保持自身穩(wěn)定向，以及內(nèi)部構(gòu)造和零部件的安全。

盡管轉(zhuǎn)向架在不同的動車組和地鐵車輛上，顯示出較大的差異，但管路設(shè)備的固定方式主要有兩種，相對比較穩(wěn)定，但在布設(shè)位置、材質(zhì)和內(nèi)部零部件的型號擇優(yōu)更大的區(qū)別。第一種固定方式是在轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架上焊接管座，用管卡將管路設(shè)備固定在管座上，即固定式管座;第二種則是在構(gòu)架上焊接滑道，然后將管路穿過滑道，再緊緊固定，即滑道式管座。

這兩種固定方式各有優(yōu)劣，具體要根據(jù)生產(chǎn)要求和運行環(huán)境來決定。固定式管座是將管座與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接到一起，已經(jīng)成為轉(zhuǎn)向架的組合部分，這種連接方式的優(yōu)點是固定牢固，穩(wěn)定性好，不容易因高頻率振動而產(chǎn)生脫落，缺點是管路的管座位置不能移動，在后期的維修和改造中無法進(jìn)行位置和幅度的調(diào)整。滑道式底座的優(yōu)點是可以讓管路與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架接觸，可以靈活滑動，優(yōu)化改善時可調(diào)整的空間較大，缺點是固定緊密程度不足，容易在高速運行中發(fā)生位移和振動，導(dǎo)致部分性能的不可控，容易造成內(nèi)部構(gòu)造的脫落、損傷和老化。

中車四方股份公司研發(fā)制造的“和諧號”高速動車組、CR400AF“復(fù)興號”高速動車組等一系列動車組產(chǎn)品，基本上選擇固定式管座技術(shù)，布局在北京、天津、青島、廣州、溫州、鄭州等地的地鐵產(chǎn)品，大多數(shù)選擇滑道式管座，且個別車輛采用了固定式管座，并根據(jù)實際需求進(jìn)行了細(xì)節(jié)微調(diào)。由于涉及到的轉(zhuǎn)向架類型較多，尺寸、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計思路各不相同，如何實現(xiàn)管路相關(guān)零件的互換性裝配，是實現(xiàn)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升的重要因素。

3以車輛管路設(shè)備為例談互換性裝配

3.1地鐵轉(zhuǎn)向架管路的互換性探索

地鐵轉(zhuǎn)向架主要適應(yīng)低速運行狀態(tài)，加速和減速頻率高，要求快起快停，車輛受到的沖擊力比較小，承載的軸重約為13噸。實現(xiàn)地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的管路互換性裝配，主要從管座類型和管路連接件等方面進(jìn)行選擇。

四方股份公司地鐵車輛大多數(shù)選擇滑道式管座，因為所受沖擊力較小，主要選擇其靈活性的特點，通過調(diào)整尺寸和位置，可以補(bǔ)償構(gòu)架和管路尺寸的誤差，管路本身則并不需要調(diào)整。這種情況下，盡管外觀上會有一定的設(shè)計區(qū)別，但可以通過管路和內(nèi)部線路的更換，實現(xiàn)管路的互換性裝配，因采購零部件不同批次或標(biāo)準(zhǔn)而帶來的誤差，靈活的滑道式管座，可以通過技術(shù)調(diào)整來優(yōu)化適應(yīng)性。對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和管路尺寸的精確度進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)一線生產(chǎn)的實際來看，可行性并不強(qiáng)，因為構(gòu)架本身在焊接過程中，無法控制高溫和焊接帶來的變量。

3.2動車組產(chǎn)品的管路互換可行性分析

除了轉(zhuǎn)向架，動車組的車下設(shè)備中，官路的安裝管理也十分重要。在動車組的總裝過程中，考慮到動車組的高速運行環(huán)境（時速超過300公里），大多數(shù)選擇固定式管座，且應(yīng)用比較廣泛，確保了管路和內(nèi)部設(shè)施的穩(wěn)定性，確保各類零部件不會發(fā)生脫離。以中車四方股份公司的高速動車組產(chǎn)品為例，部分產(chǎn)品經(jīng)過十余年的考驗，證明了固定式管座連接是安全可靠的，不應(yīng)該隨意改動管座的固定方式，不宜隨意改設(shè)計。尤其是在高速動車組運行60萬公里后要面臨“大修”，部分管路和設(shè)施要拆卸檢修，在固定式管座的運用基礎(chǔ)上，管路之間的銜接處，應(yīng)該考慮使用方便拆卸的構(gòu)造，避免造成周邊在檢修是受到損傷。

3.3軌道列車裝備生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化

實現(xiàn)互換性裝配，除了對車輛各區(qū)域的規(guī)范化設(shè)計和施工，做好軌道列車裝備產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與采購，也十分重要。首先，企業(yè)在采購和下發(fā)零部件時，要注意將批次、生產(chǎn)日期和車輛應(yīng)用部位登記在冊，方便以后的查詢管理，確保零部件的布局科學(xué)合理;其次，在車輛不同部位的預(yù)加工過程中，要突出工具、工藝、技術(shù)指標(biāo)等因素的統(tǒng)一性，通過工藝手段研究外媒評價，可以提升標(biāo)準(zhǔn)化和企業(yè)文化建設(shè)的層次。根據(jù)不同類型轉(zhuǎn)向架運用的特點，選擇合理的設(shè)計與施工方式來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向架管路系統(tǒng)互換性，將極大地減輕轉(zhuǎn)向架配管工序工作量，同時也便于轉(zhuǎn)向架后期的使用與維護(hù)。

4結(jié)語

根據(jù)不同類型轉(zhuǎn)向架運用的特點，選擇合理的設(shè)計與施工方式來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向架管路系統(tǒng)互換性，將極大地減輕轉(zhuǎn)向架配管工序工作量，同時也便于轉(zhuǎn)向架后期的使用與維護(hù)。筆者從自身工作經(jīng)驗以及當(dāng)前國內(nèi)主流動車組技術(shù)學(xué)習(xí)與消化過程中，總結(jié)出一些實現(xiàn)管路互換性的切入點，希望通過有目的性的研究與開發(fā)，在滿足轉(zhuǎn)向架安全運用首要前提下，盡可能地提高轉(zhuǎn)向架制造工藝水平，以真正實現(xiàn)轉(zhuǎn)向架管路部件的互換。

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（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）