XDC65 電機車生產制作工藝應用研究

高阿偉

（中鐵長安重工有限公司，陜西 西安 710032）

隨著我國軌道交通特別是城市地鐵的迅猛發展，盾構配套設備在施工中得到了廣泛使用，盾構直徑越來越大，盾構配套運輸物料和渣土的電機車噸位也隨著增加，電機車的施工配套可靠性和品質已成為施工企業考量的重要標志，影響工程施工質量、施工進度及施工安全。因此，保質保量地生產出符合設計要求的電機車，使設備保持完好狀態、充分發揮功效，對確保項目施工的安全、質量、進度具有深遠的意義。

本文就8.8 米盾構施工用65t 電機車制作加工工藝，主要從電機車生產制造過程中的下料工藝、結構鉚裝、焊接工藝及總裝成型等方面進行分析研究。

1 電機車結構組成及要求

（1）電機車組成：電機車（見圖1）由車體、轉向架、走行部、司機室、制動系統、傳動系統組成。傳動系統中輪對、減速機、電機同制動系統一起固定于轉向架上，轉向架通過芯軸旁撐與車體連接，車體上安裝有電池組、空壓機、電氣控制系統、氣制動管路、駕駛室等，實現自身行走、制動，

并牽引各專用車，為各專用車提供制動氣源。

圖1 牽引電機車

（2）電機車制作技術要求：車體、轉向架由100mm 的厚板焊接而成，需保證鋼板的平面度不大于1.5mm，鋼板切割面的垂直度不大于2.5mm。轉向架成型后，需保證車輪軸箱中心對角線尺寸1980±3，轉向架對角線尺寸3900±1，車體成型后，側板平面度允許誤差≤3mm/m2，牽引軸尺寸保證4150±1。焊接成型時機架和轉向架中的100mm 厚板焊接需采用熔透焊，達到ZT/Q 010-2012 焊接要求。總裝成型后，保證一個轉向架上的兩個減速機輪對的軸距為1500±2，電機與減速機的同軸度≤0.1mm，保證基礎制動安裝后閘瓦與車輪踏面的間隙勻稱且保持在（6 ～10mm），以上技術要點的保證對電機車的質量和性能起著決定性的作用。

2 生產制作工藝

根據電機車結構組成及技術要求，電機車的制造需要從下料工藝、結構鉚裝、焊接工藝、總裝成型及噴涂作業等幾方面進行控制。

2.1 下料

電機車的黏著重量是關鍵參數，表現為電機車牽引能力，不足就會直接影響電機車行走，造成打滑現象。整機重量除外購件、標準件外，主要是依靠車體、轉向架等結構重量來保證。因此，65 噸電機車的結構件主要采用100mm 厚的鋼板來實現重量參數，而大部分為異形件，合理的排布料就是降低成本、控制重量的關鍵，而材料的表面質量及下料精度直接影響電機車制造質量。因此，在下料工藝中，提高材料利用率、精度和表面質量成為下料工藝的關鍵。傳統的排布料工藝為背對背排列見圖2，將兩塊多余的料分成小部分，將多塊這么厚的板材焊接成整塊是費工費時又費力。經排布料優化見圖3，采用面對面排列，將小塊料集成大塊，免去小塊焊接工序，材料利用率可達93%，比傳統排料法提高約20%。

圖2 分部件單獨下料

圖3 整板下料

優化后，下料過程中，在連點不完全割斷的情況下，側板變形小，精度高，切割面的平面度誤差在2mm 之內，下料表面質量有了顯著提高，保證車體外表的美觀漂亮。

表1 T 型坡口焊焊接參數

2.2 結構鉚裝

（1）車體組焊。為了保證車體強度，車體后端板雙側對稱倒U 形剖口，中部只留5mm，U 形剖口高度約20mm，這樣既保證側板與后端板能夠焊透，又減少焊接量。拼焊前，將車體側板平直面放于平臺上，用角尺確保垂直度，與后端板點固。利用千斤頂工裝和正反絲扣工裝進行固定和微調，保證水平度和垂直度。再將側板與前端板對接、點固，撐板焊接，焊接時控制焊接變形，保證車體對角線誤差不超過5mm，側板平面度誤差≤3mm/m2。車體拼接完成，將座板、立撐、平支立撐筋、墊板、前端隔板組裝等零部件與箱體組裝成型，車體組焊后，標記縱向中心線、橫向中心線、支撐橫向中心線標記孔。

（2）轉向架組焊。使用固定工裝卡位，立一邊側板并找準中心線固定焊接前后端板和中立板，并在工裝上劃線定位另一側板位置后焊合，最終確使轉向架車輪軸箱中心對角線尺寸1980±3，轉向架對角線3900±1。

圖4 軸箱定位座

（3）軸箱定位板鉚焊。在軸箱定位板成型時，部件平行度須達到0.5，垂直度達到0.5，軸箱定位座采用配后再與軸箱托板配焊轉向架。轉向架與車體配裝連接板須要與連接法蘭的通孔φ244 采用焊后加工，精確同軸度（圖4）。

2.3 焊接

焊接工序的關鍵是車體和轉向架&100 的厚板焊接，必須保證焊透和控制變形。根據圖紙要求，機架和轉向架中的100mm 厚板焊接需采用熔透焊，其具體焊接過程如下：T 型對接和T 型坡口焊使用YD-500KP 焊接設備進行平焊焊接，確保第一遍打底焊完整，第二遍填充焊或蓋面焊補漏，適當進行多層多道焊，最后一遍焊平為止。鋼板焊接前，必須表面降銹、剖口除氧化皮。焊接采用CO2氣體保護焊，焊絲直徑1.2mm，焊接參數見表1；焊接完成后清理焊渣、焊溜、毛刺、飛濺，整體機械校正。該環節，需要注意手工焊接部位，特別是設備設施拐角及工件死角處。相關標準需要參照ZT/Q 010-2012《焊接通用技術條件》焊接工藝。由于人為誤差和設備設施制造過程中的材料缺陷，通常會導致相關零部件存在缺陷或者精度差異。需要在后續的裝配工作中進行相應的修正。根據現場實際工作所需，需要進行誤差修正與毛刺修復。

2.4 總裝成型

電機車總裝工序中，轉向架總裝是整體裝配的關鍵，轉向架總裝時需保證減速機輪對的輪距、V 形塊的裝配尺寸、電機水平度、基礎制動安裝后閘瓦與車輪踏面的間隙勻稱且保持在（6 ～10mm）。轉向架總裝在專用平臺上進行，總裝時注意，裝配時需將減速機車軸齒輪箱輪對放置于裝配平臺上，按照圖紙所示尺寸確定前后輪距（即兩輪距為1500±2）。并焊接限位塊。

（1）轉向架裝配。在轉向架裝配過程中，需要先按照參考值點焊V 形塊，在合乎標準的前提下進行部件調試處理。同時，注意V 型塊中心線的直線度，并及時進行框架式修訂。將轉向架正置于減速機車軸齒輪箱上方緩慢落下后測量如圖尺寸是否符合圖紙尺寸，試裝中實際測量尺寸為502，參考尺寸有誤差，需要馬上進行調整，根據反復試驗判斷出橡膠壓縮量后，將參考尺寸中的93 更改為90 后進行重新試裝，進一步進行驗證性測量尺寸，得出相關參數符合圖紙要求。由此確定V 型塊位置尺寸。

（2）減速機裝配。在電機與減速機裝配中，要求將變頻電機吊裝安裝于電機安裝座上，調整電機底座高度，保證電機軸與減速機輸入軸同軸度誤差小于1mm。然后，調整螺母保持電機的水平度，再鎖緊拉臂螺母。裝配時注意，拉臂應能在座孔中上下移動。

（3）制動系統裝配。安裝閘瓦基礎制動，安裝前先對氣缸通氣使氣缸處于伸長狀態后，安裝閘瓦制動桿、縱向調整桿與橫向拉桿。此時，閘瓦處于緩解狀態，調整縱向調整桿使閘瓦和車輪踏面間隙為6 ～10mm，然后，調整橫向拉桿使得閘瓦與車輪踏面間隙勻稱。

3 結語

大噸位隧道電機車組生產制造是一項廣義而寬泛的系統工程，從單一元件的制造安裝到噴漆調試都需要各環節精細可靠的校準。通過對生產前材料準備、結構鉚裝、焊接工藝及總裝成型等關鍵生產工藝的控制，該設備已在施工現場通過了300 小時的可靠性試驗和工業性試驗，試驗結果表明，該設備“拉得動、剎得住”，操作簡單方便，性能可靠，安全性好，滿足8.8 米盾構施工要求，完全滿足客戶對該設備的性能指標和功能要求。