高 明 范駿波 孫儒超

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 江蘇 南京 210031)

軌道交通車輛制動系統(tǒng)各部件間通過空氣管路連通，管路與管路間通過管接頭連接，常見管接頭分別為壓緊式管接頭、卡套式管接頭以及螺紋管接頭，根據(jù)管接頭不同，管路分為有螺紋和無螺紋兩種類型，無螺紋管路對應(yīng)的壓緊式管接頭及卡套式管接頭上均有六角面螺母，在裝配過程中通過開口扳手作用于管接頭上六角面進行裝配；而螺紋管路對應(yīng)的管接頭多數(shù)為光滑圓面，在裝配過程中無法使用開口扳手進行緊固，需通過管鉗夾緊管接頭及管路進行安裝。因此兩種型號管路在連接時主要區(qū)別為：(1)使用工具不同，螺紋管通常使用管鉗進行緊固，無螺紋管路通常使用開口扳手進行緊固；(2)緊固位置不同，螺紋管緊固時需要作用于管接頭和管路，而無螺紋管路緊固時只需作用于對應(yīng)接頭即可。在城市軌道交通車輛中無螺紋管路被廣泛采用，而螺紋管路則被廣泛用于鐵路客車及高速動車組制動系統(tǒng)中[1-2]。

在管路裝配過程中無螺紋管路通常通過開口扳手進行安裝，因此管路在車上作業(yè)較為方便、快捷；而螺紋管通過螺紋管接頭進行連接，安裝時通過管鉗作用于管接頭和管路進行擰緊，使用管鉗擰緊時，由于受人員、工具及其他因素影響較大，易造成管路脫皮和壓痕現(xiàn)象。本文主要針對高速動車組螺紋管路組裝過程中存在的問題，尋求一種滿足實際生產(chǎn)并能最大限度降低人為因素影響的裝配方法，使得螺紋管路裝配合理、有效。

1 管路裝配工藝分析

1.1 無螺紋管裝配

無螺紋管路連接時通常對應(yīng)管接頭為壓緊式管接頭和卡套式管接頭，采用壓緊式管接頭組裝時將管接頭上六角螺母、卡簧拆下后套入管路上，調(diào)整管路對中后使用扳手通過作用于接頭上六角螺母進行緊固；而采用卡套式管接頭組裝時，通常將卡套式管接頭上卡套、螺母使用卡套壓裝設(shè)備提前壓裝在管路上，組裝時將管接頭中間體與螺母連接后使用扳手?jǐn)Q緊螺母即可，如圖1所示。

圖1 壓緊式及卡套式管接頭裝配方式

1.2 螺紋管路裝配

螺紋管路對應(yīng)的連接接頭通常為螺紋管接頭，其中管路上端部帶有外螺紋，管接頭帶有內(nèi)螺紋，鏈接時通過管路和接頭上螺紋進行連接完成裝配，在安裝過程中需要使用管鉗擰緊，如圖2所示，管路與接頭間通過螺紋配合使得安裝時需在管路上施加擰緊力，而管鉗上夾緊位置為齒型結(jié)構(gòu)，用管鉗夾緊管路擰緊時易受外界因素(人員、夾緊力等)影響，常常會損壞管壁(見圖3)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而高速動車組制動系統(tǒng)中存在大量管路，每根管路都需在車上進行安裝，使得工作量巨大，無法滿足現(xiàn)場實際生產(chǎn)節(jié)拍要求。

圖2 螺紋管接頭裝配方式

圖3 螺紋管路管壁損壞

2 螺紋管路裝配難點及問題分析

結(jié)合上述分析，可見對于無螺紋管路的連接方式，無須對管路進行操作，組裝時僅需擰緊管接頭即可，且操作方法簡便，受操作空間影響較小，而螺紋管路在組裝時需對管路和管接頭同時進行操作，操作過程復(fù)雜，組裝質(zhì)量受外界因素影響較大。因此，高速動車組制動系統(tǒng)管路在組裝過程中主要存在以下問題：

(1)系統(tǒng)中管路數(shù)量多，若采用傳統(tǒng)車上安裝方式，則無法滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求；

(2)螺紋管路安裝時用管鉗擰緊的步驟受操作空間影響較大，部分位置較難操作；

(3)受人員及擰緊時管鉗夾緊力等外界因素影響，有損壞、劃傷管路風(fēng)險。

針對以上實際組裝過程中存在的問題進行如下處理：

(1)因高速動車組制動系統(tǒng)中管路較多，車上安裝無法滿足節(jié)拍要求，可考慮將部分管路移至車下進行預(yù)組安裝；

(2)對于部分操作空間較小的位置，可以考慮將此部分管路在車下組裝完成后，再拿到車上進行安裝；

(3)對于受外界因素影響較大的管路，可改善工藝方法降低不良品產(chǎn)生。

綜上所述，采用模塊化思想，即將管路以模塊的形式在車下進行預(yù)組，完成后在車上進行安裝，從而提高工作效率；對于管路上夾緊力矩不均的情況，可運用工藝裝備夾緊管路統(tǒng)一夾緊力從而降低不合格品的產(chǎn)生概率。

3 螺紋管路安裝方案實施

3.1 管路模塊化預(yù)組

在高速動車組制動系統(tǒng)管路作業(yè)安裝圖紙中將部分操作空間較小，管路數(shù)量較多的位置進行模塊化組裝，以圖4為例，圖示中管路及管接件較多，包含截斷塞門、管接件、管路等，且操作空間較小，安裝時需用管鉗將管路及接頭依次安裝，車上安裝擰緊時管路未固定，不易操作且受操作空間影響較大，實際操作過程中費時，費力?？砂凑請D紙并結(jié)合實際操作情況在其活接頭位置處斷開，將此處管路在車下進行模塊化預(yù)組，組裝完成后再通過活接頭連接車上管路，從而大大簡化操作。

1—風(fēng)管1；2—內(nèi)接活彎頭1；3—彎頭1；4—風(fēng)管2；5—風(fēng)管3；6—彎頭2；7—風(fēng)管4；8—截斷塞門；9—風(fēng)管5；10—內(nèi)接活彎頭2；11—風(fēng)管6；12—風(fēng)管7；13—彎頭3；14—風(fēng)管8；15—彎頭4；16—風(fēng)管9。

3.2 工藝裝備的設(shè)計

在軌道車輛的管路組裝過程中，按照傳統(tǒng)管路組裝工藝，管路預(yù)組時需將管子用臺虎鉗夾緊，以防止管子擰緊時轉(zhuǎn)動，由于軌道車輛中管路眾多，采用臺虎鉗時需人工手動夾緊，效率較低，且不同操作者使用臺虎鉗夾緊管子時用力大小不同，夾緊力過小則無法夾緊管路，造成無法擰緊；夾緊力過大則會造成管路損壞現(xiàn)象。

3.2.1工藝裝備的設(shè)計思路

根據(jù)上述分析，管路緊固過程中導(dǎo)致表面壓痕原因主要為：(1)不同人員在緊固管路時作用于管路表面夾緊力不同，使得管路緊固后出現(xiàn)不同程度的劃痕；(2)不同管徑的管路采用相同夾緊力緊固時，因管路壁厚不同，會造成壓痕產(chǎn)生。因此裝置需能夠輸出核定的夾緊力，并且能夠?qū)Σ煌軓焦苈愤M行識別，自動調(diào)整夾緊力。針對不同規(guī)格的管路在組裝過程中的夾緊力，需設(shè)計出一種能夠為同一規(guī)格管徑管路提供相同夾緊力且能夠根據(jù)管徑規(guī)格自動調(diào)整夾緊力的裝置。

3.2.2工藝裝備的實施

考慮到需適合車間生產(chǎn)，因此采用高壓風(fēng)作為驅(qū)動能源，設(shè)計風(fēng)動管路夾緊裝置，該裝置由一個風(fēng)缸及連桿，四根支撐框架，兩組夾緊鉗口，三個支撐平面，一個調(diào)壓閥組成，夾緊鉗口用來夾緊管路，調(diào)壓閥用于調(diào)整風(fēng)壓，活塞推動鉗口實現(xiàn)夾緊功能，通過調(diào)壓閥控制使得操作過程中能夠輸出恒定的夾緊力，快速夾緊管路。從而大大提高工作效率并能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量。

夾緊裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示，裝置通過三通閥控制風(fēng)缸中壓力變化，帶動連桿上下移動，從而通過連桿帶動面板上夾緊鉗口夾緊管路；調(diào)壓閥用來控制風(fēng)缸中壓力調(diào)節(jié)范圍，滿足不同規(guī)格管路夾緊所需的氣壓，夾緊鉗口采用臺虎鉗鉗口式齒形結(jié)構(gòu)。

1—風(fēng)缸；2—上支撐面板；3—調(diào)壓閥；4—連接桿1；5—夾緊鉗口；6—下支撐面板；7—支撐框架；8—活塞連桿；9—連接桿2。

3.2.3工藝裝備的應(yīng)用

如圖6所示，風(fēng)動管路夾緊裝置在使用時，應(yīng)根據(jù)管路規(guī)格，通過調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)壓閥限定風(fēng)缸中可調(diào)壓力范圍，操作步驟如下：

圖6 風(fēng)動管路夾緊裝置示意圖

(1)首先通過軟管端部的快插接頭將裝置與外部風(fēng)源進行連接；

(2)三通閥閥柄向右打開，此時風(fēng)管2和風(fēng)管4連接，風(fēng)管4向風(fēng)缸內(nèi)下部充氣，風(fēng)管3向風(fēng)缸外排氣，風(fēng)缸內(nèi)下部壓力增大，帶動連桿向上運動，裝置上鉗口打開；

(3)將待安裝管路放置在鉗口位置；

(4)三通閥閥柄向左打開，此時風(fēng)管2和風(fēng)管3通氣，風(fēng)管3向風(fēng)缸內(nèi)上部充氣，風(fēng)管4向缸外排氣，缸內(nèi)上部壓力增大，帶動連桿向下運動，此時裝置上鉗口閉合，夾緊管路。

(5)緊固管路參照步驟(2)，使裝置鉗口打開，取出管路即可。

4 結(jié)論

通過對軌道車輛制動系統(tǒng)管路中常用管接頭及管路組裝的對比分析，采用管路模塊化預(yù)組使得高速動車組制動管路安裝效率大大提高，滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，并且運用風(fēng)動管路夾緊裝置組裝管路，使得夾緊力定量化從而降低了管路壓痕產(chǎn)生率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。