摘要：根据铁路货车车体钢结构产品图、技术条件的要求，以及车体钢结构特点，按照精益制造理念，采取通用化、模块化设计方案，配置车体柔性组装装置，通过模块间组合，满足不同铁路货车车体钢结构组装生产，提高生产效率，降低制造成本。
关键词：货车；车体；制造工艺；柔性；车体钢结构；装置
引言
为全面提升铁路货车车体制造工艺技术水平，以铁路货车车体制造工艺现有的不足为切入点，深化工艺装备可靠性研究，采用精益制造模式，以提升工艺装备研发手段来实现货车车体的高质量制造。
1铁路货车车体钢结构特点分析
铁路货车指的是敞、棚、平、漏、罐，以及特种车辆等车型，车体钢结构大致由底架、端墙、侧墙、车顶等零部件组焊而成；罐车钢结构主体由罐板筒体及底架钢结构组焊成，其结构与敞、棚、平、漏等车型差异过大，其制造工艺与敞、棚、平、漏等车型差异大，不能完全共线生产，本柔性组装装备不考虑该类产品。同时平车为底架结构，也不予分析考虑。组装装置以敞、棚、漏为主进行设计分析，其主要技术参数如下：
1）车体外形尺寸：长8.7～18m，宽2.4～3.4m，高2.4～4.8m；
2）角柱与地板面垂直度，全高内≤7mm；
3）角柱板与侧梁之间隙≤0.5mm；
4）端墙对角线差≤5mm；
5）上侧梁与上端缘各面错牙≤2mm；
6）中门孔对角线差≤5mm；
7）敞车下侧门对角线差≤3mm；
8）侧墙对角线差≤12mm；
9）上侧梁旁弯每米≤3mm，全长≤12mm；
10）侧柱垂直度≤6mm。
2柔性组装装置结构分析
设计钢结构组装装置主要用于完成车体钢结构组成的整个组装过程，即按技术要求和生产工艺将底架、2个侧墙、2个端墙、车顶等部件组装焊接。为满足不同类别车型组装要求，整体结构采用组合式、模块化柔性设计方案，以适应车体长度8.5～18m，宽度2.4～3.4m，心盘距5.7～15m的车体的组装要求。根据夹具设计原理，零部件组装主要确定零部件相对位置，确保相对位置不变，即对零部件进行定位、夹紧，保证零部件组装相对位置及工艺参数，因此，根据车体钢结构的结构特点，组装装置主要对钢结构底架、端墙、侧墙、车顶进行定位夹紧，即对该类零部件进行定位夹紧机构设计。
2.1工艺基准确定
根据产品设计基准为底架上心盘，以及车体结构特点与技术参数规定，车体组装工艺以底架为基准，其余部件组装以此为基准，保证各部件间组装尺寸与形位公差。
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2.2车体组装定位、夹紧单元结构设计分析
由于车体结构差异大，定位、夹紧装置应采用模块化单元结构，模块单元安装在地面采用螺纹固定或安装于地面轨道上，纵横以及高度方向可调整，满足不同类别车型生产。在底架制造过程中，以上心盘为基准进行定位，由于车体组装采用流水作业，以心盘为基准进行车体定位组装，定位装置影响工序传送，进行夹紧时容易造成底架倾斜与扭曲，影响组装质量，因此为保证车体正常组装，将该基准进行转换。根据底架组焊工艺，底架组焊后以心盘为基准的三梁差应小于3mm。可以底架侧梁下平面为基准，进行车体组装。即底架组装后，对三梁差尺寸进行确定，在车体组装时，配置标准定位块与调整垫板，保证底架水平尺寸，从而保证车体组装质量。因此底架定位主要由底架的一位端端梁、两侧梁侧面及底架侧梁下平面定位，对底架纵横方向以及水平面进行定位。
2.3侧墙夹持单元
侧墙夹持单元进行侧墙组对是对侧墙高度、垂直度、对中性进行确定，采用立柱悬臂可升降平台结构，平台上设置侧墙夹持调整装置，用于侧墙组装。
（一）夹持装置由夹持调整手臂和下压推拉手臂组成。侧墙上侧梁夹持调整装置，每侧2个，以便天车将侧墙吊入后可以马上离开，该装置能够上下调整侧墙的位置；另外设置上侧梁调整（推拉及向下压紧）装置，每侧4套。
（二）夹持调整装置手臂间距无级可调，夹持手臂能够实现高低、横向和纵向微调，能够适应不同车型的侧墙组装。夹持手臂的形式根据不同车型的上侧梁结构进行配置，方便调整或更换。
（三）夹持装置采用液压缸作为推动动力。组装时，卡爪将侧墙卡紧，再由平推机构卡住侧墙的上侧梁，进行前后和上下的调整，当调整完成后再将压紧机构压下，使侧墙与底架对齐。夹持装置通过T型槽螺栓固定在立柱悬臂纵向梁上，调整车型时，松开T型螺栓，此部件可随意进行纵向移动调节；横向方向的调整是通过调整侧墙调整部件本身的微调螺栓，可适合不同宽度的车型。
（四）夹持单元平台采用电动升降装置，可以使平台纵向垂直上下移动，停止时能够实现自锁。平台采用上下双层结构，宽度方向调整时，推动下层平台，适应不同长度、宽度、高度车型生产。
5）侧柱顶紧装置，采用顶压移动小车结构，将侧墙板与底架边梁贴严。顶紧装置可上下调整液压缸的高度。纵向安装于地面轨道上，可沿轨道纵向轻松行走，适应不同结构车型严缝生产。
结束语
铁路货车车体钢结构是装载货物的主体，根据用途差异，类别迥然。随着铁路货运市场变化，对产品需求发生根本变化，通用结构形式敞、棚车型市场逐步萎缩，专用车型日渐成为市场主导，传统的大批量专一生产装备不能适应市场多样化需求，多功能柔性生产装备成为现实。
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论文作者:刘作栋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/25
标签：车体论文; 底架论文; 装置论文; 货车论文; 钢结构论文; 铁路论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第36期论文;