中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062
摘要：地铁是一种独立的有轨交通系统，其正常运行不受地面道路拥挤的影响，能快捷、安全、舒适地运送旅客，是现代城市交通的主流和方向。而铝合金车体是地铁车最主要的部件之一，其性能直接与列车的安全性、可靠性、舒适性、环保性密切相关，因此车体技术是地铁的关键技术之一。
地铁车运输量大，其主要承重载荷在底架，这就要求在底架生产中严格控制底架挠度和强度。
地铁车门口较多，各个门口通过侧墙组装而成，所以分块侧墙车体组对非常重要，它的宽度，高度，垂直度控制都对车体有着重要的影响。
引言：
地铁是地下铁道交通的简称，属于轨道交通行业。其运量大，速度快，干扰小，能耗低，被誉为现代城市的大动脉。车体又是轨道车辆的基石，铝合金作为一种新兴材料具有重量轻，耐腐蚀，密封性好，外观平整度好，易于制造复杂曲面车体，从而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎。铝合金车体主要以长大中空铝型材为主，包括底价、侧墙、车顶、端墙及车体附件，它们连接在一起使车体成为刚性筒形结构，保证了整个车体的强度，同时保证了车体外侧美观性和车内舒适度。本文就对中国地铁分块侧墙车体组对的关键技术作简单介绍。
一、底架的生产制造
地铁底架地板组对方法与CRH5型车相似，均是将边梁与地板型材组对后整体焊接。
1、对铝合金型材进行打磨处理
铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。所以对铝合金型材进行打磨处理是动车组生产中特别重要的步骤。首先用干净擦布将料件表面的灰尘擦拭干净，若料件上有油污，则用擦布蘸取酒精进行擦拭，然后利用风动角磨机配合不锈钢丝碗刷对料件焊缝进行打磨，打磨宽度为15-25mm，要求打磨后保证无氧化膜，打磨纹路与焊接方向平行且均匀，漏出金属光泽，打磨深度不超过0.2mm，如工件打磨后超过8小时未进行焊接则重新打磨。
2、组对枕梁
吊一位枕梁落在底架正装组焊夹具上，以夹具上空气簧定位销及四个高度方向定位块为基准组对枕梁。利用工装上压紧装置压紧一位枕梁。
同样方法组对二位枕梁。同时检测两枕梁对角线，使对角线差小于4mm。
3、组对牵引梁
吊一位牵引梁落在底架正装组焊夹具上与枕梁组对，用夹具上车钩座定位销固定牵引梁，同时，利用工装上的高度方向定位块调整牵引梁的高度，使牵引梁上盖板与枕梁上盖板水平。
由枕外向枕内推动牵引梁，调整车钩座外平面到枕梁中心的尺寸为理论尺寸上公差再加4mm（对牵引梁端部与枕梁连接处进行手工打磨研配，使牵引梁与枕梁之间的间隙达到3-4mm），同时检测牵引梁车钩面中心到枕梁两端对角线，使对角线差小于3mm。牵引梁的位置确定好后，压紧工装上的压紧装置，将牵引梁固定。
同样方法组对二位牵引梁。
4、组对边梁：
拉纵向中心线：利用底架正装组焊夹具上的拉线装置拉纵向中心线。边梁的纵向位置通过机加工在边梁上打的枕梁中心点进行确定，理论上边梁上的中心点应与枕梁中心重合，因边梁有加长量，所以实际一、二位端边梁上的中心点与枕梁中心的距离平均即可。
吊一、二位底架边梁落入底架正装组焊夹具，调整底架边梁到纵向中心线的距离。枕外按半宽上公差+3mm调整，枕内按半宽上公差+2mm调整。
底架边梁的位置确定好后，利用工装上的夹紧装置将边梁固定。
5、组焊端梁：
将一、二位端梁组对到底架端部，点固、焊接端梁与牵引梁间的焊缝。接缝处间隙均匀，点固前用工装及F卡子卡紧。
在组焊牵引梁与端梁正装焊缝时，为了避免组对地板时与牵引梁产生间隙，可对牵引梁与端梁正装焊缝的多余焊角进行打磨。
6、组对地板：
组对地板时注意保证地板纵向中心与工装纵向中心线重合，纵向方向保证地板两端到边梁两端的距离相同。
7、点固地板：
吊4吨压铁落在牵枕梁位置处，使地板与牵引梁、枕梁的上盖板贴严，然后点固地板与枕梁、牵引梁上盖板。（点固地板与边梁、端梁。点固时要求双人对称点固，避免地板偏移。）
焊接地板与边梁、端梁之间正装焊缝。
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测量项点：
车钩安装座垂直度、枕梁中心销座中心线与底架中心线偏差 5M卷尺 不大于1.5mm
底架边梁上平面平面度 平尺 1.5mm/m
两枕梁中心线间距离公差 30M盘尺 L3（-4，+4）
同位端两空气簧安装面高度差 水准仪 不大于2mm
中心销距离 30M盘尺 15700（-5，+3）
对角线只差 30M盘尺 小于4mm
车钩安装座安装面与枕梁中心之间距离 5M卷尺 2183（短牵）/3453（长牵）（-2，+2）
底架组成后铝地板不平度 平尺 3mm/m整体不大于4mm/m
底架宽度 5M卷尺 L2（-3，+3）
底架全长 30M盘尺 21880（M车）/23080（TC车）（-1，+6）
8、火焰调修
铝合金焊接过程中，由于铝合金弹性模量小，热导率和热膨胀系数高，焊后在焊接结构中不可避免地产生焊接残余应力与变形，从而影响焊接结构的质量与可靠性，分析研究铝合金结构焊接应力与变形问题，在结构设计阶段考虑焊接结构残余应力与变形的大小与分布及预防措施，选择合理焊接工艺和优化设计来减少和控制残余应力与变形，对高效地进行铝合金焊接结构的生产具有重要的理论和实际意义.我们利用氧乙炔火焰对焊接后的底架地板进行调修，使其达到一定的平度保证产品的质量。
9、将底架从底架合成胎位拔出落入附件胎位
落入前应对附件胎位进行水平检测保持工装的水平。
二、总组成装车工序
1、工装定位挠度标记
就是把工装定位间距和挠度的数据用数字写在挠度定位柱上，便与检查和测量尺寸，以免每台车都需要对胎位进行检测，影响组装的效率。
2、底架落入胎位固定
底架落入胎为后，首先用液压装置把底架与定位座拉严，用眼睛目测挠度是否均匀，然后后用水平仪检测底架挠度，进行调整固定。
3、侧墙快速插接组对
地铁车体侧墙为分块侧墙，对照图纸把各扇侧墙安装到对应的位置，并用横拉杆斜支撑进行固定。控制好下门宽后，各侧墙中间长段焊固定。
由于底架挠度，侧墙组对完成后，门口尺寸都呈倒八字形，门口尺寸非常难以控制，尤其最边上的小侧墙，保证下宽后，上宽可小15mm左右，导致我们扣顶时车顶门口与侧墙对不上，车顶非常难以组装。
所以我们组装时，中间门口组对门口尽量稍大，门口正常要求1700（0- +3），因为中间门口位置底架挠度最大，门口朝两侧劈，组对中间门口时需要朝中间支撑门口，下门口保证1700mm的话，保证上门宽，会让下门口偏小导致超差，下门口稍大，组对完上门口的话下门宽正好。
门口偏差最大的是最边上的小侧墙，保证下门口的话，上门口可偏差13-17mm，而且小侧墙朝内倾斜，需向外支撑，保证下门宽1702mm，支撑完成之后容易导致门宽超上公差，所以这四个门口尽量组对小，1698mm就没有什么问题。
4、组对车顶，调整上门宽
调整好侧墙对角线与内宽，落车顶时先把一位端落入，与侧墙插接口对好，并与侧墙端对齐，落二位端顺延，落入插接口内，落入后检查两端是否有错口现象，可通过串动侧墙来保证车顶和侧墙，一二位两端对齐。（由于首个门口上宽相差较大，直接扣顶感觉像车顶机加门口迈步，后几个门口扣不进去，经前车经验，我们把两侧四个门口门宽支撑到1695mm左右，扣顶即可避免这种情况的发生。）
端头用链镐配合吊带把车顶与侧墙拉严，端头保证不错口的情况下段焊固定。用门口支撑控制各门口上宽尺寸，保证上下门宽一致并在公差以内，在用链镐配合吊带拉紧车顶，保证侧墙与底架无间隙，保证侧墙与车顶无间隙，保证各门口门高尺寸，保证各门口对角线差≤4mm，段焊固定侧墙与底架，段焊固定侧墙与车顶。
5、端墙严配点固
城轨端墙是型材反扣到车体里，外轮廓平拍到车体上，调整好车体对角线、内宽、内高后，吊装端墙进胎位，严配端墙，保证端墙门宽1560mm（0，＋2），保证门高1900mm（0，＋3），保证车体中心线与端墙中心线重合，端墙外轮廓与车体贴严，均匀段焊固定端墙。
6、车体内高内宽倾斜控制
由于铝合金型材焊接后收缩量较大，所以焊接前需要对车体内高内宽和左右倾斜要进行测量调整来保证各部尺寸，如车体内宽上下超宽时车体内高必低，我们可用顶镐配合顶针焊前预支高度方向的反变形，如果车体内宽小时，可焊前用横向顶针把内宽调整在公差内，从而使焊接后达到理想的尺寸。车体倾斜的控制主要是保证车体在焊接后，车体不出现歪倒扭曲的现象，可通过测量对角线和吊线坠的方法进行测量，同一位置左右倾斜差应控制在2mm之内。
7、尺寸检验及焊接
车体组对完成后，再次确认各个尺寸，如门宽、门高、车体内宽内高，确认无误后进行焊接。先机械手焊接外部侧墙与车顶，侧墙与底架焊缝，再手工焊接内部焊缝，机械手焊接要一二位侧同时施焊，手工焊接要由两名焊工从中心同时向两端进行对角焊接，先焊车顶与侧墙焊缝后焊侧墙与底架焊缝。
8、车体附件安装
车体焊接完成后，待车体完全冷却，撤掉支撑及液压装置，用专用吊具吊装至附件胎位进行附件安装。
9、调休及交检
附件安装完成后，再次对车体各项尺寸进行检查，对不合格位置进行火焰调休，待尺寸调整合格之后调运至交检胎位交车然后转序入涂装车间。
至此车体组对完成。
三、结束
近年来，我国城市轨道交通获得长足发展，线路长度、机车数量、客运数量等指标都有大幅增长，我国已成为世界最大的城市轨道交通建设市场，经济稳定发展以及政府的大力支持，使得我国轨道交通建设规模逐步扩大。未来五年我国轨道交通行业将迎来建设高峰，可以预见地铁行业将持续火爆。
论文作者:刘君,周晶辉,李栋梁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/24
标签：底架论文; 车体论文; 门口论文; 车顶论文; 挠度论文; 中心线论文; 对角线论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;