动车组底架牵引吊挂梁横梁间距控制对策研究

动车组底架牵引吊挂梁横梁间距控制对策研究

徐浩翔,王忠平,徐鹏涛,杨文茂,刘淙元

中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市266109

摘要：动车组车体底架总组工序是动车组车体制造最为关键的一道工序之一，此工序要控制整个车体底架总组后的内外部尺寸符合图纸设计要求，因此车体底架进行总组前后要对多个尺寸及项点进行控制和测量（如底架横梁间距、底架宽度、底架长度、车体宽度、底架对角线差、底架边梁直线度等），在这些尺寸中，底架横梁间距尺寸尤为重要，车体牵引吊挂梁横梁间距超差会直接影响总装分厂车体吊挂件的安装，但现状是车体底架组装后车体牵引吊挂梁横梁间距经常出现超差情况。本文对将深入探究动车组底架牵引吊挂梁横梁间距超差问题，根据实际调查数据分析问题成因，同时设计出合理有效的解决方案。并且在过程做必要的可行性等方面探讨分析。

关键词：动车组 底架牵引吊挂梁横梁 间距超差

一、现状分析与调查

1.1现状分析

如今企业都秉承着质量就是生命，细节成就完美这一理念，在动车制造中不断追求品质和卓越。它们肩负着对国家、对社会、对旅客的使命感、责任感，同时质量连接着企业生存与发展，关乎着效率和效益。因此在动车生产制造要细化生产每一个步骤，解决其中出现的问题。为此一些相关课题小组深入在动车制造企业动车组方面的持续观察和测量（相关位置见图1所示），挖掘出动车组底架总组后车体外宽现状主要存在以下问题：

1. 对于牵引吊挂梁来料进行检测，发现尺寸在要求范围之内。
2. 在底架框架点固之后，测量一位端8号梁与9号梁间尺寸在图纸要求范围内，二位端16号梁与17号梁间尺寸在图纸要求范围内。
3. 在底架框架焊接完成后，测量一位端8号梁与9号梁间尺寸，测量位置1、2、4和5在图纸要求范围内，但测量点3处测量尺寸小于图纸要求,再二位端16号梁与17号梁间尺寸,测量位置1、2、4和5在图纸要求范围内，测量点3处存在小于图纸要求的情况。
4. 底架3铺地板需要对横梁8和横梁17使用手拉葫芦进行尺寸调整，调整时间长，且容易对大横梁造成损伤，影响型材质量，降低型材强度。

综上所述，当前企业的动车生产制造中，动车组车体底架总组后牵引吊挂梁处横梁间尺寸超差的现状严重影响了动车组的生产质量及生产效率。

1.2现状调查及超差数据显示

针对以上现状，为了解决动车组牵引吊挂梁横梁间距超差数据。在一项相关课题的调查活动中，选定某动车组牵引吊挂梁横梁间距进行跟踪，对动车组底架总组后动车组牵引吊挂梁横梁间距进行持续跟踪记录。通过对最终汇总信息分析，结果表明大部分牵引吊挂梁横梁间距会出现超出尺寸下差的现象，最大超差为3mm，最小为1mm，平均超差1.5mm

二、研究目标及其可行性分析

2.1研究目标

鉴于车体底架横梁间距对于车体底架总组工序的重要性及特殊性，制作一套完整的工艺控制及优化措施如分段焊接、调节方向等，旨在杜绝超差现象的出现，提高动车组牵引吊挂梁横梁间距尺寸符合性，减少调修量和调修时间，进而保证整个车体的制造质量和生产效率

2.2可行性分析:

技术可行性分析：企业中必备的有首席技师，有精通设计工艺的技术工程师，有认真负责的质量工程师，因此有能力实现该目标的技术手段，解决动车组底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差问题。

应用可行性分析：解决底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差问题后，减少了底架铺设地板时的调修量，节约了生产时间，减少了能源消耗，提高了生产效率。

三、问题成因分析和表现

解决问题的关键之一，既是找到问题的生成因素，找到底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差的原因，在通过分厂技术室会同焊接监督、现场操作人员、质量工程师对人员工艺、焊接设备、现场作业过程等方面进行分析，归纳、绘制因果图。

通过分析造成动车组底架牵引吊挂梁横梁间距超差问题可能性因素有很多：人员操作不规范、焊接设备、牵引吊挂梁来料尺寸、焊枪角度、分段焊接、预置反变形、焊接方向、施工焊接环境、检验标准等等，这些都是有可能造成超差问题出现的原因。但通过实际中的案例确认发现人员操作、焊接设备、焊枪角度、施工环境等都是非必要因素不能够决定超差问题的出现，牵引吊挂梁横梁间尺寸超差问题产生的深层次原因是因为牵引吊挂梁与边梁组焊后的焊接变形导致横梁向内侧变形。决定性的主要因素有分段焊接、焊接方向、预置反变形这三个点。

3.1分段焊接超差表现

动车组牵引吊挂梁长5米多，正反面均需要焊接，共4道焊缝，且焊缝为多层多道焊，焊接热输入量大，导致焊后牵引吊挂梁横梁变形，向车体纵向中心线方向变形，导致底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差严重。

3.2焊接方向超差表现

跟踪发现大多数操作者组焊牵引吊挂梁时，焊接方向均是从中间向两侧焊接。这种焊接方向导致热输入量集中到牵引吊挂梁端部横梁处，导致焊后容易在牵引吊挂梁端部横梁产生变形，致使横梁间距超差。

3.3预置反变形超差表现

牵引吊挂梁与边梁焊接量大，根据现车跟踪记录，牵引吊挂梁横梁焊后中间部位均向纵向中心线变形，变形区域一致。

四、解决方案分析与实施

深入的分析和推导之后问题关键已经非常明确，主要原因已经确定，应该针对底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差的问题，重点分析问题发生的主要因素来形成原因，探讨选定最佳的解决办法和实现路径。制定合理、科学、有效的的解决方案。

4.1分段焊接问题

解决办法是焊接纵梁与边梁焊缝时采用分段焊接，分5~6段，避免短时间内热输入量过大。

动车组牵引吊挂梁长5米多，正反面均需要焊接，共4道焊缝，且焊缝为多层多道焊，焊接热输入量大，导致焊后牵引吊挂梁横梁变形，向车体纵向中心线方向变形，导致底架牵引吊挂梁横梁间尺寸超差严重。为减少短时间内焊接量，采用分段焊接的方式，将每条焊缝分为5-6段进行焊接，可以有效地降低热输入量。

4.2焊接方向问题

解决方法是从中心向两端焊接，用一、二位侧交替进行焊接，减少局部的热输入量。

现场跟踪发现，大多数操作者组焊牵引吊挂梁时，焊接方向均是从中间向两侧焊接。这种焊接方向导致热输入量集中到牵引吊挂梁端部横梁处，导致焊后容易在牵引吊挂梁端部横梁产生变形，致使横梁间距超差。根据此种情况，需要施工人员从中心向两端焊接，用一、二位侧交替进行焊接，这样可以避免施工人员同时焊接一端，导致端部热输入量大。

4.3预置反变形问题

解决办法是制作专用5m工艺撑，预置反变形。通过预置反变形，降低变形量。

牵引吊挂梁与边梁焊接量大，根据现车跟踪记录，牵引吊挂梁横梁焊后中间部位均向纵向中心线变形，变形区域一致，故需要在变形区域增加5m工艺撑，并根据现车牵引吊挂梁最外侧两根横梁间尺寸增加预置反变形，这样可以有效地降低横梁的变形量，从而控制牵引吊挂梁横梁间尺寸。

五、总结

总的来说，通过焊接纵梁与边梁焊缝时采用分段焊接，分5~6段；从中心向两端焊接，用一、二位侧交替进行焊接；制作专用5m工艺撑，预置反变形。这些可行的方案可以有效的减少超差，牵引吊挂梁与边梁组焊采取优化方案后，相关结果得出，车体底架总组后牵引吊挂梁横梁间尺寸全部在要求的尺寸范围内，是提高合格率到百分百的不二之选。同时为了持续保证组焊后的车体底架牵引吊挂梁横梁间尺寸符合要求，工作人员工艺师、质量工程师应该通过日常巡查的方式对现场进行监督指导，及时发现问题及时纠正，保证车体底架总组后，底架牵引吊挂梁横梁间尺寸符合要求，实现免调修。

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