采用永磁技术的混合动力调车机车组装工艺研究

1、    采用永磁技术的混合动力调车机车组装工艺研究    摘 要：本文结合采用永磁技术的混合动力调车机车的结构，对机车的组装工艺进行了研究，对组装难点进行了分析并给出了解决方案。关键词：永磁调机;工艺流程;模块化;工位化1引言由于全球气候变暖、环境恶化，节能减排、绿色环保成为全球性的课题，运用资源节约、环境友好的新能源混合动力机车已经成为内燃机车的发展趋势。我公司于近年研制采用永磁技术的混合动力调车机车（以下简称永磁调机）。永磁调机与既有内燃机车在结构上有很大不同，较多部件为首次使用，因此需要设计全新的组装工艺进行机车组装。2永磁调机结构介绍采用永磁技术

2、的混合动力调车机车（以下简称永磁调机）采用调车机车经典的鼻锥加单司机室外走廊结构。机车总体布置图如图1所示：机车上部从前往后分别为冷却室、动力室、电机电器室、蓄电池室、低压电器室、司机室和辅助室，各室采用模块设计。3 工艺设计原则永磁调机在设计结构方面与hxn5b型调车机车部分相同。因此，以hxn5b型调车机车为基础进行永磁调机的工艺设计。并且参照内然机车快捷柔性组装平台规范指南的要求，在工艺设计时遵循以下几个原则：模块化：车底架、管路架、线缆架、司机室、蓄电池室、电机电器室、冷却室、转向架工序等工序分割成模块进行工艺设计。工位化：各模块、总组装等严格按照标准工位进行工艺设计。节拍化：按照8小

3、时/台的生产能力进行工艺设计。流水化：在节拍化的基础上，各主要组装工序按流水线的方式进行工艺设计。标准化：选用成熟可靠的现有工艺、工装设备，尽可能的减少“三新”项目。4 总体工艺流程永磁调机组装主要分为车底架组装和机车总组装两部分。机车总组装下分6个工位。为减少机车总组装过程中的工作量和缩短整车的组装周期，管路架、线缆架、司机室模块、蓄电池室、电机电器室、冷却室、柴油机、转向架采用模块化预组装工艺。机车组装总体工艺流程和各模块装配上车节点见图2。5各模块及组装工序工艺分析5.1车底架：车底架为外走廊、底架承载式燃油箱结构，由中部油箱和前、后端部拼焊而成，与hxn5b型调车机车基本相同，可按照h

4、xn5b型调车机车的工艺路线进行生产。5.2机车总组装：总组装工序是永磁调机组装的主要环节，下设6个组装工位，各大模块完成组装后在相应的总组装工位组装上车（各模块和总组装工位布局见图3）。工位一：为车底架翻身工位，下设两个组装台位。主要完成线缆架、管路架、总风缸等大部件的安装及车底架下部管路、线路的布置。工位一完成后，車底架翻身流入工位二。工位二：主要进行车架调平和完成司机室模块、扶手杆、蓄电池室、主变柜、高压电气柜、前架牵引电机冷却装置、空压机、支持系统等模块及大部件的安装。工位三：主要完成柴油机发电机组、冷却室、电机电器室的安装，并进行机油、燃油管路的配制。工位四：主要进行烟囱装配、动力室

5、侧壁的安装，各室体间的封边连接，空气制动系统机车上部捉漏，部分车上电气接线，同时进行油水、燃油管路的安装和水管路的配制。工位五：主要进行各室体顶盖安装，水管路安装，油水系统管路捉漏，旁承垫片计算调整，完成车上电气接线。工位六：为落车工位。在此工位，将机车上部与转向架进行连接（包含制动、电气、油水等系统），并进行整车的检查回修。5.3管路架、线缆架：管路架在组装车间c跨进行组装，组装台位与hxn5型、hxn5b型机车通用;线缆架在组装车间b跨大线制作区域进行组装，组装完成后使用移动平车调入c跨进行装车。5.4司机室模块：在组装车间b跨西侧进行组装，下设6个组装工位。与其他车型司机室相比，永磁调机

6、司机室模块中增加了低压电器室，需对组装台位和吊具进行改造。5.5蓄电池室：蓄电池室为永磁调机特有的全新模块，动力蓄电池组标称电压高达1500v，在组装车间c跨设置临时有隔离带的组装场地。蓄电池室组装时需经过专业培训的人员进行操作。5.6电机电器室：在组装车间b跨东侧借用带有升降梯的辅助室工位进行组装，主要工序为制动电阻和后架冷却装置的安装。5.7冷却室：在组装车间b跨东侧进行组装，下设3个组装工位。为机车减重，空压机、前牵引电机冷却装置等部件在总组装工位进行安装，因此永磁调机的冷却室组装相对简单。冷却室完成后，使用移动平车调入c跨进行装车。5.8柴油机：为节约成本，永磁调机柴油机由原r6280

7、zc船用柴油机进行改造，不再组装新的柴油机。对r6280zc船用柴油机进行解体，对机体进行改造，并更换油底壳、机体支撑、联体，对所有部件清洗后恢复组装。5.9转向架：永磁调机走行部采用两个三轴转向架。该转向架以hxn5b型调车机车转向架为基础，对轴重进行了调整，增加了前、后架牵引电机冷却水管路。5.10油漆：车底架焊接完成后进行喷砂处理，然后喷涂底漆，车底架上下表面喷涂面漆;各室体钢结构焊接完成后进行清洗、磷化，然后喷涂底漆和内部面漆。车底架和各室钢结构完成涂装后进行总组装，总组装完成后车体外部再进行刮腻子、喷涂中涂漆和面漆。车体内部零部件和转向架及零部件涂装完成后进行组装。6组装难点及解决措

8、施6.1 组装难点：按设计要求，部分零部件需在总组装台位进行焊接，易破坏机车油漆并影响其他工序的进行。解决措施：采用先油漆后组装工艺，梳理需要在组装工序焊接的零部件，在组装图中计算出此类零部件在钢结构上的定位尺寸，绘制开工定位图，在钢结构焊接工位完成焊接。6.2 组装难点：全新的蓄电池室重达15吨，远超冷却室、司机室等常规室体，无合适的吊具，制作新专用吊具价格高昂，且模块组装场地b跨的天车吨位不足。解决措施：不再制作新的吊具，调研公司现有吊具，将某已经出口的机车整车吊具进行改造，减少了吊具成本。将组装场地由模块组装场地b跨移至总组装场地c跨，减少电动平车摆渡作业，且b跨的天车吨位足以满足蓄电池

9、室的吊运。6.3组装难点：蓄电池室内装有动力蓄电池，对淋雨要求较高，但蓄电池室组装完成后为全封闭结构，无法在发生漏水后及时发现并进行修补。解决措施：在蓄电池室钢结构完成后，对顶部焊缝进行渗煤油工艺以检查焊缝漏点，无法渗煤油的位置进行探傷检查。在安装蓄电池前，先安装顶部空调和室结构门，提前进行淋雨试验，确保无漏点。6.4组装难点：永磁调机使用永磁电机作为牵引电机，电机冷却方式由原来的风冷变为水冷。机车组装完成后，作业空间较为有限，难以进行捉漏。解决措施：将组装完成后整车捉漏的方式改为分段捉漏，将整个冷却系统分为前架冷却部分、后架冷却部分、转向架冷却管路等三个部分，每个部分完成后分别制作封堵工装进行捉漏测试，整车组装完成后，对三个部分的连接处进行检查即可。6.5 组装难点：永磁调机车型结构与以往机车差别较大，且较多部件为首次使用，现场作业人员不熟悉操作。解决方式：在工艺设计阶段，工装、工具、设备、计量器具等选用成熟可靠的现有产品。对新材料、新工艺、新结构等三新项目（蓄电池系统、空气制动机、前后架牵引电机冷却装置等）进行识别，提前介入设计、研究分析原理，并编制作业指导书用于现场指导。7结束语目前，永磁调机已完成组装，进入了试验阶段。由于采用了模块化、工位化的组装工艺，大大缩短