动车组轮对轴端智能检修工装的研制与应用

李佳 刘双

1.中车唐山机车车辆有限公司 河北唐山 064000 2.曹妃甸职业技术学院 河北唐山 063205

1 设计思路

依据动车组轮修理工作的相关指导书以及现场紧固工作规范，开发了一套用于动车组轮对修理的智能装配工具和智能装配管理系统，并安装在维修站上。通过实时采集和存储安装人员信息，如数据、秩序，正确安装，组装的全过程管理，提高维修质量的组装，降低安全风险，降低操作人员的劳动强度，如轮的轴端emu维护智能螺栓紧固操作装配过程中质量控制是应用程序的主要方向[1]。

2 总体方案

所有的工具都安装在专门设计和制造的龙门滑轨框架内。机架内系统整体结构由无线力矩扳手、电缆力矩扳手、智能控制柜A/B、力矩分析与管理、人员识别模块、无线码扫描系统、服务器和远程观察客户端组成。电动伺服力矩扳手用于在预拧紧操作中收集扭矩值。具有设定扭矩值超限位报警功能。控制柜A/B用于关联车次、人员、螺栓位置、扭矩等信息。分析与管理是在web页面上运行的，用于分析和管理扭矩数据[2]。具有扭矩输出拧紧曲线预设功能，可实时形成分析图，辅助质量分析，提高质量。人员识别模块用于控制操作人员的工作资格，自动识别和比较操作人员是否通过培训和考试，是否获得设备操作证，避免人为操作失误和财产损失。无线扫描编码系统用于自动采集和输入等待工作组的编码信息。服务器使用高磁盘阵列的数据安全，保证扭矩的可靠性，安装工作时间，为本地实时存储工人和其他信息，通过铁路网络实时上传本地信息或从服务器下载任务，技术管理在服务器进程可以修改数据，更新和替代技术。另管理可以访问数据库，并掌握最新的操作动态、通过率统计、时间统计、历史数据查询等[3]。

3 轴端组装框架结构的研制

方案1：龙门滑架在单轴地球轨道上的结构模型。这一方案其优点在于能够有效减少现场吊车作业，减少对车间空间的占用，并且移动也较为方便，同时实现单轮对作业。缺点是需要在地面上铺设2个滑道，基础施工量大，沿东西轨道往往占用车架宽度。当多轮对同时工作时，一次只能使用一个轮对，不能在轴两侧分开作业，导致机动性差。

方案2：双轴地球轨道龙门架结构模型。该方案的优点是可以避免吊车操作，车间占用较少的工作空间，操作更加方便灵活。同时可实现单轮对操作和轮对轴操作，工作效率高。缺点是需要躺在地上两张幻灯片，大量的基础建设，在东西方跟踪总是占据某一帧的宽度，当多个应用同时工作时，只有一个一个轮对轮对的工作，不能分开两边的轴终端工作，可怜的流动性。

4 轴端装配安装典型错误的防范

在生产过程中，轮对轴端常见的安装误差包括螺栓过短/过长、安装垫片缺乏/多、螺丝松动/螺丝错位、盲孔、滑齿/工件变形等。预防措施如下：

（1）电动扭矩扳手内置传感器可以实时检测摩擦，螺栓收紧软件可以分析和比较各种状态下的旋紧扭矩-时间曲线和扭矩角特性曲线，计算出合格和不合格的安装的阈值，并自动调整速度和扭矩，避免紧缺陷引起的过度的速度和扭矩的变化。

（2）软、硬件结合，能自动检测报警选错螺栓，通过torkangle互控判别图自动识别安装错误报警[4]。

（3）在软件设计中，同步考虑套筒选择器与各工序之间的精确对应。如果套筒失效，声音和视觉报警提示给出，以防止扭矩丢失。

（4）优化工艺管理卡控制，实时采集存储各工艺点的扭矩值，并与工艺流的设定值进行比较，实现工艺卡控制。

5 可平衡重力及抵抗反力的拧紧装置的设计

为了防止操作者在转动轴端时受伤，提高工作效率，专门设计制造了一种与龙门结构配套的重力平衡防反力紧固装置，代替传统的反力臂。所述滑轮组固定在平衡滑轨上，滑轨位于水平方向。平衡滑轨的底部设有t形槽，t形槽上设有滑环。在弹簧其平衡器其一端进行连接滑环，在另外一端需要连接电动扳手其手柄吊环。本实用新型专利技术的两端分别通过铰链与电动扳手的手柄和滑轮组连接。在碳棒反应臂上相邻两个反应臂的连接处设置限位套，以增加相邻两个反应臂之间的摩擦力，增加抗压强度[5]。与传统的反应相比，弹簧平衡器和碳反应的手臂，当收紧，紧组织把扳手的位置灵活，员工可以很容易的找到与扳手螺栓孔的位置，实现了紧密的工作，完成了不同轮在轴端装配操作，大大降低了劳动强度，提高工作效率。

6 结语

效用模型已成功应用于上海动车组先进维修装配站，实现过程控制、工具管理、人事管理、扭矩管理、工具管理、数据记录、识别以及监控等功能，让车轮其轴端螺栓的预紧效率要更高，在进行轴端的安装过程当中，需要严格按照相关标准进行安装，从而确保按照工作的标准化以及信息化，对动车组轮对轴端检修组装的过程卡控起到了良好的示范作用。