影响头罩和开闭机构安装的原因分析及改进建议

黄迪波 段志军 彭斌

摘 要：某型号动车组头罩和开闭机构安装会影响动车组生产周期，现有头罩和开闭机构在安装过程中存在的难点，造成大量人力、物料、时间耗费。本文简要分析了现行动车组头罩和开闭机构安装方法，通过分析、对比，制定了提升头罩和开闭机构安装效率的优化措施，并通过后续批量生产装配验证，确定优化后的安装方法更有利于现场装配作业，为提升头罩和开闭机构安装效率积累了经验。

关键词：动车组；头罩；开闭机构；安装方法

0引言

在某型号动车组批量生产过程中，因车体制造误差、供应商配件制造误差、安装过程累积误差及设计图纸结构问题等，动车组头罩和开闭机构安装严重制约了动车组批量生产装配进度，从而造成制造成本浪费。本文主要从来料质量、设计源头、现场装配等方面进行原因分析，并提出解决方法，在保证头罩和开闭机构匹配安装，减少打磨修配前提下，探索提升动车组头罩和开闭机构安装优化的方法，以提高装配效率，节约人力，缩短生产周期，避免安全隐患。

1头罩和开闭机构组成

头罩安装在司机室钢结构上部，结构为双层聚酯玻璃钢内填充泡沫的夹层结构。头罩四周采用粘接的方式与司机室钢结构相连。前窗、标辅灯、头灯玻璃、頭灯均安装在头罩上。开闭机构安装在司机室前端，采用玻璃钢承载，开闭机构四周采用粘接、螺栓连接的方式与司机室前端钢结构、头罩相连。其主要由舱门、环形头罩、运动机构、锁闭机构等部件组成。以上部件安装方式直接影响头罩和开闭机构的装配效率。

2头罩和开闭机构安装的影响因素

动车组头罩和开闭机构安装的关键影响因素主要为头罩整体尺寸、开闭机构整体尺寸、车体司机室钢结构尺寸准确性及头罩开闭机构的结构设计合理性。

2.1 车体误差因素

司机室车体是由低合金、高强度碳钢材料焊接制作，且单节车体司机室长度约为4045mm，受碳钢材料特性、焊接误差及车体自身挠度影响，车体设计图纸理论长度尺寸误差为-3mm～+3mm，而动车组车体实物尺寸与理论值存在-5mm～+5mm偏差。后续装配过程中部分尺寸链是以中心线为基准，导致头罩和开闭机构部分安装存在理论上缝隙、高度差不均匀的可能，影响头罩和开闭机构整体外观效果。

2.2 头罩和开闭机构装配误差因素

开闭机构在设计结构上没有考虑开闭机构安装与头罩、车体弧度匹配出现问题时产品结构上需可调整，开闭机构与头罩、车体搭接弧度匹配处只有台阶面在3mm以内，才可以通过打胶作业人员来弥补。然而，弧度的台阶面都大于设计理论值，只能通过后期的人工现场打磨进行弧面匹配修配处理，且玻璃钢材质打磨粉尘十分严重，对作业环境和打磨后的恢复造成严重影响。

2.3 头罩和开闭机构质量问题因素

头罩、开闭机构产品尺寸不符合设计图纸要求。开闭机构尺寸超差，弧度不匹配；头罩前端弧度尺寸超差；车体与开闭机构、头罩接口处尺寸偏小；车体与开闭机构的接口处，车体尺寸公差要求过低；头罩与车体前端的接口尺寸有偏差，分别为2494mm（头罩）、2499.5mm（车体）。以上产品质量问题，工艺通过三维扫描仪结合设计三维图纸模型进行了相关尺寸分析确认。

2.4 安装过程装配顺序问题

头罩和开闭机构安装过程需考虑头罩与车体的间隙宽度、间隙是否均匀，头罩与车体之间是否存在高度差；开闭机构与车体的间隙宽度、间隙是否均匀，开闭机构与车体之间是否存在高度差；头罩与开闭机构的间隙宽度、间隙是否均匀，头罩与开闭机构之间是否存在高度差。因此，头罩和开闭机构必须同时进行匹配安装，确保头罩、开闭机构及车体的间隙宽度、间隙均匀、高度差满足技术要求后才能进行机械连接和预紧固。

2.5 头罩和开闭机构结构设计问题

头罩上的安装座数量和位置将影响头罩与车体齐平、间隙均匀的调整。开闭机构内壁与车体安装座距离过小，容易出现接磨，影响开闭机构安装过程中的调整。开闭机构与车体缺少横向的连接结构，开闭机构无法调整。车体定位销与开闭机构安装孔间隙过小，现场安装过程调整受限，开闭机构接口处玻璃钢容易产生变形。

3优化头罩和开闭机构安装采取的方法

综合分析以上影响头罩和开闭机构安装的影响因素，提升头罩和开闭机构的安装效率及外观质量关键是头罩和开闭机构紧固安装的顺序，车体、头罩及开闭机构的外形轮廓尺寸准确性。因此，提升头罩和开闭机构安装效率及外观效果的优化措施有以下几点。

3.1 优化开闭机构紧固件安装顺序

开闭机构采用玻璃钢承载，受力容易产生变形，且轮廓尺寸与检验样板吻合度不应大于1.5mm，主要通过左、右两个定位销和6个安装座与车体进行匹配安装。安装过程中先紧固开闭机构两侧的Z字形安装座将导致开闭机构的变形集中产生在开闭机构的中部轮廓位置，如果先紧固中部的安装座将导致开闭机构的变形集中产生在两侧轮廓位置。因此，根据现场头罩与开闭机构的搭界处弧度高度差实际情况，针对性的采取不同方式螺栓紧固顺序可以调整开闭机构和头罩的高度差，有效避免开闭机构安装误差累积在某个位置。

3.2 优化头罩加垫及固定方式

头罩缝隙主要是指头罩与车体之间缝隙、头罩与开闭机构之间的缝隙，头罩高度差主要是指头罩与车体直接的高度差、头罩与开闭机构之间的高度差。目前头罩是通过左右两侧各三个安装座与车体焊接安装座螺栓紧固连接，高度差通过在紧固件增减调整垫片方式来实现高度差的调整。但头罩跨度尺寸在4000mm以上，安装座间隔距离较大，且头罩为玻璃钢材质，易受力变形。同时，在安装过程出现两个安装座直接的头罩与车体高度差超差的情况，头罩前端与车体直接缝隙超差的情况。因此，在头罩上增加安装座的数量，同时在头罩安装过程施加外力和调整垫控制头罩与车体的缝隙，待粘接完成后再取消外力可避免高度差、缝隙超差的问题。这样既解决了车体误差和配件尺寸质量问题造成的缝隙不均匀、高度差超差的影响，同时也满足了头罩和开闭机构安装减少修配打磨的要求。

4 优化后的工艺方法验证

为验证头罩和开闭机构优化的安装方法，对该型动车组共计6台车，6个头罩和开闭机构安装过程进行总结验证。过程中因1台车头罩质量问题进行了局部打磨返工处理，其余车都实现了零打磨修配安装，后续车在安装方法优化及现场作业人员经验积累的情况下，头罩和开闭机构的安装效率、降低安装过程修配打磨量及外观效果明显大大提高。因此，总体来看采取相应的安装方法优化后，头罩和开闭机构安装效率由原来的每台车需要对头罩和开闭机构进行修配打磨，优化至现在的基本可以实现零打磨，这大大缩短了头罩和开闭机构的安装时间，有效提高了生产效率，缩短了动力集中型动车组的生产周期。

5 结束语

本文通过分析现有动车组头罩和开闭机构安装影响因素，并针对此问题探索、研究了最简单可行的安装措施，通过现场跟踪、安装进度分析验证了所优化安装方法的有效性，大大降低了头罩和开闭机构安装的作业时间。这说明，对动车组头罩和开闭机构安装方法的优化是可行的，同时为后续车型的头罩和开闭机构安装提供了依据。

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