天津地铁5号线车体宽度控制方法研究

姚明哲,许晓航,马秋红,尹晓亮,王凡

摘要：绿色、节能、环保、安全已经成为当今轨道车辆发展的大趋势，轻量化的车体能够显著的降低能耗。不锈钢轨道车辆具有高的耐腐蚀性和免维护性、安全性高、车体结构的轻量化和全寿命周期成本低等明显特点恰恰符合了绿色交通的发展方向。我公司承接的天津地铁5号线采用B型不锈钢车体结构，车体质量的好坏直接影响到后续订单。

关键词：车体 宽度控制

正文：

一、引言

    天津地铁5号线车体总成内宽尺寸直接影响组装时内饰板的配合尺寸，内宽超差直接影响内装的美观程度。天津地铁5号线车体总成内宽尺寸时有超差，在4013车达到了极限，所有四个门口检测点全部超出2789（-1，+5）的公差上限，分别为2797,2795,2798,2795。主要是为了保证车体总成内弯要求对侧墙门扣铁做了较大的反变形处理（反变形量约3毫米）。后期车辆也必须保证内弯的要求即所有的侧墙门扣铁都要做较大的反变形。若不采取解决办法，后期所有的车体内宽几乎会全部超差。

二、控制方法

2.1调查现状

天津地铁5号线车体总成内宽尺寸时有超差，在4013车达到了极限，所有四个门口检测点全部超出2789（-1，+5）的公差上限，分别为2797,2795,2798,2795。主要是为了保证车体总成内弯要求对侧墙门扣铁做了较大的反变形处理（反变形量约3毫米）。后期车辆也必须保证内弯的要求即所有的侧墙门扣铁都要做较大的反变形。

2.2原因分析

经焊后现场调研，车体反装焊接过程中未对工装定位块及顶紧进行检查，监控，定位块与工件未安全贴合，压紧时压力过大，对宽度尺寸未进行各个过程的测量，导致正反装焊接后宽度尺寸超差，是宽度超差的主要原因；

2.3解决方法

    针对5号线车体总成内宽超差质量问题，提出了解决车体总成门口高度宽度超差的方法。

   （1）调整车体总成安装侧墙时预置对角线尺寸放量，经过计算用组装斜撑将原来3155的预置值调整为3153。在理论上将车体内宽减小约0.77*2=1.54毫米(测量点距离地板约500mm即折点下方)这样可以消除2795.5以内的超差尺寸。如下图所示：

 

图1 对角线测量

   （2）用拉紧带拉紧侧墙靠近门扣铁的侧墙立柱安装座，保证预置车体内宽在2790-2791之间（将数值向较小的宽度调节，因为车体调修后内宽都会全部变大。但如果超过2790侧墙立柱安装座会发生变形影响附件安装）。主要是侧墙整体刚度不足在没有焊接侧底连板前车体宽度在组装斜撑的支撑下有向外的趋势，经过测量绝大部分车体内宽基本在2798左右，焊接侧底连板之后有少量的收缩大约1到2毫米左右，但还是超差不能满足要求。因此用拉紧带将车体侧墙拉紧，内宽控制在2790-2791之间。但此时预置对角线尺寸放量3153数值会有1到3毫米左右的缩小，因此再次用组装斜撑调整预置对角线尺寸到3153（保证焊接结束后车体对角线不超差），这时测量内宽几乎没有变化。待侧底连板等车体胎内附件焊接结束后，再将拉紧带拆除。这时侧墙与底架内外焊接完毕，车体整体筒形框架已经成型，整体刚度变强，经检测和预置内宽2790-2791相比产生约1毫米左右的收缩变形。等到胎外将所有附件焊接完并调修完毕后，车体内宽会增大1到3毫米(一般内弯偏小，调修内弯时用支撑将车体内宽撑大并辅以烤火调修，保证门扣铁内弯≤2。)满足车体内宽2789（-1，+5）公差要求。图2为用拉紧带拉紧侧墙的情形，图3为车体内宽追踪记录

图2 拉带使用示意图                        图3车体宽度记录表

三、效果检查

生产出的车体内宽全部满足设计及工艺要求，其中多数车体内宽公差控制在了2789（-1，+3）以内，远远超过了设计要求。通过本论文研究，彻底解决5号线车体总成内宽超差问题。方案实施后再也没有出现过车体总成内宽超差的现象。车体内宽质量稳定，满足设计及工艺要求。

参考文献

[1] 赵明花、刘玉民.城市轨道车辆不锈钢车体的研发[J].城市轨道交通研究，第1期2004年

[2] 窦广旭、王卫朝.不锈钢车体制造技术[J].机车车辆工艺，第5期2005年10月

[3] 王润娇.冷轧奥氏体不锈钢车体板多点焊接结构强度和疲劳可靠性的实验研究[D].北京交通大学,硕士学位论文， 2010年6月