CN110773896B

CN110773896B - 一种100%低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法

Info

Publication number: CN110773896B
Application number: CN201911099239.8A
Authority: CN
Inventors: 齐振国; 王俊玖; 侯秀娟; 尹德猛; 郝文波
Original assignee: Hebei Jingche Rail Transit Vehicle Equipment Co ltd
Current assignee: Hebei Jingche Rail Transit Vehicle Equipment Co ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: CN110773896A

Abstract

本发明公开了一种100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，包括以下步骤：确定车体的底架的反变形参数和拉紧位置；将所述底架吊运至车体组焊工装，使所述底架的中心与所述车体组焊工装的中心基准对正；在所述底架旁架设水准仪，用所述水准仪对所述底架反变形高度差进行校验,使所述车体的枕梁中心及车轮罩外侧边梁四点较所述车体的端部下挠3mm，然后进行拉紧固定；配装两个侧墙、配装车顶、装配端角柱、端墙、进行车体焊接、进行端墙及端角柱焊接、进行车体调修及附件安装。本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法能够保证车体的宽度、高度、车体断面轮廓和车体挠度等关键尺寸满足设计标准。

Description

一种100%低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法

技术领域

本发明涉及有轨电车车体制造技术领域，特别是涉及一种100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法。

背景技术

100％低地板有轨电车以其灵活、便捷、节能、环保、噪音低、适用性强等优势成为了现代城市经济发展中轨道交通解决方案的必然选择，有效弥补了城市地铁系统和公交系统的不足。

铝合金车体研制有很多项技术难关，其中之一就是车体组成制造技术。在国内，针对这种车体的车体组成制造技术没有先例。现有的相关技术方案，例如车体试制时采用的组成制造工艺是在理论的基础上结合CRH3型动车组技术平台车体现有制造工艺经验制定的，理论未经实践验证。且100％低地板车采用单转向架铰接结构，与CRH3型动车组车体结构差异很大，所以按照现有制造工艺规程生产出的100％低地板车体在一些关键尺寸上无法达到设计要求的标准。现有相关工艺流程如下：装配底架→装配侧墙→装配车顶→点固侧墙→车体焊接→装配端角柱→装配端墙→点固焊接→出胎。

上述的现有技术方案，其100％低地板车体设计结构的不对称形式，决定了装配、焊接过程的不对称性。现有制造工艺没有全面考虑焊接变形对车体组焊尺寸的不利影响，缺少相应的焊接变形控制技术，导致车体组焊后的宽度、高度等断面轮廓尺寸和车体挠度都无法达到理想数据，造成了车体调修困难，无法满足设计要求，质量无法保证。以原有的技术方案试制的车体，车体组焊后挠度、车体高度、车体宽度都存在着较大的偏差，不能满足设计尺寸要求，后期车体调修难度及调修量都面临着较大的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，保证车体的宽度、高度、车体断面轮廓和车体挠度等关键尺寸满足设计标准。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，包括以下步骤：

(1)确定车体的底架的反变形参数和拉紧位置；

(2)将所述底架吊运至车体组焊工装，使所述底架的中心与所述车体组焊工装的中心基准对正；

(3)在所述底架旁架设水准仪，用所述水准仪对所述底架反变形高度差进行校验,使所述车体的枕梁中心及车轮罩外侧边梁四点较所述车体的端部下挠3mm，然后进行拉紧固定；

(4)配装两个侧墙：修磨好所述侧墙和底架边梁装配部位，并以所述底架的边梁中心线为基准，使所述侧墙的中心线与所述底架中心线重合，左右偏差不得超过2mm，依次装配两个所述侧墙，待所述侧墙与底架完全配合后，使用侧墙窗口下拉装置将所述侧墙进行下拉，使插接焊缝插接完好，用内定位横支撑和斜支撑装置固定所述侧墙；

(5)配装车顶，吊运车顶到总成台位与所述侧墙配合安装，用天车吊起4t压铁所述车顶一端到所述车顶另一端对所述车顶与所述侧墙之间的焊缝进行压紧，确保车顶与侧墙之间外部焊缝错边不大于0.6mm，焊缝间隙在0-2mm之间；当外部焊缝达到要求后，要求焊工开始对内部相应处的长焊缝进行段焊，段焊间距根据实际情况由车体装配工确定；段焊完毕调整车厢宽、车厢高及对角线，做好车内及车顶支撑，在车内支撑位置测量4 组；然后检测车顶高度；调整好车顶后，段焊车顶与侧墙插口处的焊缝，然后逐段测量车体断面尺寸(车高、车宽、对角线、车体倾斜)，使用内部横、斜支撑和撑杆进行调整，直至达到预期效果为止；

(6)装配端角柱、端墙；

(7)进行车体焊接；

(8)进行端墙及端角柱焊接；

(9)进行车体调修及附件安装。

优选地，在步骤(4)中固定所述侧墙时，使所述斜支撑需紧靠且尽量避开窗口位置，所述斜支撑的顶端顶在所述侧墙上侧的C槽下；所述横支撑顶在窗口下侧的C槽，用拉带拉紧车体，确认断面、倾斜和所述侧墙相对位置均合格后，将所述侧墙拉紧装置在窗口处拉紧侧墙，然后检测对角线及所述侧墙上方尺寸，通过调整所述斜支撑和所述横支撑将所述车体的对角线尺寸控制在2mm内，检测横向尺寸参考车顶宽度进行，测量点靠近横斜支撑，检测横向尺寸时至少要测量五点。

优选地，配装车顶时，以侧墙和车顶上的中心线定位，偏差不得超过±2mm，应从一位端向二位端配装车顶；查看两端的偏差量，在1mm～2mm 范围内做适当调整，横向车顶不能与侧墙完全配合，调整横斜支撑，至车顶与侧墙完全吻合，对于内部卡紧外部有间隙部分，使用坡口机对内侧车顶与侧墙焊缝开坡口；用支撑将车顶高度调整为圆顶2537.5(0，+5)，平顶调整为2475(0，+5)；车体内宽分上、中、下三处测量偏差为±3，为保证内高焊后合格，在车体中心线附近对车顶预制弹性反变形，支撑量适当加大。

优选地，样装端角柱时根据样装情况对底架边梁及端角柱影响装配的加工余量进行去除，保证配切到位；使用尼龙锤将端角柱插入边梁与侧墙之间，通过搭接焊缝保证端角柱端部与底架边梁及侧墙上部平齐，将端角柱与底架及侧墙点固。

优选地，装配端墙时，在端墙周圈进行加厚为5mm的焊接垫板，吊运端墙进行试装，根据样装情况对底架、端墙上影响装配的加工余量进行切除；配切到位后再次进行样装，依次检查端墙与底架边梁、端墙与侧墙及端墙与端角柱的配合情况；通过压铁及拉带调整门口尺寸，调整端门口宽度为2073±2mm、高度为2185(0，+2)mm；保证端墙与底架、端墙与侧墙的轮廓度满足装配要求≤1.5mm，焊缝符合工艺要求后点固端墙。

优选地，在车体焊接时，首先将车顶与侧墙连接的内侧4V焊缝及侧墙与底架连接的内侧4.5V焊缝全部进行点固，然后进行其它焊缝的焊接焊接顺序为：1)外侧焊接专机先焊接车顶-侧墙外侧4V焊缝；2)手工焊接外侧底架边梁-侧墙之间4.5V焊缝；3)手工焊接车体内侧“车顶-侧墙”连接4V焊缝；4)手工焊接车体内侧侧墙与底架上边梁连接的4.5V焊缝；5) 焊接侧墙门柱与底架边梁内侧3HV及外侧3HV焊缝。

优选地，进行车体调修时依据测量表调修车体外轮廓；工艺要求车体挠度为零，首先对车体出胎后挠度进行调修，然后对车体内高、内宽、对角线之差、侧墙平面度，窗口高度差等进行调修；调修方法为在车体内部加支撑、拉紧装置，车体外部施加火焰预热，加热温度不超过200℃，锤击进行调平，调至符合车体测量表数据要求为合格。

本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法能够保证车体的宽度、高度、车体断面轮廓和车体挠度等关键尺寸满足设计标准。本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法为同行业制造企业生产类似结构车体提供很好的指导和借鉴平台。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中底架挠度预置反变形位置分布示意图；

图2为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中用水准仪调校底架预置挠度的示意图；

图3为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中枕梁拉紧位置的分布示意图；

图4为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中车轮罩外侧边梁拉紧位置的分布示意图

图5为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中侧墙内部拉撑固定示意图；

图6为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中侧墙外部窗口下拉示意图；

图7为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中端角柱与底架、侧墙的点固示意图；

图8为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中调整端墙高度的示意图；

图9为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中端墙内部焊接示意图；

图10为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中车体的结构示意图；

图11为本发明100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法中枕梁的结构示意图；

其中：1-车体，2-顶模，3-水准仪，4-靶标，5-枕梁拉紧位置，6-车轮罩外侧边梁拉紧位置，7-拉带，8-斜支撑，9-横支撑，10-压铁，11-侧墙窗口下拉装置，12-底架，13-侧墙，14-端角柱，15-内部焊接，16-车顶，17- 端墙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图6所示：本实施例100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，包括以下步骤：

(1)车体1由顶模2支撑，确定车体1的底架12的反变形参数和拉紧位置；

(2)将底架12吊运至车体1组焊工装，使底架12的中心与车体1组焊工装的中心基准对正；

(3)在底架12旁架设水准仪3，底架12上设置靶标4，用水准仪3 对底架12反变形高度差进行校验,使车体1的枕梁中心及车轮罩外侧边梁四点较车体1的端部下挠3mm，然后进行拉紧固定，如图2示出有枕梁拉紧位置5和撤离外侧边梁拉紧位置6；

(4)配装两个侧墙13：修磨好侧墙13和底架12边梁装配部位，并以底架12的边梁中心线为基准，使侧墙13的中心线与底架12中心线重合，左右偏差不得超过2mm，依次装配两个侧墙13，待侧墙13与底架12完全配合后，使用侧墙窗口下拉装置11将侧墙13进行下拉，使插接焊缝插接完好，用内定位横支撑9和斜支撑8装置固定侧墙13；固定侧墙13时，使斜支撑8需紧靠且尽量避开窗口位置，斜支撑8的顶端顶在侧墙13上侧的C槽下；横支撑9顶在窗口下侧的C槽，用拉带7拉紧车体1，确认断面、倾斜和侧墙13相对位置均合格后，将侧墙13拉紧装置在窗口处拉紧侧墙13，然后检测对角线及侧墙13上方尺寸，通过调整斜支撑8和横支撑9将车体1的对角线尺寸控制在2mm内，检测横向尺寸参考车顶16宽度进行，测量点靠近横斜支撑8，检测横向尺寸时至少要测量五点；

(5)配装车顶16：

吊运车顶16到总成台位与侧墙13配合安装，用天车吊起4t压铁10 车顶16一端到车顶16另一端对车顶16与侧墙13之间的焊缝进行压紧，确保车顶16与侧墙13之间外部焊缝错边不大于0.6mm，焊缝间隙在0-2mm 之间；当外部焊缝达到要求后，要求焊工开始对内部相应处的长焊缝进行段焊，段焊间距根据实际情况由车体1装配工确定；段焊完毕调整车厢宽、车厢高及对角线，做好车内及车顶16支撑，在车内支撑位置测量4组；然后检测车顶16高度；调整好车顶16后，段焊车顶16与侧墙13插口处的焊缝，然后逐段测量车体1断面尺寸(车高、车宽、对角线、车体1倾斜)，使用内部横、斜支撑8和撑杆进行调整，直至达到预期效果为止；配装车顶16时，以侧墙13和车顶16上的中心线定位，偏差不得超过±2mm，应从一位端向二位端配装车顶16；查看两端的偏差量，在1mm～2mm范围内做适当调整，横向车顶16不能与侧墙13完全配合，调整横斜支撑8，至车顶16与侧墙13完全吻合，对于内部卡紧外部有间隙部分，使用坡口机对内侧车顶16与侧墙13焊缝开坡口；用支撑将车顶16高度调整为圆顶2537.5(0，+5)，平顶调整为2475(0，+5)；车体1内宽分上、中、下三处测量偏差为±3，为保证内高焊后合格，在车体1中心线附近对车顶16 预制弹性反变形，支撑量适当加大。

(6)装配端角柱14、端墙17：

样装端角柱14时根据样装情况对底架12边梁及端角柱14影响装配的加工余量进行去除，保证配切到位；使用尼龙锤将端角柱14插入边梁与侧墙13之间，通过搭接焊缝保证端角柱14端部与底架12边梁及侧墙13上部平齐，将端角柱14与底架12及侧墙13点固。

装配端墙17时，在端墙17周圈进行加厚为5mm的焊接垫板，吊运端墙17进行试装，根据样装情况对底架12、端墙17上影响装配的加工余量进行切除；配切到位后再次进行样装，依次检查端墙17与底架12边梁、端墙17与侧墙13及端墙17与端角柱14的配合情况；通过压铁10及拉带 7调整门口尺寸，调整端门口宽度为2073±2mm、高度为2185(0，+2) mm；保证端墙17与底架12、端墙17与侧墙13的轮廓度满足装配要求≤ 1.5mm，焊缝符合工艺要求后点固端墙17。

(7)进行车体1焊接，在车体1焊接时，首先将车顶16与侧墙13连接的内侧4V焊缝及侧墙13与底架12连接的内侧4.5V焊缝全部进行点固，然后进行其它焊缝的焊接焊接顺序为：1)外侧焊接专机先焊接车顶16-侧墙13外侧4V焊缝；2)手工焊接外侧底架12边梁-侧墙13之间4.5V焊缝； 3)手工焊接车体1内侧“车顶16-侧墙13”连接4V焊缝；4)手工焊接车体1内侧侧墙13与底架12上边梁连接的4.5V焊缝；5)焊接侧墙13 门柱与底架12边梁内侧3HV及外侧3HV焊缝，如图9所示内部焊接15。

焊接前对车体1宽度、高度、对角线进行调整、控制。利用斜支撑8 和横向拉杆将车内尺寸调整符合如下技术要求：

车厢宽度(侧墙13窗间板之间尺寸)2480mm，公差-3mm～+3mm。车顶16高度(地板距边顶C槽下平面尺寸)2455mm,公差0mm～+5mm。两对角线差值不超过5mm。焊接过程中，根据焊接变形情况，分别在车体 1外侧焊接前、焊接后，车体1内侧上4V打底焊后，下4.5V焊缝打底焊后进行4次车内尺寸调整。调整尺寸同焊前调整。使车体1宽度、对角线尺寸始终保持在理论要求范围内。确保整个厢体结构焊接后，形位尺寸达到可控状态，车内支撑必须在车体1全部焊接完成冷却6小时以上方可撤下。

(8)进行端墙17及端角柱14焊接：

将点固好的端墙17由上至下、由内至外完成端墙17与车顶16、端墙 17与底架12、端墙17与端角柱14的打底及盖面焊接。焊接端角柱14与底架12、侧墙13的横焊缝打底及盖面焊接，最后完成端角柱14与侧墙13 的搭接焊缝；

(9)进行车体1调修及附件安装：

进行车体1调修时依据测量表调修车体1外轮廓；工艺要求车体1挠度为零，首先对车体1出胎后挠度进行调修，然后对车体1内高、内宽、对角线之差、侧墙13平面度，窗口高度差等进行调修；调修方法为在车体 1内部加支撑、拉紧装置，车体1外部施加火焰预热，加热温度不超过200℃，锤击进行调平，调至符合车体1测量表数据要求为合格。

按照车体1焊接附件物料BOM及图纸核对焊接件的安装位置及焊接形式，定位附件并焊接。

枕梁由3种不同的铝合金挤压型材焊接而成，支撑车体载荷。为了控制枕梁组焊后的整体平面度，梁组焊是在专用的枕梁组焊胎上进行。枕梁组焊胎利用变位器为可反装结构，依次将枕梁组成型材装配到组焊胎内。根据焊接需要调整好三块枕梁组成型材的间隙，保证枕梁中部的通行部位为660mm+4mm，其中4mm为预制焊接收缩量，然后进行点固，完成手工焊接。最后对枕梁的平面度和垂直度进行调修。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定车体的底架的反变形参数和拉紧位置；

(5)配装车顶，吊运车顶到总成台位与所述侧墙配合安装，用天车吊起4t压铁所述车顶一端到所述车顶另一端对所述车顶与所述侧墙之间的焊缝进行压紧，确保车顶与侧墙之间外部焊缝错边不大于0.6mm，焊缝间隙在0-2mm之间；当外部焊缝达到要求后，要求焊工开始对内部相应处的长焊缝进行段焊，段焊间距根据实际情况由车体装配工确定；段焊完毕调整车厢宽、车厢高及对角线，做好车内及车顶支撑，在车内支撑位置测量4组；然后检测车顶高度；调整好车顶后，段焊车顶与侧墙插口处的焊缝，然后逐段测量车体断面尺寸，所述车体断面尺寸包括车高、车宽、对角线和车体倾斜，使用内部横、斜支撑和撑杆进行调整，直至达到预期效果为止；

(6)装配端角柱、端墙；

(7)进行车体焊接；

(8)进行端墙及端角柱焊接；

(9)进行车体调修及附件安装。

2.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：在步骤(4)中固定所述侧墙时，使所述斜支撑需紧靠且尽量避开窗口位置，所述斜支撑的顶端顶在所述侧墙上侧的C槽下；所述横支撑顶在窗口下侧的C槽，用拉带拉紧车体，确认断面、倾斜和所述侧墙相对位置均合格后，将所述侧墙拉紧装置在窗口处拉紧侧墙，然后检测对角线及所述侧墙上方尺寸，通过调整所述斜支撑和所述横支撑将所述车体的对角线尺寸控制在2mm内，检测横向尺寸参考车顶宽度进行，测量点靠近横斜支撑，检测横向尺寸时至少要测量五点。

3.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：配装车顶时，以侧墙和车顶上的中心线定位，偏差不得超过±2mm，应从一位端向二位端配装车顶；查看两端的偏差量，在1mm～2mm范围内做适当调整，横向车顶不能与侧墙完全配合，调整横斜支撑，至车顶与侧墙完全吻合，对于内部卡紧外部有间隙部分，使用坡口机对内侧车顶与侧墙焊缝开坡口；用支撑将车顶高度调整为圆顶2537.5(0，+5)，平顶调整为2475(0，+5)；车体内宽分上、中、下三处测量偏差为±3，为保证内高焊后合格，在车体中心线附近对车顶预制弹性反变形，支撑量适当加大。

4.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：样装端角柱时根据样装情况对底架边梁及端角柱影响装配的加工余量进行去除，保证配切到位；使用尼龙锤将端角柱插入边梁与侧墙之间，通过搭接焊缝保证端角柱端部与底架边梁及侧墙上部平齐，将端角柱与底架及侧墙点固。

5.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：装配端墙时，在端墙周圈进行加厚为5mm的焊接垫板，吊运端墙进行试装，根据样装情况对底架、端墙上影响装配的加工余量进行切除；配切到位后再次进行样装，依次检查端墙与底架边梁、端墙与侧墙及端墙与端角柱的配合情况；通过压铁及拉带调整门口尺寸，调整端门口宽度为2073±2mm、高度为2185(0，+2)mm；保证端墙与底架、端墙与侧墙的轮廓度满足装配要求≤1.5mm，焊缝符合工艺要求后点固端墙。

6.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：在车体焊接时，首先将车顶与侧墙连接的内侧4V焊缝及侧墙与底架连接的内侧4.5V焊缝全部进行点固，然后进行其它焊缝的焊接焊接顺序为：1)外侧焊接专机先焊接车顶-侧墙外侧4V焊缝；2)手工焊接外侧底架边梁-侧墙之间4.5V焊缝；3)手工焊接车体内侧“车顶-侧墙”连接4V焊缝；4)手工焊接车体内侧侧墙与底架上边梁连接的4.5V焊缝；5)焊接侧墙门柱与底架边梁内侧3HV及外侧3HV焊缝。

7.根据权利要求1所述的100％低地板现代有轨电车铝合金车体变形控制方法，其特征在于：进行车体调修时依据测量表调修车体外轮廓；工艺要求车体挠度为零，首先对车体出胎后挠度进行调修，然后对车体内高、内宽、对角线之差、侧墙平面度，窗口高度差等进行调修；调修方法为在车体内部加支撑、拉紧装置，车体外部施加火焰预热，加热温度不超过200℃，锤击进行调平，调至符合车体测量表数据要求为合格。