本文走進(jìn)中國(guó)最主要的高鐵制造企業(yè)四方股份,展示真實(shí)的高鐵制造企業(yè)是什么樣。放下那些高深的技術(shù),直觀地簡(jiǎn)單地說(shuō),高鐵列車在制造中由四大部分組裝而成:車體、轉(zhuǎn)向架、車上下大部件、車內(nèi)設(shè)施。
一、鋁合金骨骼
車體和轉(zhuǎn)向架因?yàn)槎际且凿撹F為原材料的生產(chǎn)。
車體是個(gè)什么東西?車體就像是列車這房子的框架,是高鐵列車之“骨”,是高鐵列車整車制造的核心技術(shù)之一。
目前中國(guó)動(dòng)車組鋁合金車體采用的是“大截面中空擠壓型材構(gòu)成的筒形結(jié)構(gòu)”。這個(gè)繞口的名稱通俗點(diǎn)說(shuō),就是“馬蜂窩”鋼材,即中間是空的,但是兩個(gè)面之間夾支撐的筋板,增加強(qiáng)度而重量減輕。
兩車交會(huì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的空氣壓力波,這個(gè)壓力波主要由車體來(lái)承受。這時(shí),車體首先要保證安全,還要保證氣密性。
車體是列車的骨骼,是列車的主體,所有的部件都固定或懸掛在車體上。平常情況下,它承載旅客,出現(xiàn)安全事故時(shí),它的強(qiáng)度則可以保護(hù)旅客。
下料,組合,成形。在3D打印到來(lái)之前,人類的所有工業(yè)品的到來(lái)都或明或暗地遵守這一思維方式和規(guī)則,這是現(xiàn)代制造的基本流程。
車體生產(chǎn)的過(guò)程是這樣的:先將購(gòu)進(jìn)的鋁合金原材料按尺寸切割,之后加工焊接成不同部件,這些部件被組合,最終組焊成一個(gè)車體。
在這里,車體加工的長(zhǎng)焊縫全部由機(jī)器人完成,小的部位由人手工焊接。
焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行歐洲最嚴(yán)格的EN15085 CL1級(jí)焊標(biāo)準(zhǔn),焊接機(jī)器人的焊接質(zhì)量由激光同步跟蹤。
鋁合金焊接不僅比其他焊接難度高,對(duì)焊接環(huán)境有恒溫恒濕的高要求,也是對(duì)操作者身體有傷害的工種。這里的廠房,頂部有數(shù)量驚人的空氣凈化設(shè)施。
車體按結(jié)構(gòu)形式分中間車和帶駕駛室的頭車兩種。
中間車為基礎(chǔ)車型,被分為底架、側(cè)墻、車頂、外端墻、內(nèi)端墻等幾大部件分別焊接,這幾部分基本同步開始制作,最后組焊成形。
底架就是列車地板處的那一部分鋼結(jié)構(gòu)。底架先進(jìn)行正面焊接,之后是打磨,然后是底架反面焊接打磨。
端墻是車體的兩端,塊頭最小,但是焊接量不小。車頂要先正面焊接,再反面焊接,主要是焊接機(jī)器人來(lái)?yè)?dān)當(dāng)。側(cè)墻是安裝窗戶的部位,面積不小,預(yù)留安裝窗戶的地方比較難操作。
將上面這些組合焊接在一起,一個(gè)車體就出現(xiàn)了。它是鋁合金材質(zhì),體型巨大,那色彩和體型,有后現(xiàn)代的感覺(jué)。
最難的車體制造應(yīng)該是頭車的車體,就是有駕駛室的車體。它主要是手工組焊,工藝更為復(fù)雜,尺寸要求更為苛刻……
在這里,雙工位數(shù)控加工中心長(zhǎng)60米,很容易吸引到你的注意力。這個(gè)用于車體側(cè)墻和地板整體加工的裝備,加工定位精度達(dá)到微米級(jí),以保證車體的整體加工精度。
而車體總組成焊接機(jī)器人,用于車體總組成時(shí)長(zhǎng)直焊縫的焊接,同時(shí)兼具打磨、銑削、壓緊等輔助功能。
車體焊接完成,甚至是在焊接的過(guò)程中,都在不斷地進(jìn)行調(diào)直打平,可以理解為對(duì)這個(gè)鋼鐵大家伙的精細(xì)修整,用的是打磨的方法。打磨幾乎和焊接一樣重要,目的在于消除應(yīng)力,保證車身的平整度。
當(dāng)車體制作完成后,涂裝工藝開始。
車體前后要多次上膩?zhàn)樱灼岷兔嫫岬膰娡恳彩嵌啻?,最后全身白色的車體出現(xiàn)。
這時(shí)候,車體還是沒(méi)有輪子,它被用氣墊船送進(jìn)總組裝車間。
二、車輪的力量
轉(zhuǎn)向架是列車的“腳”,對(duì)于以運(yùn)送為天職的列車來(lái)說(shuō),它的重要性不言而喻。
這是一個(gè)外形很像小車的部件,主體是4個(gè)車輪2根軸1個(gè)鋼鐵框架,高鐵列車的電機(jī)等重要部件也會(huì)安裝在轉(zhuǎn)向架上。
轉(zhuǎn)向架分廠的工業(yè)氣勢(shì)一點(diǎn)不比車體分廠弱,雖然轉(zhuǎn)向架的體形要比車體小了太多,但它的確是太關(guān)鍵了。
高鐵列車的車軸是空心的,那么高速之下,這個(gè)快速旋轉(zhuǎn)并承載列車的部件竟然是空心的,的確是讓人吃驚。
四方的空心車軸自動(dòng)化生產(chǎn)線,僅有2名操作工人。
這一生產(chǎn)采用中央控制模式,自動(dòng)上料、加工、檢測(cè)、下線,中心孔偏移量誤差小于等于0.1毫米。加工線整線封閉,加工的過(guò)程中看不到鋼屑飛濺的現(xiàn)象。
車軸加工完成后,與車輪組裝成輪對(duì)。
全長(zhǎng)120米的生產(chǎn)線,5臺(tái)焊接機(jī)器人、2條自動(dòng)運(yùn)輸線,重量不輕的構(gòu)架在流水線上如同一個(gè)小玩具一樣被傳送、焊接、翻轉(zhuǎn)、輸出。
構(gòu)架焊接完成后,有復(fù)雜的涂裝過(guò)程,即油漆。
沿著設(shè)定的軌道,一個(gè)個(gè)構(gòu)架像一件件工藝品陳列在吊架上,從入口進(jìn)去,穿過(guò)“U”形通道,在完成一個(gè)個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的復(fù)雜工序后,出來(lái)時(shí)已做好了防銹和表面涂裝,構(gòu)架很光鮮漂亮了。
之后開始轉(zhuǎn)向架的組裝,即制動(dòng)裝置、電機(jī)和各種管線的安裝。
組裝中,在專用工藝裝備的幫助下,構(gòu)架分正反兩面安裝。這邊安裝完畢,被快速準(zhǔn)確地翻轉(zhuǎn)180度。因?yàn)槭褂萌椎亩ㄖ乒ぞ撸考陌惭b有序、精準(zhǔn)。最后,被安裝了多種部件的構(gòu)架,被吊起落在輪對(duì)上,轉(zhuǎn)向架裝配完成。
組裝完成的轉(zhuǎn)向架,要進(jìn)入綜合試驗(yàn)平臺(tái), 在那里自動(dòng)接受各項(xiàng)檢測(cè),數(shù)據(jù)合格后等待裝車。
三、總組裝
最后要進(jìn)去的,是總裝分廠。
在這里,車體、轉(zhuǎn)向架及高鐵列車車上車下大部件、車內(nèi)設(shè)施,即對(duì)每列車的4余萬(wàn)個(gè)零部件進(jìn)行集成及調(diào)試。這里,是高鐵列車制造的核心之地。
相對(duì)于轉(zhuǎn)向架、車體的自動(dòng)加工、自動(dòng)焊接,總裝的大部分工作需要人工或半人工方式完成。工人的操作技能對(duì)于保證總裝質(zhì)量至關(guān)重要。在四方總組裝分廠的員工,一年中要多次接受培訓(xùn)。
組裝現(xiàn)場(chǎng)有成排的黃色工作臺(tái)位,它們是總組裝分廠里色彩最為醒目、數(shù)量最多的設(shè)施。每個(gè)臺(tái)位的端部都有一個(gè)顯示生產(chǎn)狀態(tài)的LED顯示屏,顯示屏是綠色,表示生產(chǎn)正常,顯示紅色表示異常。
動(dòng)車組每列車約1萬(wàn)多根電線電纜,必須準(zhǔn)確無(wú)誤地可靠連接。電線下料區(qū),以白色背板模擬現(xiàn)實(shí)車輛,按1:1下線,然后對(duì)電線電纜成束捆扎。
在總組裝分廠,白色的車體被架在臺(tái)位上,自然地分為車上、車下和車頂三個(gè)工作區(qū),一節(jié)車上有多個(gè)部門的人員在同時(shí)工作。
車上安裝是防寒材料、地板、風(fēng)道、車窗、座椅、裝飾件等安裝,車下大部件主要是變壓器、變流器等,車頂主要安裝受電弓和主電力線,高鐵列車在這里被徹底武裝起來(lái)。
安裝中的車門,顯露著這一部位的復(fù)雜構(gòu)。車門是動(dòng)車組一個(gè)安全控制點(diǎn),要保證數(shù)十萬(wàn)次準(zhǔn)確操作。
之后,工人們請(qǐng)出已做好的轉(zhuǎn)向架,將車體吊裝上去,稱為落車。
落車完成的車輛,進(jìn)行單車的稱重、淋雨、保壓、耐壓和氣密等一系列試驗(yàn)。
任何車輛的制動(dòng)(俗稱“剎車”)都是至關(guān)重要的, 跑得很快的高鐵列車的制動(dòng)就更為重要。
管路的密封性決定著空氣制動(dòng)的有效性,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)都允許管路有一定的泄漏量,四方空氣制動(dòng)氣密試驗(yàn)的企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為管路保壓15分鐘泄漏零,保證空氣制動(dòng)的有效性。
試驗(yàn)合格后,車輛編組進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn),這個(gè)過(guò)程極為安靜,操作者多是依靠筆記本電腦來(lái)工作,全車調(diào)試。
最后,高鐵列車在四方獨(dú)有的環(huán)形試驗(yàn)線上進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn),相當(dāng)于試跑。
試驗(yàn)完畢,高鐵列車已完全具備上線條件,全新的動(dòng)車組等待調(diào)度命令,出了廠區(qū)的專用線進(jìn)入運(yùn)營(yíng)線路,開始自己的人生旅程。
怎么樣,是不是很震撼呢?
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