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揭秘:你從未見過的高鐵列車型材加工過程
大工業(yè)之下的新式廠房們,外表平實(shí),不追求特點(diǎn),整齊統(tǒng)一。
放下那些高深的技術(shù),直觀地簡單地說,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。
鋁合金骨骼
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。
一個(gè)胖子想要跑得快會比一個(gè)瘦子困難一些。人們降低高鐵列車重量的愿望越來越高,設(shè)計(jì)師們不由自主地想到了鋁。
鋁的重量只有鋼的三分之一左右,可惜的是,鋁的強(qiáng)度卻低。這也是早期的高鐵列車采用耐候鋼材料的主要原因。
目前中國動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,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。
高速下會車和出入隧道時(shí),高鐵列車面臨的氣密性問題很嚴(yán)重。為追求舒適,中國高鐵目前的氣密性指標(biāo)設(shè)定為車內(nèi)壓力波動小于200帕/秒。這個(gè)數(shù)值小于飛機(jī)艙內(nèi)的指標(biāo),所以坐高鐵耳鳴的人少。
一節(jié)車體上,有70多種不同斷面的鋁合金型材,最薄的地方為1.5mm,最厚的地方為4mm。
車體生產(chǎn)的過程是這樣的:先將購進(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。
在這樣的工廠中,每4小時(shí)完成1輛車體的生產(chǎn)。
車體加工的長焊縫全部由機(jī)器人完成,小的部位由人手工焊接。
鋁合金焊接不僅比其他焊接難度高,對焊接環(huán)境有恒溫恒濕的高要求,也是對操作者身體有傷害的工種。
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。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。
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……
車體焊接完成,甚至是在焊接的過程中,都在不斷地進(jìn)行調(diào)直打平,可以理解為對這個(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)。
那個(gè)銀色的車體看不到了,變成了我們在站臺上看到的那些白色的列車車身。
這時(shí)候,車體還是沒有輪子,它被用氣墊船送進(jìn)總組裝車間。
車輪的力量
另一側(cè)的廠房是轉(zhuǎn)向架分廠,轉(zhuǎn)向架的制造在同步進(jìn)行。
轉(zhuǎn)向架是列車的“腳”,對于以運(yùn)送為天職的列車來說,它的重要性不言而喻。
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。
轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架,好比是整個(gè)轉(zhuǎn)向架的“骨架”,其重要性如同人體的軀干一樣,制動系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)均安裝在構(gòu)架上。
從高處向下拍攝四方的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架自動焊接生產(chǎn)線,會為其的密集而有序驚嘆,它規(guī)則與細(xì)致,又讓你懷疑是否身處在一個(gè)焊接生產(chǎn)廠房中。
全長120米的生產(chǎn)線,5臺焊接機(jī)器人、2條自動運(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“U”形通道,在完成一個(gè)個(gè)自動進(jìn)行的復(fù)雜工序后,出來時(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?,部件的安裝有序、精準(zhǔn)。最后,被安裝了多種部件的構(gòu)架,被吊起落在輪對上,轉(zhuǎn)向架裝配完成。
光線下的動車組轉(zhuǎn)向架,這個(gè)工業(yè)品很美
組裝完成的轉(zhuǎn)向架,要進(jìn)入綜合試驗(yàn)平臺, 在那里自動接受各項(xiàng)檢測,數(shù)據(jù)合格后等待裝車。
總組裝
最后要進(jìn)去的,是總裝分廠。
這里比剛剛?cè)ミ^的廠房更大,空間巨大卻十分安靜,“高大上”的氣息在這里強(qiáng)烈呈現(xiàn)。
這里廠房連著廠房,一列列白色的動車組車體在這里排列,黃色的安裝臺位包圍著它們。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,即對每列車的4余萬個(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。
相對于轉(zhuǎn)向架、車體的自動加工、自動焊接,總裝的大部分工作需要人工或半人工方式完成。工人的操作技能對于保證總裝質(zhì)量至關(guān)重要。
動車組每列車約1萬多根電線電纜,必須準(zhǔn)確無誤地可靠連接。電線下料區(qū),以白色背板模擬現(xiàn)實(shí)車輛,按1:1下線,然后對電線電纜成束捆扎。
日常生活里一個(gè)耳機(jī)線也能亂成一團(tuán)的情形常常出現(xiàn),1萬多根電線電纜在這里整齊有序,配線的錯(cuò)誤率僅為萬分之0.25。被管理成一束一束的電纜,之后被安裝在車上。
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。
安裝中的車門,顯露著這一部位的復(fù)雜構(gòu)。車門是動車組一個(gè)安全控制點(diǎn),要保證數(shù)十萬次準(zhǔn)確操作。
之后,工人們請出已做好的轉(zhuǎn)向架,將車體吊裝上去,稱為落車。
落車的過程,總是有一份驚艷。這時(shí)總是場面很大,因?yàn)檐圀w本身不小;這時(shí)候總是有一種愉快,因?yàn)榧磳⑦M(jìn)入完工。
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(俗稱“剎車”)都是至關(guān)重要的, 跑得很快的高鐵列車的制動就更為重要。
管路的密封性決定著空氣制動的有效性,國家標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)都允許管路有一定的泄漏量,一般空氣制動氣密試驗(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)過程極為安靜,操作者多是依靠筆記本電腦來工作,全車調(diào)試。
最后,高鐵列車在環(huán)形試驗(yàn)線上進(jìn)行動態(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,全新的動車組等待調(diào)度命令,出了廠區(qū)的專用線進(jìn)入運(yùn)營線路,開始自己的人生旅程。
受電弓升起來時(shí),有那么一種輕緩和沉穩(wěn)。
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