近年来，随着铁路建设的快速发展，国内铁路机车产品更新迅速，机车产品研制呈现出速度等级多样化和功率等级多样化的趋势，机车产品的多品种小批量需求越来越明显。为适应多样化的生产模式，机车制造工艺装备的设计制作正向着柔性化制造方向发展。柔性化制造系统具有高度的灵活性，在保持高生产率的同时，还能适应生产更多种类的机车产品。下面从柔性化吊装工艺装备的开发入手，介绍2种吊装工艺装备的研制。

1 柔性化需求的提出

中车大连机车车辆有限公司自生产和谐3系列机车以来，已有5种电力机车量产，并且新产品的研制一直在进行，为适应公司不断增长的多样化机车制造生产任务，工艺装备的投入也在不断增加，工装缺乏柔性和通用性[1]。从系统的角度去组织生产，实施管理，节约工装制造成本，制造一批可随产品参数变化的柔性化多用途工艺装备，一直是机车制造厂追求和探索的方向。

细想，我那次“近乡情怯”也不是没有缘由：插队伊始，我和同学二人分到一个生产队，房东姓于，按年龄称于叔于婶。于叔家三个孩子，女儿桂霞姐和我俩同岁，两个男孩则小些。于叔是典型的老实巴交的农民，很少说话，高兴了也只是嘿嘿一笑。于婶则是极开朗又外面能张罗的人。她一天说的话，够于叔说上半年了。

2 工艺装备的开发

2.1 超长部件用吊装工艺装备的研制

机车组装过程中，5种量产电力机车的中央管排和主电路预组装模块，都是十几米长的超长部件，为使部件被水平吊起，平稳安装，研制了一种可吊装15 m长的超长部件用的吊装工艺装备，其上装有多个可移动吊钩，可移动吊钩的位置和高度均可根据吊装部件上的吊点位置左右进行调节，从而保护吊装的管线路不受损坏，保证吊装和安装平稳。

首先，根据5种车型的中央管线模块的部件长度和吊点的位置以及数量进行列表对比(见表1)，最终确定超长部件用吊装工艺装备的长度和吊装组件数量，进行吊装工艺装备的研制。

第二轮环保督查已于近日启动强化督查。本次督查组从原来200多个增至290多个，并预留了100多个特别机动组，较第一阶段督查力度更强、排查更精细、实时公开约谈等。据悉，本次强化督查范围涉及山东、河南、山西、河北、江苏、浙江、安徽等省份和北京、上海、天津地级市。

 

表1 各车型超长部件参数比照

  

车型部件长度/m吊点数量/个HXD3型机车1317HXD3B型机车1225HXD3C型机车1317HXD3D型机车1222出口乌兹别克机车1317

以往在电力机车总装过程中，为了吊装偏心大部件，通常需要设计定制专用的大部件吊具，以使不同的偏心大部件起吊时保持水平平稳，避免大部件自身及对车内其他相关部位的损坏。但随着近年多品种小批量生产问题的出现，需要设计定制的专用吊具的需求剧增，专用吊具成本高、场地占用大、快速切换能力弱等缺点凸显出来。因此，需要开发一种针对超大部件的通用柔性化吊具，吊点及吊钩的位置可以随需求调整，做到一个吊具满足不同车型不同大部件的吊装的需求。

  

图1 吊具示意图

(2)吊具。吊具的构架采用高强度方钢制作，采用高强度钢板焊接制作吊点可调机构及起吊机构。为了做到吊点可以任意调整，钢板焊接的各机构的外形尺寸须大于构架的外形尺寸，使各机构运动灵活。为了固定调整后的吊点及起吊机构，同时在吊点及起吊机构上开孔，以便调整完成后在孔内用螺栓固定。

首先，对目前生产中需要吊装的5种大部件的外形进行对比(见表2)，并对现有5种专用吊具进行分析，初步确定制作起吊点数量为4，长度调节范围800～1 600 mm，宽度调节范围500～1 040 mm，实现由繁入简，变5种吊装工艺装备为1种。

  

图2 吊装的实施

2.2 超大部件用吊装工具的开发

其次，根据确定的长度和吊装组件数量，设计超长部件用吊装工艺装备。选取长圆钢管作为吊装工艺装备的主要承重机构，制作吊杆，在吊杆上放置吊绳和可移动吊装组件等，具体组成如图1所示。

最后，根据吊装部件的吊点数量选取吊装组件的数量，将吊装组件与待吊装部件的吊点一一对应，进行吊装的实施(见图2)，吊杆和主吊绳完成吊装时的承重工作。吊装组件上装有可移动吊钩和固定销，吊装时先将吊钩挂在吊装管线路上，然后通过移动吊装组件在吊杆上的位置来调节平衡，最后将固定销旋紧固定在吊杆上开始吊装。当需吊装部件的吊点数量和位置发生变化时，重新按照以上步骤进行吊装，实现了一种吊装工艺装备对多种长度和吊点的超长部件的吊装工作。

（2）试验材料 钢制安全壳材质为SA738Gr.B，其为美国ASME规范中的牌号，随着中国三代核电技术的引进、消化和再创新，目前我国已经具备SA738Gr.B钢板的自主制造生产技术。本文所用材料即为国内某钢厂研制的S A738G r.B钢板，供货状态为调质（淬火+回火）状态，板材规格为400mm×800mm×52mm，主要化学成分及力学性能如表1所示。

(3)吊点可调机构。位于横梁两侧，可以根据偏心重物的宽度左右移动，如图3中C1、C2箭头所示。

 

表2 大部件的外形对照表

  

超大部件部件外形(长×宽×高)/mm吊点数量/个网侧柜1600×1040×20424低压柜1100×500×20004微机柜800×600×16004第三方设备柜1407×700×19724蓄电池柜800×720×9864

  

图3 吊具模型图

在Ⅰ类样品选取47#样品为例，在1 021 cm-1和1 240 cm-1处附近存在吸收峰(见图5)。在Ⅱ类样品选取5#样品为例，在1 021 cm-1处附近存在吸收峰，而在1 240 cm-1处附近不存在吸收峰(见图6)。在Ⅲ类样品选取11#样品为例，在1 021 cm-1处附近无吸收峰，而在1 240 cm-1附近存在吸收峰(见图7)。在Ⅳ类样品选取1#样品为例，在1 021 cm-1和1 240 cm-1处附近都不存在吸收峰(见图8)。

(1)工字钢构架。由1根纵梁和2根横梁组成，2根横梁可以沿着纵梁方向，分别按照A1和A2的轨迹调整。起吊机构可在纵梁上的B方向进行调整。由于吊具的吊点位置和起吊机构均为可调，起吊时要保证调整后的吊点可调机构及起吊机构在调整好后不得移动。

吊杆由长圆钢管制作，便于吊装点变换时吊装组件的左、右移动。吊装组件由直径大于吊杆的长圆钢制作，可以沿着吊杆轴向左、右移动，完成吊装过程吊点的调节。使用时，根据不同车型的吊点数量，安装同等数量同等距离的吊装组件。主吊绳焊接在吊装组件上，可随着吊装组件左、右移动，起吊时连接吊环和吊杆，通过调节主吊绳的位置，确定吊装重心，保证吊装平稳。吊环即吊装起吊时的起吊点。

其次，解决部件吊装时的重心调节问题。吊装尺寸可调后，为保证吊装的平稳性，起吊点也应该设计成可调的，经过工艺、现场等部门的技术人员十几次的反复测量、设计图纸修订，最后确定偏心吊具主要由工字钢构架、吊点可调机构、起吊机构、吊链、吊具等部分组成(见图3)。起吊机构和吊点位置的调节以及固定方式是开发设计这个吊装工艺装备的核心。

(4)起吊机构。通过调节起吊机构的位置，找出偏心部件的物理重心，避免偏心大部件在吊装过程中的晃动。依据大部件几何外形及物理重心，调整吊具上的吊点及起吊机构的位置，几何外形及物理重心匹配完成后，用螺栓锁定吊点及起吊机构，确保起吊的平稳性， 并做到同一吊具具备起吊不同种类、不同重心大部件的能力。

随着社会基础建设的完善和经济的快速发展，人们认识到“空间资源”也是限制城市平稳发展的主要因素之一。在城市建设初期，由于建设技术以及认识的不足，仅重视地上空间资源的利用率，而忽视了地下空间资源和空中资源的综合利用，并在建设过程中存在重视建设、忽视后期维护的现象，导致早期城市建设过程中地下管线的铺设不合理，造成了后期探测及整改的难度。为了弥补这一缺陷，应该加强城市地下管线科学规划并制定出科学的整改举措，加强后期维护整改的防范意识。

(5)吊链。每个吊点可调机构上开有3个孔，孔上装有吊链，可以通过调整吊链的长短以及吊链在吊点上固定孔所在的位置进行微调，以满足不规则外形的大部件吊装需求。纵梁的中部安装有可调整的起吊机构，可依据偏心大部件物理重心，沿着纵梁纵向进行移动，如图3箭头B指示。

通过对吊点、起吊机构及吊链的配合调整，可以满足对不同类型不规则外形大部件的吊装作业；通过B方向和C1、C2方向的调整，同时选取合适的吊链孔，可定位偏心大部件的物理重心，实现偏心大部件的可靠稳定吊装作业，实现了一种吊具可以完成尺寸不一样的多种大部件的吊装。该柔性化吊具能够平稳地完成铁路机车用多种外形尺寸大部件的吊装工作，具有较强的通用性。

3 结论

通过超长部件用吊装工艺装备和超大部件用吊装工艺装备的开发，实现了一种吊具即可完成外形尺寸不同的多种大部件的吊装工作的需求。以往须定制多套的专用吊具被一套柔性化吊具取代，满足了机车多品种小批量生产的需求，实现了吊具快速切换，同时降低了工装制作成本，节省了大量吊具占用的存放场地。

柔性化吊装工艺装备的开发和应用，改变了原有的固定的制造模式，可以随时换型生产，节约了制造成本，提高了生产效率，能够适应不同制造任务的生产调度，提高了工艺装备资源的使用率。

参考文献:

[1] 范 玮,李宝旺.李海光.柔性化工装在铁路转向架制造中的应用[J].机械制造，2013(11):49-51.□