城市轨道列车齿轮箱驱动装置组装方式改进

沈伟斌+仇文凡+李敬

摘要： 主要阐述了我所在城市轨道列车齿轮箱驱动装置组装方式上的改进，对比了原来的地摊式组装方式与现在的精益线式组装方式的优缺点。通过优化配膳流程、增加热套工装、例行试验台自动化等一系列方式的改进，热套成功率由原来的75%提高到了99%以上，工作效率提升37%，每套齿轮箱组装节省人工成本，质量得到快速提升。

关键词：地铁齿轮箱；注油扶正；热套；组装方式改进；自动化

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.121

0前言

我所主要从事轨道交通装备新材料、新工艺、新装备、新技术的研究开发及其科技成果的产业化，是我国机车车辆材料及制造工艺的专业研究机构，轨道交通装备关键零部件高科技产业化基地，轨道交通装备供应商中的领跑者。

城市轨道列车具有速度快、运量大、无污染的优势，广受世界各国政府的青睐，是世界现代化城市发展的重要趋势。随着城市轨道交通的快速发展，由我所生产的城轨齿轮传动系统已成功应用在北京、上海、天津、重庆、广州、西安、成都、沈阳、武汉、深圳、苏州、昆明、大连、无锡、杭州、长沙等国内10多个城市的城轨线路上，并且出口到伊朗、巴西、格鲁吉亚等国家。为了更快、更好的适应现代化城市的发展，城市轨道列车齿轮箱驱动装置组装方式逐渐优化、成熟，由原先的地摊式组装提升成现在的精益线式组装，大大提升了生产效率以及产品组装质量。本文主要阐述了现在的精益线式组装方式，相对比原有的地摊式组装方式关键工序的优化。

城轨地铁齿轮箱驱动装置组装的工艺路线如图1所示。

（1）配膳：组装人员在金蝶K3上下任务单，由仓库配料人员配好直接送到现场。

（2）大齿轮热套。

①大齿轮加热：确认大齿轮是需要热套的品种，将大齿轮放置到感应加热器上进行加热。

②车轴准备：a）确定车轴是需要热套产品，用车轴吊具吊起车轴至竖直状态，清理车轴装配部位。b）移动车轴至热套工装上方进行对中，对中好后在车轴热套部位涂抹干净的润滑油。

③大齿轮热套：a）用另一个天车将已加热到位的大齿轮吊起，用毛巾将大齿轮内孔及下端面擦拭干净，放到热套工装上，确认平稳、正确。b）撤离吊装大齿轮的天车；同时将吊装车轴的天车迅速移动至大齿轮上方，对中后将车轴落入大齿轮内孔，落入后转动大齿轮，确认套到位。

④注油扶正：a）用扳手把注油接头旋入大齿轮注油孔中，确保旋紧。b）进行注油，当油均匀的车轴与齿轮配合部位渗出停止注油。

（3）大齿轮周边组装。

①轴承外圈组装：a）确认轴承的型号正确，将轴承外圈与大轴承座内孔擦拭干净，内孔上油。b）用铜棒把轴承外圈敲入轴承座中，用塞尺进行端面贴合面检查，塞尺塞入量不得超过贴合面深度的1/3。

②车轮侧大轴承内圈及大定位密封圈组装：a）先天车及吊具将车轴竖起，车轴与热套工装台对中，将车轴热套部位、车轮侧大轴承内圈与大定位密封圈清理干净，确认无高点、异常。b）先将大轴承加热到一定温度，然后放入大定位密封圈同时加热，确保两件同时加热到规定温度。c）车轴落下，落下后检查间隙，确认合格。

③电机侧大轴承内圈及大定位密封圈组装：a）将车轴热套部位、车轮侧大轴承内圈与大定位密封圈清理干净，确认无高点、异常。b）将大轴承加热到温度后进行热套，热套冷却三分钟后，进行间隙检查，确认合格。c）大定位密封圈加热到温度后进行热套，确认合格。

①小齿轮组装：确认轴承的型号正确，将小轴承加热到指定温度热套，热套冷却三分钟用塞尺检查间隙，确认合格。

图5小齿轮组装图②上/下箱体组装：a）将配件观察窗及上箱体上的配合面擦拭干净，确认无碰伤，且在箱体配合面上涂上相应的平面密封胶。b）O型圈套入相应的小轴承座，在箱体上旋入导向定位销，然后将小轴承座插入齿轮箱内（车轮侧小轴承座现装，装完后再装电机侧）。用安装锤敲击轴承座法兰处使其均匀进入齿轮箱。c）螺栓涂上相应的螺纹锁固胶热，确保两件同时加热到规定温度。c）车轴落下，落下后检查间隙，确认合格。

③电机侧大轴承内圈及大定位密封圈组装：a）将车轴热套部位、车轮侧大轴承内圈与大定位密封圈清理干净，确认无高点、异常。b）将大轴承加热到温度后进行热套，热套冷却三分钟后，进行间隙检查，确认合格。c）大定位密封圈加热到温度后进行热套，确认合格。且根据要求垫圈套入螺栓上旋入箱体上，用扭力扳手交叉式拧到规定扭矩，并做好防松标记。

④小轴承游隙调整：a）将相应的小轴承游隙测量工装安装到小齿轮轴上，确认其安装牢固。b）将百分表座安装到齿轮箱体或轴承座法兰处，百分表压制小轴承游隙调整工装的端面上，如图5所示。c）上下扳动扭力扳手至规扭力，读取百分表的变化值，判定变化值是否符合要求，不符合则拆除电机侧轴承座更换调整垫片。调动时大于要求值减少调整垫片，小于时则增加调整垫片。d）游隙值调整确认后将O型圈安装在小轴承座上，在箱体的电机侧安装面涂抹均匀的平面密封胶，最后按照电机侧小轴承座安装的方法将其安装到位。e）复检测量小轴承游隙，确定在其规定范围内。同时将螺栓拧紧到位后做好防松标记。

①安装两侧大轴承座：a）车轮侧大轴承座法兰上涂抹密封胶，电机侧大轴承座添加大调整垫片。b）将两侧的大轴承座套入轴上，将车轴水平放在工装台上。

②安装上、下箱体：先安装上箱体：a）安装齿轮箱体时，天车缓慢下降，安装时轴承压盖的螺栓孔位置与箱体螺栓孔位置对应，螺栓用手拧紧即可。b）翻转齿轮箱，和箱面涂抹相应的平面密封胶。c）然后将下箱体放到上箱体上，把轴承座装入，所有螺栓拧到指定扭矩，做好防松标记。

③齿轮箱侧隙测量：a）将侧隙工装安装在小齿轮轴上，用百分表测量来判定合格。b）合完箱体后用相应的塞尺检查箱体配合面之间的间隙，确认合格。

（6）大轴承游隙调整。

①测定游隙：a）转动大/小齿轮，大轴承整列。b）用两块百分表对列架在大定位密封圈上，百分表调零，c）用天车吊起，与工步1一样，当百分表指针停稳时读取两侧百分表至。d）按照工步3，往复三次测量去平均值，判定游隙值是否合格。

②调整游隙：a）取出电机侧大轴承座，以测定游隙值加入相对应的垫片。b）在齿轮箱的电机侧大端面、调整垫片上涂上相应的平面密封胶。c）把轴承座装入，螺栓拧到扭矩值，做好防松标记。

（7）例行试验。

①安装轴承：a）清理车轴，根据需要，在车轴表面缠裹一层塑料薄膜，防止车轴划伤。b）将轴承内孔、张紧套、过渡套清理干净，按锥度方向套入车轴。c）用勾形扳手锁紧螺母，且保证涨紧套端面与车轴端面台阶平齐。

②组装试验台：a）吊起驱动装置，且驱动装置尽量保持水平状态，按照指定两侧轴承位置装入轴承座并锁紧。b）安装皮带轮，将皮带轮按锥度方向套入输入轴，利用螺栓压板安装在输入轴顶部，并拧紧。c）安装支撑架，使齿轮箱处于水平，用压板及螺栓拧紧固定。d）调整电机位置使得电机台手轮上的皮带有一定张紧力，拧紧螺栓固定。e）按照要求对驱动箱体内注入相应的试验油；把测温探头、测震探头装在相应的箱体上，进行试验时自动式测量；最后在皮带轮处安装防护罩。

（8）联轴节组装：a）对联轴节内孔及端面、小主动轴进行清理，确认无异常。b）联轴节套入小主动轴测量压入行程，确保行程在要求范围内。c）利用联轴节工装、注油泵等进行压装，压装完后保压一刻钟，压完后测量确认联轴节压装到位。d）对联轴节端盖清理，装入O型圈，装上联轴节端盖。

（9）最终检查：a）油漆检查及做防松标记，先检查油漆是否正确，有无遗漏；所有螺栓安装部位进行防松标识。b）检查车轴及驱动装置无异物，确认无碰伤等。c）安装铭牌及扎好防松铁丝，铭牌安装时在铭牌背面涂上相应的强力胶水，再用手枪钻在齿轮箱上打铆钉孔（要求铆钉孔尺寸比铆钉小0.3mm），铆钉上涂上相应的锁固胶，进行铭牌安装。

2原先与现在组装关键工序的对比及改进

2.1配膳

原来每天组装都需要一个人专门负责领料，而有时领料过程中会存在缺料导致组装到一半停止组装，等待物料。现在组装直接使的生产效率提高，操作简单化，组装人员劳动强度降低。

2.2大齿轮热套

原先地摊式组装时没有热套工装，作业过程中对人的技能要求相当高，且作业时大齿轮与大轴承间的间隙难以达到规定要求，热套质量难以保证，能操作本工序的人员较少。而现在大齿轮热套时利用工装，可直接进行热套，使得作业简单化、热套质量合格率达到99%以上，且对人的技能要求降低，能操作此岗位的人员增加。

原先齿轮箱大齿轮热套完后注油扶正之前是放置在水平台架上进行，此注油方式主要有以下两个缺点：a）注油后大齿轮的轴向位置容易发生变化（不合格）。b）后续处理主要是将大齿轮拆下，这样一来容易造成车轴及大齿轮的拉伤。现在齿轮箱大齿轮热套完后直接将大齿轮热套后垂直放置到热套工作台上，然后进行注油扶正，利用热套工作台的定位基准及车轴、大齿轮的自重保证大齿轮轴向尺寸无变化。同时，又达到了注油扶正的目的。按照此方法扶正了一万多套大齿轮（车轴已经热套的），端跳测量结果均满足要求，且无大齿轮轴向位置发生变化。极大的改善了热套质量，热套成功率由原来的75%提高到了99%以上。

（1）原来靠专人双手热套（专人要经常热套协调性要好）改变成多人都能热套，只要这人会开天车，有一定组装基础就能快速、方便、有效的热套，热套工作由复杂变得简单了，使得操作简单化，能够操作此岗位的人员增加。

（2）现在的质量问题减少。a）增加了防护网，减少了热套过程中的磕碰伤。b）充分利用了工件的自重，使工件热套更容易。减少了在热套当中大轴承的卡死状况，减少了用铜棒敲击、碰伤车轴、热套零部件的情况。c）工件在热套后利用自身重量与贴合件配合，减少了间隙不合格情况的发生。

（3）原来热套方式热套工作时，需要人蹲在地上热套，人很累，而且在精益线工作中看起来不顺畅，改进后人站着开天车热套，人员劳动强度降低，工作感很协调，使得操作人员的劳动强度降低。

（4）地铁车轴上（大齿轮周边）零部件热套时，由原有两人操作改变为一个人独立操作，减少操作人员1人。操作时间由原来的平均50min降低到现在的35min。因此，每套齿轮箱单此工步就节约人工成本约27元（组装钳工按25元/h的人工成本计算），使得人力成本降低。

（5）现在的生产效率提高、周期缩短。对中、端平的时间减少，工作效率得到很大的提高（时间减少30%）。

（6）编制了作业指导书，规范了操作过程，且作业指导书识别了关键项点，并有图片标识，在操作台位前进行揭示，预防了问题的发生，规范了操作过程。

2.4例行试验

（1）原先例行试验时车轴容易划伤，且试验一台都要对试验台进行轴承座做端跳调整，费时、车轴跑合质量不容易保证，而现在对车轴增加了塑料薄膜，轴承座改成整体式涨紧套式轴承座。使得跑合质量提高，效率提高。

（2）原先箱体组装时不进行箱体零部件清洗，试验完后箱体内腔由油窗处可见清晰的黑色浑浊的沉淀物。现在在组装前对箱体零部件进行清洗，使得现在试验完后油窗处无黑色浑浊的沉淀物，整体组装质量提升。

（3）原先例行试验时都是专人拿着温度计、震动器进行手工测量，每次跑合都需要专人负责进行测量，而现在通过跑合试验台的改进，不需要人进行手工操作测量，直接例行试验台自动化控制，也使得操作简单化、人力成本降低。

原先铭牌组装时直接根据铆钉尺寸在箱体规定位置，用手枪钻打铆钉尺寸孔；现在铭牌安装时在铭牌背面涂上相应的强力胶水，再用手枪钻在齿轮箱上打铆钉孔（要求铆钉孔尺寸比铆钉小0.3mm），铆钉上涂上相应的锁固胶，进行铭牌安装。

3结束语

综合上述，本次的组装方式改进使得城市轨道列车驱动齿轮箱组装操作简单化，对操作人员的技能要求降低，能够操作此岗位的人员增加；人力成本降低，对操作人员的劳动强度降低；组装质量问题减少，生产效率得到相当大的提升，使得生产周期缩短，也规范了操作规程。

量与质通过改进都得到飞跃式的提升。城轨组装班由原先的地摊式组装班脱变成现在的城轨精益线组装班。

城市轨道列车驱动齿轮箱组装技术通过不断地改进已经越来越成熟，市场业务越来越广；我相信，不久的将来，我们的组装技术通过不断地改进、不断地成熟，成为国际城市轨道列车驱动齿轮箱组装龙头精益生产线会是不争的事实。

参考文献

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