【高速动车组转向架组装工艺策划分析5500字】

[45]。基于ECRS重排原则，运用启发式算法划分装配作业单元，将各装配工步合理地置入生产线各工位中，并根据装配顺序对工位进行排序。根据各工位装配所用时间的预测进行装配线的平衡优化，最大程度地消除瓶颈工序、瓶颈工位，提高生产线的平衡率。最后根据装配工艺相似度、装配实际情况及生产要求等因素对工位顺序进行规划调整，实现生产线的设计仿真。图1.4生产线平衡设计原理（1）拆卸反演基于“可拆即可装”的思想，根据装配过程是拆卸过程反演的原则，通过对部件3D数模拆卸过程的模拟仿真，推测装配工艺过程即为“拆卸反演法”。标准动车组转向架装配序列规划，其最大特点是装配体较为庞大复杂却同时具有较高的精度要求，所涉及到需装配部件种类繁杂、形状多变。各部件与构架在空间几何结构上配合密切，因此许多部件或装配操作步骤之间存在或多或少的显性、隐性的紧前紧后关系。所以作为装配序列规划的第一步，相比于其他方法，运用拆卸反演法对转向架装配体进行分解拆卸，可直观地分析每个部件的结构特点，摸索出大致的装配序列规划方向，确定部件装配紧前紧后关系。以转向架组成3D数模为基础，在三维设计软件CAD中生成转向架组成爆炸视图，模拟转向架各部件分离。在转向架组成爆炸视图生成过程中，探索各部件合理的拆卸顺序，分析拆卸完成后各部件结构，找出转向架装配时各部件及装配操作的紧前紧后关系。按照拆卸反演法进行转向架装配工艺规划流程参见图1.5。开始开始转向架装配体转向架装配体构建原始装配（拆卸）序列构建原始装配（拆卸）序列选择待装配（拆卸）部件选择待装配（拆卸）部件否否否否是否可快速拆卸是否可快速拆卸否导入相关资源否导入相关资源工具是否可达、空间是否受限工具是否可达、空间是否受限是否规划是否规划结束结束2及4图1.5工序规划流程图2及4将转向架组成（如图1.6）逐步拆卸生成图1.7的爆炸视图，通过对爆炸视图制作过程拆卸分解的体验以及拆卸完成后每个部件的结构分析，找出部件的紧前紧后关系。通过分析，形成初步装配序列方案。78111317811131356910122、4图1.6装配图图1.7爆炸视图注：1——横向减震器座；2——踏面清扫器；3——横向档；4——踏面清扫器铜管；5——牵引拉杆组成；6——差压阀；7——抗侧滚扭杆；8——抗侧滚扭杆；9——抗蛇行减振器座（二）；10——制动卡钳；11——牵引电机；12——制动软管；13——调整棒托为细致地分析各部件结构，对所有结构件进行拆卸，将构架上部件和轮对上部件均进行拆卸。爆炸视图建立后，通过对部件结构，拆卸路径，作业空间的估测与分析，发现以下转向架组装过程中紧前紧后关系及关键点：1）转向架组成组装需构架组成自上而下扣合在轮对轴箱组成上。在构架扣合过程中构架组成上的轴箱弹簧筒需与轮对轴箱组成上方的一系钢簧组成对正，定位精度需达到0.2mm。构架与轮对扣合后，构架与轮对轴箱组成之间空间间隙较小，且轮对轴箱组成的体积较大，使构架上其它部件安装位置被轮对轴箱组成遮挡，构架在两端轮对之间底部的装配没有充足的工作空间。故需在构架上提前完成转向架中心范围内所有底部组件的装配。因此，牵引拉杆、抗侧滚装置等须在转向架组成组装前完成安装。2）牵引拉杆、抗侧滚装置、下部抗蛇行减振器座等部件大多位于转向架底部或下部，安装时需要构架处于反装状态。3）因牵引电机体积较大，安装作业时所需作业空间较大；且牵引电机重量较沉，如果在构架上不安装任何部件时安装牵引电机，易造成构架在流转过程中须使用较大承载的设备进行搬运。基于以上原因考虑牵引电机组装工艺顺序尽可能安排在较后的工位进行。（2）组装线工艺平衡规则现代装备制造业的生产线多数由多工序构成、流水化的连续作业模式。高度细化的工序使得每个工作工位、每道工序的作业难度都有所简化，从而在一定程度上提高了单个工作工位的作业效率，但当作业工序被高度细分之后，各工序的作业时间可能存在差异风险，导致出现瓶颈工序或瓶颈工作工位现象的出现。当装配线流程中各工序节拍存差异时，除造成大量的等待浪费，还造成产线上存滞堆积大量的在制品，甚至可能造成装配线的停产，引起更大损失。因此，在设计装配线时，需对各工作站工序进行合理分配，使各工作站作业时间均衡化，从而保证装配线能够稳定顺畅地持续运转。组装工艺平衡是指将转向架组装工艺按照安装先后顺序需求，安装所用时间进行工序平衡细化，并将其部署到转向架组装生产线，类似于通常所说的生产线平衡，即在已给定节拍或理想节拍的装配线上，充分运用相关专业知识，将已存在的工作站中的不合理作业单元依照一定算法或规则分配至其他工作站，或者是将不同作业单元科学合理地分配到一系列空白工作站中，以达到尽可能多的工作站在节拍或理想节拍内处于工作状态，减少空闲率和过载率，消除或基本消除瓶颈工作站，达到装配线的平衡率从而提高生产线的生产效率。根据表1.1、表1.2内容，按照传统装配工艺设计一个转向架组装总工时为385min，生产节拍为65min，日最大产能为3.5辆/天。通过对表1.1、表1.2的分析，最长工位耗时较为接近，且在85min以下，将C.T定为85min，根据仿真分析结果、装配结构特点及现场作业面积，装配线的作业工位数量设为7个。该生产线平衡率为70.59%。仍然低于转向架组装生产线平衡率≥85%要求。以遵循机械和空间上紧前关系为基础安排转向架组装线装配序列工时，运用启发式算法向各工位分配作业内容。经多方面考量，其规则具体如下：1）各作业单元的安装内容分配严格遵循已确定的紧前紧后关系；2）优先分配自身工时最长的作业单元；3）优先分配后续作业内容最多的作业单元；4）当某工位分配到一个作业单元后，计算出该工位的剩余时间（即工位的参考平均时间减去该工位已被分配的时间之差）。当工位由于自身的剩余时间太少，无法再容纳任何可被分配的作业单元时，该作业单元的分配跳转至下一工位。（3）作业单元顺序优化调整规则利用启发式中蚁群网络算法进行组装工艺平衡的优化，形成工序分配方案初稿，各工位所进行的工序大致框架已经确定，保证组装线平衡率。但上一步的装配平衡只是将各作业单元合理地分配到了工位中，更多地建立在具有较强泛用性的专业理论基础上，并未考虑工厂整体实际情况和装配工艺的客观规律，所以在保证装配线平衡率仍处于较高水平基础上，除确定工位顺序外，还需要优化调整某些工序。工位顺序及工序调整的规则如下：1）在宏观上各工位装配内容按照“先附件后总成、“先底部后上部”、“先内侧后外侧”的顺序进行工位顺序规划，从而确保位于底部、靠内侧的部件安装时有充裕的作业空间。2）为利于线边物流的规划分类与管理，避免装配时频繁更换工艺装备造成辅助时间过长。具有相似性较高的多道工序操作，或可使用同种工艺装备安装结构相似性很高的部件，可优先考虑将其置于同一个工位下。3）调整工序时，应保证其变更所引起的所有有关工位总工时变化最小，或能最大程度地维持高水平平衡率。（4）工艺方法提升引用先进制造技术、物流自动化技术、大扭矩拧紧技术及转向架自动检测技术以提升各工序作业效率，缩短各工序施工时间。（5）优化后工艺流程设计根据反拆重组的研究原则，确定零部件装配顺序。结合自动化装备技术在相关行业的应用情况，预测使用先进技术后带来的部件装配时间，见表1.3、表1.4。进行工艺流程优化，优化后的工艺流程见图1.8。零部件组装工位一零部件组装工位二零部件组装工位三零部件组装工位四转向架落成检测及调整转向架试验图1.8优化后工艺流程图表1.3构架组挂工序工作内容序号工序名称工作内容作业时间（min）备注1零部件组装工位一横向减震器座安装10踏面清扫器安装15横向档安装10踏面清扫器铜管10工位作业时间合计452零部件组装工位二牵引拉杆组成组装8差压阀安装5抗侧滚扭杆安装10抗蛇行减振器座（二）安装10工位作业时间合计333零部件组装工位三制动卡钳安装45工位作业时间合计454零部件组装工位四牵引电机安装20制动软管15调整棒托安装10工位作业时间合计45注a：零部件组装工位二为可翻转工位，用于转向架底部部件装配。表1.4转向架落成试验工序工作内容序号工序名称工作内容作业时间（min）备注1转向架落成转向架落成10传感器安装30工位作业时间合计402检测及调整转向架尺寸检测及调整403转向架试验转向架加载试验451.5本章小结本章以标准动车组动车转向架结构