本文走進中國最主要的高鐵制造企業四方股份,展示真實的高鐵制造企業是什么樣。放下那些高深的技術,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、轉向架、車上下大部件、車內設施。

 一、鋁合金骨骼

    車體和轉向架因為都是以鋼鐵為原材料的生產。

  車體是個什么東西?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之一。

  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成的筒形結構”。這個繞口的名稱通俗點說,就是“馬蜂窩”鋼材,即中間是空的,但是兩個面之間夾支撐的筋板,增加強度而重量減輕。

   兩車交會時會產生巨大的空氣壓力波,這個壓力波主要由車體來承受。這時,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,出現安全事故時,它的強度則可以?;ぢ每?。

   下料,組合,成形。在3D打印到來之前,人類的所有工業品的到來都或明或暗地遵守這一思維方式和規則,這是現代制造的基本流程。

  車體生產的過程是這樣的:先將購進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,最終組焊成一個車體。

  在這里,車體加工的長焊縫全部由機器人完成,小的部位由人手工焊接。

   焊接質量標準執行歐洲最嚴格的EN15085 CL1級焊標準,焊接機器人的焊接質量由激光同步跟蹤。

  鋁合金焊接不僅比其他焊接難度高,對焊接環境有恒溫恒濕的高要求,也是對操作者身體有傷害的工種。這里的廠房,頂部有數量驚人的空氣凈化設施。

  車體按結構形式分中間車和帶駕駛室的頭車兩種。

  中間車為基礎車型,被分為底架、側墻、車頂、外端墻、內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構。底架先進行正面焊接,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,主要是焊接機器人來擔當。側墻是安裝窗戶的部位,面積不小,預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,一個車體就出現了。它是鋁合金材質,體型巨大,那色彩和體型,有后現代的感覺。

   最難的車體制造應該是頭車的車體,就是有駕駛室的車體。它主要是手工組焊,工藝更為復雜,尺寸要求更為苛刻……

  在這里,雙工位數控加工中心長60米,很容易吸引到你的注意力。這個用于車體側墻和地板整體加工的裝備,加工定位精度達到微米級,以保證車體的整體加工精度。


而車體總組成焊接機器人,用于車體總組成時長直焊縫的焊接,同時兼具打磨、銑削、壓緊等輔助功能。

  車體焊接完成,甚至是在焊接的過程中,都在不斷地進行調直打平,可以理解為對這個鋼鐵大家伙的精細修整,用的是打磨的方法。打磨幾乎和焊接一樣重要,目的在于消除應力,保證車身的平整度。

  當車體制作完成后,涂裝工藝開始。

  車體前后要多次上膩子,底漆和面漆的噴涂也是多次,最后全身白色的車體出現。


這時候,車體還是沒有輪子,它被用氣墊船送進總組裝車間。

二、車輪的力量

    轉向架是列車的“腳”,對于以運送為天職的列車來說,它的重要性不言而喻。

  這是一個外形很像小車的部件,主體是4個車輪2根軸1個鋼鐵框架,高鐵列車的電機等重要部件也會安裝在轉向架上。

   轉向架分廠的工業氣勢一點不比車體分廠弱,雖然轉向架的體形要比車體小了太多,但它的確是太關鍵了。

  高鐵列車的車軸是空心的,那么高速之下,這個快速旋轉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化生產線,僅有2名操作工人。

   這一生產采用中央控制模式,自動上料、加工、檢測、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,加工的過程中看不到鋼屑飛濺的現象。

  車軸加工完成后,與車輪組裝成輪對。

   全長120米的生產線,5臺焊接機器人、2條自動運輸線,重量不輕的構架在流水線上如同一個小玩具一樣被傳送、焊接、翻轉、輸出。

   構架焊接完成后,有復雜的涂裝過程,即油漆。

  沿著設定的軌道,一個個構架像一件件工藝品陳列在吊架上,從入口進去,穿過“U”形通道,在完成一個個自動進行的復雜工序后,出來時已做好了防銹和表面涂裝,構架很光鮮漂亮了。

   之后開始轉向架的組裝,即制動裝置、電機和各種管線的安裝。

  組裝中,在專用工藝裝備的幫助下,構架分正反兩面安裝。這邊安裝完畢,被快速準確地翻轉180度。因為使用全套的定制工具,部件的安裝有序、精準。最后,被安裝了多種部件的構架,被吊起落在輪對上,轉向架裝配完成。

  組裝完成的轉向架,要進入綜合試驗平臺, 在那里自動接受各項檢測,數據合格后等待裝車。


三、總組裝

    最后要進去的,是總裝分廠。

   在這里,車體、轉向架及高鐵列車車上車下大部件、車內設施,即對每列車的4余萬個零部件進行集成及調試。這里,是高鐵列車制造的核心之地。

  相對于轉向架、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量至關重要。在四方總組裝分廠的員工,一年中要多次接受培訓。

  組裝現場有成排的黃色工作臺位,它們是總組裝分廠里色彩最為醒目、數量最多的設施。每個臺位的端部都有一個顯示生產狀態的LED顯示屏,顯示屏是綠色,表示生產正常,顯示紅色表示異常。

  動車組每列車約1萬多根電線電纜,必須準確無誤地可靠連接。電線下料區,以白色背板模擬現實車輛,按1:1下線,然后對電線電纜成束捆扎。

   在總組裝分廠,白色的車體被架在臺位上,自然地分為車上、車下和車頂三個工作區,一節車上有多個部門的人員在同時工作。

  車上安裝是防寒材料、地板、風道、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雜構。車門是動車組一個安全控制點,要保證數十萬次準確操作。

  之后,工人們請出已做好的轉向架,將車體吊裝上去,稱為落車。

   落車完成的車輛,進行單車的稱重、淋雨、保壓、耐壓和氣密等一系列試驗。

  任何車輛的制動(俗稱“剎車”)都是至關重要的, 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,國家標準和歐洲標準都允許管路有一定的泄漏量,四方空氣制動氣密試驗的企業內控標準為管路保壓15分鐘泄漏零,保證空氣制動的有效性。

  試驗合格后,車輛編組進行靜態試驗,這個過程極為安靜,操作者多是依靠筆記本電腦來工作,全車調試。

  最后,高鐵列車在四方獨有的環形試驗線上進行動態試驗,相當于試跑。

  試驗完畢,高鐵列車已完全具備上線條件,全新的動車組等待調度命令,出了廠區的專用線進入運營線路,開始自己的人生旅程。

  怎么樣,是不是很震撼呢?

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