高铁列车是怎么造出来的

《高铁列车是怎么造出来的》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

高铁列车是怎么造出来的进入四方的制造区，发现本世纪工业企业的建筑是相同的味道，都是钢结构和彩钢板的组合，通常主体色是白色，有的在屋顶的地方露出一个蓝边。大工业之下的新式厂房们，外表平实，不追求特点，整齐统一。在飞一般行驶的高铁列车里，会想到高铁列车是怎么造出来的？戴上安全帽，在车间门口拿着层层批示的参观证明，再一次做登记时，大脑皮层的想像却在那一刻顿然消失，因为答案就在那些紧闭着并有人严格看守的大门后面。走进四方的一个一个制造车间后，答案以钢铁材质来展示出来。放下那些高深的技术，直观地简单地说，高铁列车在制造中由四大部分组装而成：车体、转向架、车上下大部件、车内设施。高铁列车的制造中，从时间上看，前两部分同步进行，后两部分同步进行。前两部分分别在车体分厂和转向架分厂进行，后两部分常常称为“总组装”，包括了检测和调试的内容，在四方这里在总装分厂内进行。铝合金骨骼车体和转向架因为都是以钢铁为原材料的生产，这两个地方的制造场面都很重工业，天车和电焊火花让初来者一时难以适应。车体是个什么东西？车体就像是列车这房子的框架，是高铁列车之“骨”，是高铁列车整车制造的核心技术之一。在高铁列车的制造现场，车体的制造感最强。长达20多米的银色铝合金车体材料在各种工装上被不同角度地固定后，工人们穿着灰色的连体衣，带着防护面具进行焊接，那场面十足梦幻。铝合金是一种银灰的色彩，被切割后切口处有刀刃的光泽。世界高铁列车集体性地选择了这样的材料作为车体材料。一个胖子想要跑得快会比一个瘦子困难一些。人们降低高铁列车重量的愿望越来越高，设计师们不由自主地想到了铝。铝的重量只有钢的1/3左右，可惜的是，铝的强度却低。这也是早期的高铁列车采用耐候钢材料的主要原因。

1铝合金的出现，让铝不再“文弱”，铝合金是即瘦又强壮的汉子，这一材料迅速被用在高铁列车上。高铁列车的重量降低，在行业语言里称为“轻量化”。轻量化后不但利于提高速度，也更为节能：因为重量轻可以少用电，因为重量轻也减少了对轨道的磨耗。轻量化还有利于降低噪声，让高铁列车这种安静的火车更为安静，来去悄声。目前中国动车组铝合金车体采用的是“大截面中空挤压型材构成的筒形结构”。这个绕口的名称通俗点说，就是“马蜂窝”钢材，即中间是空的，但是两个面之间夹支撑的筋板，增加强度而重量减轻。当初这些材料是进口的，现在四方和国内铝型材专业厂家联合设计，全部实现国产化。四方的动车组单个车体重量为8吨左右，这个数据在世界同行业中领先。两车交会时会产生巨大的空气压力波，这个压力波主要由车体来承受。这时，车体首先要保证安全，还要保证气密性。气密性的好坏乘坐者会有直接的感受，飞机起落时内外压力差给乘坐者所带来的耳鸣和不适感，就与气密性直接相关。高速下会车和出入隧道时，高铁列车面临的气密性问题很严重。为追求舒适，中国高铁目前的气密性指标设定为车内压力波动小于200帕/秒。这个数值小于飞机舱内的指标，所以坐高铁耳鸣的人少。车体是列车的骨骼，是列车的主体，所有的部件都固定或悬挂在车体上。平常情况下，它承载旅客，出现安全事故时，它的强度则可以保护旅客。在车体分厂门口，看到装载着不同铝合金型材的汽车在送货。一节车体上，有70多种不同断面的铝合金型材，最薄的地方为1.5mm，最厚的地方为4mm。这种截面改变而等强度的设计，不仅实现了减重，而且将车体气密强度提高到时速380km时的6000Pa。

2下料，组合，成形。在3D打印到来之前，人类的所有工业品的到来都或明或暗地遵守这一思维方式和规则，这是现代制造的基本流程。车体生产的过程是这样的：先将购进的铝合金原材料按尺寸切割，之后加工焊接成不同部件，这些部件被组合，最终组焊成一个车体。四方车体分厂的动车组流水线厂房，在这里，银色的车体在这里一个一个地有序“出生”。在这里，每4小时完成1辆车体的生产。目前，四方有3条这样的生产线。进门处你看不到生产线的布局，它们太为庞大了。而如果从高处俯瞰，会看到它是U型布局，自动化焊接机器人是生产线上的主力设备。车体中地板的组焊，由焊接机器人完成，机器人们平均每分钟焊接700米的总长度。焊接机器人，看不到人的造型，只看到一台设备上多个焊枪在同时工作，而工人在观察和巡视。在这里，车体加工的长焊缝全部由机器人完成，小的部位由人手工焊接。焊接机器人的焊花，不是人操作时的断续状，而是持续地保持着强烈的、均匀的焊花，自动平稳向前移动。焊接质量标准执行欧洲最严格的EN15085CL1级焊标准，焊接机器人的焊接质量由激光同步跟踪。铝合金焊接不仅比其他焊接难度高，对焊接环境有恒温恒湿的高要求，也是对操作者身体有伤害的工种。这里的厂房，顶部有数量惊人的空气净化设施。每跨厂房之间有一个一米宽的通道，在这里，密集出现大量空气净化系统的送风口。形状不同、数量巨大、功用不同的这些出入风口，改善着制造现场的空气状态，对人对产品皆为有益。在老的火车制造现场，这种设施不多甚至是不存在的。车体按结构形式分中间车和带驾驶室的头车两种。中间车为基础车型，被分为底架、侧墙、车顶、外端墙、内端墙等几大部件分别焊接，这几部分基本同步开始制作，最后组焊成形。底架就是列车地板处的那一部分钢结构。底架先进行正面焊接，之后是打磨，然后是底架反面焊接打磨。端墙是车体的两端，块头最小，但是焊接量不小。车顶要先正面焊接，再反面焊接，主要是焊接机器人来担当。侧墙是安装窗户的部位，面积不小，预留安装窗户的地方比较难操作。

3将上面这些组合焊接在一起，一个车体就出现了。它是铝合金材质，体型巨大，那色彩和体型，有后现代的感觉。最难的车体制造应该是头车的车体，就是有驾驶室的车体。它主要是手工组焊，工艺更为复杂，尺寸要求更为苛刻……在这里，双工位数控加工中心长60米，很容易吸引到你的注意力。这个用于车体侧墙和地板整体加工的装备，加工定位精度达到微米级，以保证车体的整体加工精度。而车体总组成焊接机器人，用于车体总组成时长直焊缝的焊接，同时兼具打磨、铣削、压紧等辅助功能。类似的许多非标设备都是四方自己研制开发的。对于现代制造企业的实力考核，面积、产量、技术等级是考核之一，另有一个独特的测评指数：自制大型工装设备有多少？技术和工艺水准是什么？私家秘制工装，已是企业之间比拼的秘密武器。制造现场拒绝拍摄，保护此类工装的技术隐私是重要的一方面。车体焊接完成，甚至是在焊接的过程中，都在不断地进行调直打平，可以理解为对这个钢铁大家伙的精细修整，用的是打磨的方法。打磨几乎和焊接一样重要，目的在于消除应力，保证车身的平整度。在车体车间，最大的噪音来自于打磨工具启动后，砂轮和铝合金对撞时产生的声音。而且此时也有火花，这个火花比焊花常常喷射得更远。整个车体分厂在视觉和听觉上，用过去的词语来描述，是“火热”的场面。铝合金的长大部件在空中吊运，长达几十米的装备、焊花、噪音、穿着如太空服一样的防护服的工人们……这是一个阔大着又生硬着的空间，看上去并不整齐化一，却隐含着如齿轮咬合一样明确的次序与流程。人在其中，因无法听清别人的话语而自然减少交谈，所以在绝大数时候，是你一个人在独自感受。大工业的强硬、操作者的辛劳、主人的优势和气场……林林总总，慢慢过来深重地包裹你。当车体制作完成后，涂装工艺开始。车体前后要多次上腻子，底漆和面漆的喷涂也是多次，最后全身白色的车体出现。

4那个银色的车体看不到了，变成了我们在站台上看到的那些白色的列车车身。这时候，车体还是没有轮子，它被用气垫船送进总组装车间。车轮的力量另一侧的厂房是转向架分厂，转向架的制造在同步进行。转向架是列车的“脚”，对于以运送为天职的列车来说，它的重要性不言而喻。这是一个外形很像小车的部件，主体是4个车轮2根轴1个钢铁框架，高铁列车的电机等重要部件也会安装在转向架上。转向架分厂的工业气势一点不比车体分厂弱，虽然转向架的体形要比车体小了太多，但它的确是太关键了。高铁列车的车轴是空心的，那么高速之下，这个快速旋转并承载列车的部件竟然是空心的，的确是让人吃惊。四方的空心车轴自动化生产线，仅有2名操作工人。这一生产采用中央控制模式，自动上料、加工、检测、下线，中心孔偏移量误差小于等于0.1mm。加工线整线封闭，加工的过程中看不到钢屑飞溅的现象。车轴加工完成后，与车轮组装成轮对。转向架的构架，好比是整个转向架的“骨架”，其重要性如同人体的躯干一样，制动系统和牵引系统均安装在构架上。从高处向下拍摄四方的转向架构架自动焊接生产线，会为其的密集而有序惊叹，它规则与细致，又让你怀疑是否身处在一个焊接生产厂房中。全长120米的生产线，5台焊接机器人、2条自动运输线，重量不轻的构架在流水线上如同一个小玩具一样被传送、焊接、翻转、输出。每天，这里出品5~6辆车的构架，75%以上的焊缝都是由焊接机器人自动焊接完成，焊缝的一次探伤合格率可以达到98%以上。

5构架焊接完成后，有复杂的涂装过程，即油漆。沿着设定的轨道，一个个构架像一件件工艺品陈列在吊架上，从入口进去，穿过“U”形通道，在完成一个个自动进行的复杂工序后，出来时已做好了防锈和表面涂装，构架很光鲜漂亮了。之后开始转向架的组装，即制动装置、电机和各种管线的安装。组装中，在专用工艺装备的帮助下，构架分正反两面安装。这边安装完毕，被快速准确地翻转180°。因为使用全套的定制工具，部件的安装有序、精准。最后，被安装了多种部件的构架，被吊起落在轮对上，转向架装配完成。光线下的动车组转向架，这个工业品很美组装完成的转向架，要进入综合试验平台，在那里自动接受各项检测，数据合格后等待装车。总组装最后要进去的，是总装分厂。这里比刚刚去过的厂房更大，空间巨大却十分安静，“高大上”的气息在这里强烈呈现。这里厂房连着厂房，一列列白色的动车组车体在这里排列，黄色的安装台位包围着它们。在这里，车体、转向架及高铁列车车上车下大部件、车内设施，即对每列车的4余万个零部件进行集成及调试。这里，是高铁列车制造的核心之地。相对于转向架、车体的自动加工、自动焊接，总装的大部分工作需要人工或半人工方式完成。工人的操作技能对于保证总装质量至关重要。在四方总组装分厂的员工，一年中要多次接受培训。在总组装分厂，工作者的面孔都很年轻，30岁左右的占绝大多数。他们多是在2004年后进入这里，十年中，与高铁一起成长。

6组装现场有成排的黄色工作台位，它们是总组装分厂里色彩最为醒目、数量最多的设施。每个台位的端部都有一个显示生产状态的LED显示屏，显示屏是绿色，表示生产正常，显示红色表示异常。动车组电线下料区是很容易让人印象深刻的地方，因为这里是“抽象画”工作区。动车组每列车约1万多根电线电缆，必须准确无误地可靠连接。电线下料区，以白色背板模拟现实车辆，按1:1下线，然后对电线电缆成束捆扎。日常生活里一个耳机线也能乱成一团的情形常常出现，1万多根电线电缆在这里整齐有序，配线的错误率仅为万分之0.25。被管理成一束一束的电缆，之后被安装在车上。在总组装分厂，白色的车体被架在台位上，自然地分为车上、车下和车顶三个工作区，一节车上有多个部门的人员在同时工作。车上安装是防寒材料、地板、风道、车窗、座椅、装饰件等安装，车下大部件主要是变压器、变流器等，车顶主要安装受电弓和主电力线，高铁列车在这里被彻底武装起来。安装中的车门，显露着这一部位的复杂构。车门是动车组一个安全控制点，要保证数十万次准确操作。之后，工人们请出已做好的转向架，将车体吊装上去，称为落车。落车的过程，总是有一份惊艳。这时总是场面很大，因为车体本身不小；这时候总是有一种愉快，因为即将进入完工。落车完成的车辆，进行单车的称重、淋雨、保压、耐压和气密等一系列试验。气密实验很严格，这也就是为什么乘坐四方的车，在车辆会车和过隧道的时候，耳朵不会感觉到不舒服。任何车辆的制动（俗称“刹车”）都是至关重要的，跑得很快的高铁列车的制动就更为重要。管路的密封性决定着空气制动的有效性，国家标准和欧洲标准都允许管路有一定的泄漏量，四方空气制动气密试验的企业内控标准为管路保压15分钟泄漏零，保证空气制动的有效性。

7试验合格后，车辆编组进行静态试验，这个过程极为安静，操作者多是依靠笔记本电脑来工作，全车调试。最后，高铁列车在四方独有的环形试验线上进行动态试验，相当于试跑。试验完毕，高铁列车已完全具备上线条件，全新的动车组等待调度命令，出了厂区的专用线进入运营线路，开始自己的人生旅程。走出总组装的车间大门，会发现这样的行走，记录加上拍摄，会让你一直处于高度紧张之中。少见的多种场面，噪杂的工业制造现场，大量专业术语密集出现，设备、人员、车辆、标识在不同的生产厂房里快速地转换，频繁地通过视觉和听觉传达过来，行走中，多数时候处于一种被动的接受中，常常来不及总结、分辨和回想，更谈不上思考。厂房门外，春天的花草在暖阳下沉静，你回头看身后，刚刚你离开的车间也是安静的。受电弓升起来时，有那么一种轻缓和沉稳。出发的时刻到来。可是，工业品的安静永远与植物们的安静不同，它时刻带着爆发和不可抵挡的气息。喜欢这气息！