动车玻璃研制报告

动车辅助安装玻璃研制报告北京铁路局车辆处北京铁路局北京科学技术研究所北京拂尘龙科技发展有限公司2015.41.项目的必要性随着我国铁路客运专线建设的飞速发展，越来越多的动车运用所将建成投入使用。动车日常运行中，经常会有一些自然因素使得动车玻璃损坏，致使动车组必须更换玻璃后才能继续上线运行。如今动车玻璃在更换时，绝大部分工作仍由人力操作，沉重的玻璃为安装固定工作带来极大不便，且安装精度无法保证,工作人员的安全也无法保障，影响动车正常运行秩序。铁路在我们国家大规模建设也是近些年的事情,因此人们对铁路日常维护设备的研发也没有更多的关注。然而,随着我国经济的发展,高铁建设已经成为国家重大的发展方向。高铁在日常维护的快捷性和方便性也更受到有关方面的重视。从而更好，更快捷的对高铁进行日常维护，更好的保证高铁运行的可靠性。2.研究方法2.1.立足国情，根据我国动车段的实际情况研发切合适用的动车更换玻璃助力系统装置，解决实际问题，最终达到行业推广及产业化目的。2.2.遵循国际、国内的技术相关标准、规范进行研发，推广应用后，期望能基于此产品形成行业应用规范。3.预期目标3.1.通过助力设备达到玻璃的抬运，提升，旋转，定位的自动化办公：工具采用平衡与驱动混合方式控制安装玻璃，结合两种方式的优点，利用连杆机构，使安装玻璃可精确定位到毫米级别。3.2.通过三轴铰接臂自由移动在一三维空间，可提供玻璃的任意位置移动。3.3.前端玻璃卡具可进行30°旋转，俯仰及水平角度±10°变化，保证在玻璃安装时玻璃可与正确的安装位置吻合。3.4.气动助力系统，可轻易抬起最高80kg重物，免去人力搬运的繁琐和危险。3.5.简单的操作，整个操作过程仅需一人完成。4.调研过程2013年3月15日到北京铁路局动车段进行现场调研和资料收集工作。2013年6月3日到北京铁路局动车段对玻璃更换场地和资料进行收集。2013年9月11日对现场工作人员的使用情况和要求进行收集。5.主要技术指标5.1.起升高度：1.0-3.0m5.2.运动精度：0.5mm5.3.最大载荷：80kg5.4.前端卡具俯仰及水平倾角：±10°5.5.前端卡具Z轴旋转角度：30°6.动车玻璃安装方法6.1.作业人员：机械师2名6.2.作业时间：240分/扇6.3.作业工具：基本工具，气动吹吸尘枪，AA-5005，风动螺钉紧固机，小型电磨AT-7032，一字螺丝刀9X300，车窗安装临时固定件，壁纸刀，内六角扳手，塑料锤，小型壁纸刀，车窗安装吸盘，车体密封涂胶枪，涂胶刮刀，搅拌器，电动搅拌机6.4.作业程序：6.4.1.准备在拆卸玻璃和墙板之前，做好周围环境的保护，防止碎玻璃对座椅、地板、地毯等造成意外损害。6.4.2.拆卸侧窗玻璃1)先拆除破裂处的上墙板，墙板下部带帽螺钉固定，上部由行李加卡簧固定。拆除下部螺钉可直接拿下墙板。安装关系如下：2)拆下车内玻璃铝压板的安装螺钉，取下铝压板。3)用专用刀具或壁纸刀割除车外窗口四周以及车体与玻璃之间的密封胶。4)从车外向车内方向，推玻璃，将玻璃和四周槽形附属铝框一同卸下后移走。6.4.3.安装侧窗玻璃1)清理车体窗框内的杂物；2)将带附属铝框架玻璃从车内推入安装框内；3)通过四周加0.5mm、1mm厚的硬质聚氯乙烯垫片，调整窗体使两侧闪缝均匀，紧急窗必须保证保护膜与车体窗口闪缝一致，用固定件临时固定；4)固定上部压板。要求上压板下平面与窗框在同一平面，上下差不超过1mm；5)调整下压板，使其压着面与窗框密接，并重新紧固螺钉；6.4.4.密封1)表面污垢的清除。2)定位防护。首先对窗框周围进行防护，再对原玻璃上的防护膜周边进行清除，边测量边防护，对园弧部位特别要做到圆滑过渡，各周边尺寸应均匀一致。3)准备涂胶工具、清洗材料，并按比例调配密封胶（双组分混合化学反应型聚硫胶类Diabond3820）：一般情况：主剂与固化剂的混合比（重量）为：9：1需要快速固化的情况：主剂：固化剂：固化促进剂(DIABONDDX524)的混合比（重量）为：9：1：0.024)涂刷底涂，正面及侧面玻璃用DIABONDHP84。防护好后，用刷子在车体及车窗粘接面上均匀地涂上清洗剂（约40～50g/m2）；等待约15～35分钟的干燥时间（冬天须延长干燥时间）5)涂打密封胶。用调配好的密封胶，先用密封胶枪沿待涂部位涂打密封胶，要求涂打均匀，无空隙。再用涂抹刮刀涂抹，直至达到要求。6)检查确认。用手电从车内沿窗四周，仔细检查，确认密封良好。否则需要补涂或重涂密封胶，重涂时需先清理干净，再按工艺流程施工。并对车内窗安装间隙用密封胶填充。7)清洗养护。确认密封良好后，清除防护胶带，并用车体油漆专用配套稀料清洗车体外侧。8)干燥。在常温下干燥48h以上。针对现场的迫切需求，局车辆处提出研制一款能适应于多种车型使用的小型玻璃安装装置。该装置除具有提供不同尺寸玻璃安装，还应具有指导使用者对不同车型的动车组正确进行安装。7.技术方案的确定7.1.主要研究内容玻璃辅助安装设备主要研究，气动抓取吸盘模块化设计、链式传动升降机构模块化设计，运动控制电气系统设计。应用人性化安全策略设计的研究，开发动车组玻璃安装设备，解决各型动车组人工更换玻璃的问题。采用了最先进的霍尔传感器技术，实现了无极调速运动。提高了安装速度，并降低了工作强度和错误概率。7.2.国内玻璃安装现状：目前大部分安装玻璃采用吊装式如图。吊装式适合大型的玻璃安装，吊式安装整体设备高大，不适用于车间内7.3.还有卧室安装设备卧式安装设备适合安装距离低的玻璃。8.研制过程8.1.前期研制方案整体架构采用70mmx70mm方钢管焊接而成，表面经过喷漆处理，所以防锈、防腐能力强。图1、图2图1图28.2.根据动车玻璃安装高度确定，该装置可自由伸缩。8.3.采用大的轮式行走机构，以方便通过铁轨，灵活性强。8.4.吊索方式进行吊装，自由度可任意调节。8.5.载人平台、底座杆可进行折叠，体积小运输方便且节省存放空间，如图3、4图3图48.6.玻璃抓取工具通常分为两种：一是手动吸盘，工具简单操作灵活，缺点不能自动化操作，使用上受到了限制，2电动吸盘，真空泵通过气管与吸盘连接，控制泵和阀门就可以实现多个吸盘同时动作，能实现自动化控制。根据实际动车高度我们选定了电动吸盘。二是玻璃上升下降运动通常有3种方式，用气缸推动玻璃支架上下运动，优点结构简单，价格低廉。缺点由于气体弹性大，气缸运动速度不好控制安装不便，由于玻璃比较重，选用气缸体积大，造成设备整体笨重；用液压推动玻璃支架上下运动，优点结构紧凑体积小吗，运行精度高，缺点设备整个系统复杂；电动链传动拉动玻璃支架上下运动，集取气缸液压缸的优缺点，所以比较适合动车玻璃安装。8.7.电源部分设计，采用大容量锂电池，驱动电机，这个设备不受外部电源限制，方便移动。为防止设备耗电过快，整个系统电器设计采取优化设计，吸盘部分应用负压传感器，压力达到后自动断电。玻璃运行到指定高度后，断电链条自锁。9.安全策略9.1.真空泵，自带单向阀门，断电保压5-10分钟9.2.放气系统采用双按钮操作，避免人为误碰按钮。9.3.四个吸盘由两套单独的抽气系统组成，一组失效后还可保证玻璃不滑落9.4.系统预留1.5倍冗余设计。9.5.滑动部分采用TBI方导轨，刚度强，承载能力大。9.6.行程末端分别安装了，激光对射限位传感器。10.技术特点10.1.模块化设计，相对重量轻、体积小、移动方便；10.2.寿命长、安全性高、维护保养简单；10.3.人性化设计、使用方便可靠。10.4.采用最先进的霍尔传感器技术，操控更加简单。11.结语经过多次试验证明，该装置用最少的人员、在最短的时间内，正确指导操作人员完成动车玻璃的更换。对于减轻操作者的劳动强度等方面具有极为重要的意义。