摘 要：气垫技术一直在研发与推广中，因其可用于机车车辆、汽车、电力装备、航空航天、造船、核电站等大型设备生产中。本文在总结我国高速动车组生产工艺技术的基础上，提出在气垫车产品基础上实现轨道整车车辆运输的方案，还重点分析了气垫车在组装厂房内的应用，文章对整车制造与组装工艺布局具有参考意义。
关键词：高速动车；轨道客车组装；气垫车；工艺
引言
我国轨道交通线路里程快速增加，同时城市轨道交通也在加速发展，对轨道客车需求也越来越大，因此相关轨道客车（车辆）装备企业生产任务越来越重，产品质量要求越来越高，都在进行着技术改造和扩充产能，以适应市场需求。
在整个车辆生产过程中，组装是非常重要的工序，也是各大部件需要移动和对接的工程。经过学习国内外先进的生产与装配技术，国内传统客车的轨道生产线组装工艺改进为气垫车组装工艺，即使用气垫车将整车的庞大零部件准确运送到台位，并实施精准组装的生产工艺［1，2］。
1 气垫车工作原理及组装工艺
2 0 0 1年起，轨道客车装备企业的组装流程开始陆续采用气垫车组装工艺。株洲电力机车厂首先在组装厂房中采用气垫车运输整车工艺，实验性改进工艺装配在城市轨道车辆的组装厂房中。随着城市轨道车辆需求不断增加，以及动车组生产技术的引进，各轨道客车装备企业在扩建或新建厂房时，都陆续采用了这种先进的生产工艺。由于城市轨道和动车组用车辆的车底悬挂部件很多，因此非常适合气垫式、高架平台的组装方式。
1.1 工作原理
气垫车由中央控制室驱动单元控制，按照控制指令行走，具有准确到位、精准升降等功能。驱动单元配备有一个气动驱动单元，它能够在±90º方向旋转，从而实现前、后、左、右四个方向进行组装，以及曲线、甚至能够以车体为中心进行旋转运动。气垫的最大行进速度为25米/分钟，能够实现无级调速。可以根据用户要求，将最大速度限定在一个更小的数值。
气垫车是利用气体薄膜技术托起并移动负载的，具有承载力强、对地面无磨损、行走灵活、无污染、控制灵活及自动化程度高等诸多优点。以钢铁为结构铸成的气垫作为负载承载平台，通过对气垫内充入0.8～1.0Mpa的压缩空气，使气垫保持压缩空气不断喷出，在气垫与地面间形成一层气膜；当气垫充气到达一定压力后，使气垫车“浮”在地面上，从而气垫与地面之间摩擦力接近于0，所以气垫车可以实现平移、定位、转向、定点旋转等功能［3］。
1.2 气垫车结构及特点
气垫车主要由以下几部分组成：
（1）配有可以折叠的轨道轮，能够保证从气垫运输切换到轨道行驶；
（2）每个气垫运输设备内置有自动风管卷轴装置。当两个气垫盘一起工作时，第二个气垫盘能与前面的一个连接在一起；
（3）4个无负载轮：空载情况下的移动通过无负载轮来实现；
（4）缓冲和保护等安全装置：气垫车周围配备有钢制的缓冲器及可运动的保护刷，用来防止被冲撞和散落的碎物到气垫车下面，磨损气垫；还配备有声光报警装置，移动中出现故障可声光自动报警；
（5）控制系统：内置PLC控制系统和驱动单元；气垫的空气供应可根据负载重量和负载重心位置实现自动调整；
（6）遥控器 ：具有遥控单元；
（7）具有卷轴 SHR60/40-AM：其软管长度为60/40m，软管尺寸为NS30/40mm；
（8）气源供应/电源控制：从风管卷轴上拉出风管，并连接到现场配备的压缩空气气源上，可向气垫车供应空气；电源来自于蓄电池。
1.3 气垫车主要特点
气垫车的主要特点为：一是组装灵活。由两个25t（或30t）气垫盘组成，即可单独驱动输送车，又可以连在一起操作；二是功能准确可靠。整套系统可纵向、横向及360度移动或旋转，具有自动平衡气垫控制系统，具有起升平稳，精确同步，移动方便；三是维护方便。电气及机械传动部分具有防尘、防水功能。以25t气垫为例的技术参数如表1所示。
表1 设备主要技术参数
2 生产工艺布局
气垫车在组装厂房中的工艺台位布置，可归纳为两种：一种是横向布置，另一种是纵向布置。其中横向布置又分为两种：一是单侧组装高架平台布局方式，二是双侧组装高架平台布局方式。单侧组装高架平台布局如图1所示。
图1 单侧组装高架平台布局
在这种布局方式中，气垫车可以通过组装台位4与组装台位7之间的5m左右的气垫车通道进行运输，车辆从侧面经气垫车运输进出组装台位，而组装台4与5之间只留物料运输通道即可，而没必要留30m的气垫车通道。此种布局方式只需在车辆进出厂房时留有1个30m宽的气垫车转换通道即可。该种布局的优点：车辆进出台位方便，车下较大零部件可以从无高架平台的一侧送入车体底部，有利于车下零部件的安装；缺点是由于只有单侧平台，因此组装人员只能从一侧出入车体内部进行车内零部件的安装，同时安装车顶零部件时需要另行设置保护措施。
双侧组装高架平台的布局方式为每个台位的两侧都布置有高架平台。如图2所示。
图2 双侧组装高架平台布局
车辆从台位端部经气垫车运输进入组装台位，因此每两个台位之间需要布置一个横向的气垫车运输通道；这样车辆组装完成后，才能从台位一端由气垫车拖出来，运输到下一个工作台位。这种组装方式需要横向的气垫车运输通道较多，所以相应的台位数量就会减少。该种布局的优点：可以从车体两侧随意出入车体内部进行车内零部件的安装，并且组装用零部件存放在车体两侧的高架平台上，方便零部件的存取，同时有利于车顶零部件的安装。缺点为车下较大零部件的安装不方便，而且车间内需要有多条30m宽的气垫通道来进行台位转换。
纵向布置的方式就是将横向布置旋转90°，使台位垂直于厂房长度方向。该种布置方式需要组装厂房宽度为90m，即3个30m跨，其中上下2个30m跨布置组装台位，中间1个30m跨为气垫车运输通道，如图3所示。
图3 纵向布局方式
该种工艺布置的难点：气垫车运输通道两侧的柱子不能与台位干涉，台位处的车体要能自由出入，因此柱子间距有可能不一致，这样为厂房结构设计带来不便。但是这样的工艺布置中间一整跨为气垫运输通道，使整个厂房宽敞、明亮，效果非常好［4，5］。高架平台的布置同理也有单侧和双侧两种布置方式，在此不再叙述。
3 结束语
以上生产工艺是在总结国内外先进经验的基础上开发设计的，适合我国高速动车组及轨道车辆的组装生产工程布局。根据企业不同的生产习惯和生产过程中不同的侧重点，可选择不同的气垫车组装台位的布局方式。
目前该气垫车使用中存在的主要问题是地面维护费用较高，气垫设备为国外进口，易损易耗件供应不够及时。寻求并研发能够替代气垫车的胶轮车或者纳姆轮车非常必要，他们对地面要求相对较低，运行成本也相对较低，但是目前还未成功应用。气垫车在大型装备生产中的应用还是其他设备无法替代的，还被广泛采用中。
