古巴鐵路客車(chē)裝載側(cè)拉門(mén)設(shè)計(jì)淺析

曲洪萍 侯秀娟 王倩

摘 要：對(duì)出口古巴的鐵路客車(chē)上的裝載側(cè)拉門(mén)設(shè)計(jì)需要、設(shè)計(jì)原則、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行介紹，通過(guò)控制焊接變形的工藝手段來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)板的平面度，通過(guò)振動(dòng)沖擊試驗(yàn)對(duì)門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：鐵路客車(chē)；裝載側(cè)拉門(mén)；振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.032

1 設(shè)計(jì)需要

裝載側(cè)拉門(mén)安裝于行李車(chē)車(chē)體的外側(cè)，用于工作人員裝卸貨物時(shí)使用，因此需要設(shè)計(jì)較大敞開(kāi)寬度和敞開(kāi)高度的側(cè)拉門(mén)。較大的敞開(kāi)寬度決定裝載側(cè)拉門(mén)采用推拉門(mén)扇，上下需安裝滑輪及限位裝置。因古巴屬于多雨的氣候，裝載側(cè)拉門(mén)需要有較好的防雨性、防腐性能。因考慮到安全性和使用方便等因素，裝載側(cè)拉門(mén)需要安裝保護(hù)網(wǎng)、拉門(mén)鎖、插銷(xiāo)等小件。整個(gè)裝載側(cè)拉門(mén)的設(shè)計(jì)敞開(kāi)寬度為1504mm，高度為1728mm，需要滿(mǎn)足使用性能、隔熱性能、隔聲性能、耐久性能、強(qiáng)度性能、阻燃性能、沖擊振動(dòng)性能等方面的性能要求。

2 設(shè)計(jì)原則

安全及可靠性設(shè)計(jì)原則：門(mén)板結(jié)構(gòu)需要滿(mǎn)足足夠的強(qiáng)度和剛度要求，滿(mǎn)足工作人員日常使用要求以及方便檢修維護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)上滑道模塊、下滑道模塊、拉門(mén)鎖模塊、插銷(xiāo)模塊等，且在選用物料時(shí)優(yōu)先選用已統(tǒng)型的零部件。環(huán)保和可回收利用原則：裝載側(cè)拉門(mén)的各零部件均符合TB/T 3139-2006《機(jī)車(chē)車(chē)輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量》和CNR J00011-2014《軌道交通裝備產(chǎn)品禁用及限用物質(zhì)》的要求，限制有毒有害氣體的含量，兼顧所選材料的回收性和再利用性。輕量化設(shè)計(jì)原則：在滿(mǎn)足性能和強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，盡可能的控制并降低產(chǎn)品的重量。

3 材料選擇

根據(jù)古巴客車(chē)的運(yùn)行環(huán)境并參考大鐵路客車(chē)的現(xiàn)狀，沿用之前裝載側(cè)拉門(mén)的結(jié)構(gòu)，在選材上進(jìn)行優(yōu)化。門(mén)體骨架采用2.5mm厚的冷拔方形鋼管Q235-A拼焊而成，內(nèi)外門(mén)板采用1.5mm厚的冷軋耐候鋼板05CuPCrNi，補(bǔ)強(qiáng)板采用6mm厚的熱軋鋼板Q235-B，中間空余部分填充厚度35mm的2a號(hào)玻璃棉板。門(mén)體周邊和窗玻璃周邊設(shè)計(jì)多種斷面的密封膠條，材質(zhì)為三元乙丙橡膠，來(lái)保證門(mén)板的氣密性和防雨性，膠條的質(zhì)量和性能應(yīng)符合Q/CR 156-2014的規(guī)定。拉門(mén)鎖為不銹鋼統(tǒng)型件，符合Q/CR 499-2016的相關(guān)要求。門(mén)玻璃為5mm厚單片鋼化玻璃，符合GB 18045-2000的性能要求。門(mén)插銷(xiāo)和拉手采用06Cr19Ni10材質(zhì)，表面為不銹鋼本色。上滑道采用兩根通長(zhǎng)為1650mm的不銹鋼滑軌。下滑道采用通長(zhǎng)為3150mm的不銹鋼滑道。

4 門(mén)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝載側(cè)拉門(mén)主要由門(mén)體、門(mén)鎖、下滑道、上滑道、上滾輪、下滾輪、密封膠條、門(mén)玻璃等組成。

4.1 門(mén)體

門(mén)體為耐候鋼焊接結(jié)構(gòu)，門(mén)體焊合前，門(mén)體內(nèi)部填充隔熱防寒材。門(mén)體內(nèi)、外門(mén)板以及其它各焊接部件在組焊前進(jìn)行了涂防銹底漆處理，同時(shí)門(mén)體焊合前，各焊縫也進(jìn)行涂防銹底漆處理。門(mén)體在上滑輪、門(mén)鎖、門(mén)擋、護(hù)欄、插銷(xiāo)等部件安裝位置均預(yù)埋補(bǔ)強(qiáng)鐵，以保證上述各部件在使用過(guò)程中不脫落失效。

4.2 門(mén)玻璃

門(mén)玻璃通過(guò)玻璃膠條安裝于門(mén)體窗口，玻璃膠條安裝時(shí)，小穿條安裝于門(mén)扇車(chē)外側(cè)。門(mén)扇端部密封膠條安裝有防脫措施，避免膠條沿型材框移位。門(mén)玻璃須符合GB 18045-2000的相關(guān)要求，門(mén)玻璃上的強(qiáng)制性品認(rèn)證標(biāo)志位于玻璃的下部中部位置，在車(chē)內(nèi)側(cè)看為正字，標(biāo)識(shí)中心距離上下可視邊緣40mm。

4.3 滑道

上滑道由上滑道組成（左）和上滑道組成（右）組成，總長(zhǎng)度為3300mm。左右滑道結(jié)構(gòu)一樣，為鏡像件，主要由滑軌、安裝板、調(diào)整墊，緊固件組成。滑軌使用4mm厚06Cr19Ni10，安裝板使用6mm厚的尼龍1010，調(diào)整墊為鋁板。下滑道由6mm-09CuPCrNi-A底板、8mm-09CuPCrNi-A安裝板、4X30X30熱軋等邊角鋼的導(dǎo)軌等組成，表面進(jìn)行鍍鋅鈍化，總長(zhǎng)度為3150mm。

4.4 保護(hù)網(wǎng)

保護(hù)網(wǎng)選用不銹鋼鋼板網(wǎng)，規(guī)格697X507-R172，對(duì)鋼板網(wǎng)進(jìn)行打砂處理。保護(hù)網(wǎng)由壓邊進(jìn)行安裝到門(mén)體上，壓邊為鋁型材。對(duì)壓邊進(jìn)行噴塑處理，顏色同內(nèi)門(mén)板顏色。

4.5 滑輪

上滑輪由滾套、軸承、底板、軸等各件裝配而成，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。下滑輪使用可拆卸式滑輪。其中滑輪、端蓋、軸、軸套使用45#鋼材質(zhì)，輪體組成使用09CuPCrNi材質(zhì)。

4.6 小安裝件

拉手尺寸約300mm長(zhǎng)，使用?32圓管。插銷(xiāo)采用658mm長(zhǎng)度的大插銷(xiāo)，材質(zhì)為06Cr19Ni10，主要包括插銷(xiāo)、上插銷(xiāo)套、下插銷(xiāo)套。門(mén)擋組成分門(mén)擋組成（左）和門(mén)擋組成（右），二者為鏡像件。安裝座使用5X50X50的熱軋等邊角鋼，膠墊使用8X40X25的橡膠板，底座（左）為5X50X50的熱軋等邊角鋼。

5 有效控制焊接變形

焊接需要滿(mǎn)足EN15085中CL1等級(jí)。在門(mén)板的生產(chǎn)過(guò)程中，有以下手段來(lái)控制焊接變形：一是焊接工裝的設(shè)計(jì)和制作；二是制定合理的焊接順序，通過(guò)制定焊接順序和焊接參數(shù)是控制焊接變形的有效的工藝手段；三是在滿(mǎn)足強(qiáng)度的前提下，最大限度的減少焊接量。

6 振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)驗(yàn)證

振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21563-2008《軌道交通 機(jī)車(chē)車(chē)輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)》。首先做增強(qiáng)隨機(jī)振動(dòng)量級(jí)的垂向、橫向和縱向模擬長(zhǎng)壽命試驗(yàn)；其次做垂向、橫向和縱向沖擊試驗(yàn)；最后做垂向、橫向和縱向功能隨機(jī)試驗(yàn)。功能振動(dòng)試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，試驗(yàn)時(shí)間通常都不小于10min。模擬長(zhǎng)壽命試驗(yàn)一般在三個(gè)互相垂直的方向分別作5h，總共15h的試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)應(yīng)在三個(gè)正交平面的每個(gè)平面上的正向和反向各三次，總共施加18次沖擊。在試驗(yàn)之前和試驗(yàn)之后，進(jìn)行了性能測(cè)試。車(chē)門(mén)上滑輪、下滑輪、拉門(mén)鎖、插銷(xiāo)等功能正常，焊縫處無(wú)開(kāi)焊、開(kāi)裂、失效等現(xiàn)象。

通過(guò)振動(dòng)沖擊試驗(yàn)，驗(yàn)證了裝載側(cè)拉門(mén)板的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性，驗(yàn)證了門(mén)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用得當(dāng)。

作者簡(jiǎn)介：曲洪萍（1982-），女，山東萊州人，碩士研究生，工程師，研究方向：軌道客車(chē)、內(nèi)裝懸掛類(lèi)產(chǎn)品、車(chē)門(mén)、車(chē)窗、焊接技術(shù)。