古巴鐵路客車裝載側拉門設計淺析

曲洪萍 侯秀娟 王倩

摘 要：對出口古巴的鐵路客車上的裝載側拉門設計需要、設計原則、材料選擇、結構設計方面進行介紹，通過控制焊接變形的工藝手段來實現門板的平面度，通過振動沖擊試驗對門體結構設計進行驗證。

關鍵詞：鐵路客車；裝載側拉門；振動和沖擊試驗

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

1 設計需要

裝載側拉門安裝于行李車車體的外側，用于工作人員裝卸貨物時使用，因此需要設計較大敞開寬度和敞開高度的側拉門。較大的敞開寬度決定裝載側拉門采用推拉門扇，上下需安裝滑輪及限位裝置。因古巴屬于多雨的氣候，裝載側拉門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，裝載側拉門需要安裝保護網、拉門鎖、插銷等小件。整個裝載側拉門的設計敞開寬度為1504mm，高度為1728mm，需要滿足使用性能、隔熱性能、隔聲性能、耐久性能、強度性能、阻燃性能、沖擊振動性能等方面的性能要求。

2 設計原則

安全及可靠性設計原則：門板結構需要滿足足夠的強度和剛度要求，滿足工作人員日常使用要求以及方便檢修維護。標準化、模塊化設計原則：設計上滑道模塊、下滑道模塊、拉門鎖模塊、插銷模塊等，且在選用物料時優先選用已統型的零部件。環保和可回收利用原則：裝載側拉門的各零部件均符合TB/T 3139-2006《機車車輛內裝材料及室內空氣有害物質限量》和CNR J00011-2014《軌道交通裝備產品禁用及限用物質》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。輕量化設計原則：在滿足性能和強度的基礎上，盡可能的控制并降低產品的重量。

3 材料選擇

根據古巴客車的運行環境并參考大鐵路客車的現狀，沿用之前裝載側拉門的結構，在選材上進行優化。門體骨架采用2.5mm厚的冷拔方形鋼管Q235-A拼焊而成，內外門板采用1.5mm厚的冷軋耐候鋼板05CuPCrNi，補強板采用6mm厚的熱軋鋼板Q235-B，中間空余部分填充厚度35mm的2a號玻璃棉板。門體周邊和窗玻璃周邊設計多種斷面的密封膠條，材質為三元乙丙橡膠，來保證門板的氣密性和防雨性，膠條的質量和性能應符合Q/CR 156-2014的規定。拉門鎖為不銹鋼統型件，符合Q/CR 499-2016的相關要求。門玻璃為5mm厚單片鋼化玻璃，符合GB 18045-2000的性能要求。門插銷和拉手采用06Cr19Ni10材質，表面為不銹鋼本色。上滑道采用兩根通長為1650mm的不銹鋼滑軌。下滑道采用通長為3150mm的不銹鋼滑道。

4 門板的結構設計

裝載側拉門主要由門體、門鎖、下滑道、上滑道、上滾輪、下滾輪、密封膠條、門玻璃等組成。

4.1 門體

門體為耐候鋼焊接結構，門體焊合前，門體內部填充隔熱防寒材。門體內、外門板以及其它各焊接部件在組焊前進行了涂防銹底漆處理，同時門體焊合前，各焊縫也進行涂防銹底漆處理。門體在上滑輪、門鎖、門擋、護欄、插銷等部件安裝位置均預埋補強鐵，以保證上述各部件在使用過程中不脫落失效。

4.2 門玻璃

門玻璃通過玻璃膠條安裝于門體窗口，玻璃膠條安裝時，小穿條安裝于門扇車外側。門扇端部密封膠條安裝有防脫措施，避免膠條沿型材框移位。門玻璃須符合GB 18045-2000的相關要求，門玻璃上的強制性品認證標志位于玻璃的下部中部位置，在車內側看為正字，標識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，總長度為3300mm。左右滑道結構一樣，為鏡像件，主要由滑軌、安裝板、調整墊，緊固件組成?；壥褂?mm厚06Cr19Ni10，安裝板使用6mm厚的尼龍1010，調整墊為鋁板。下滑道由6mm-09CuPCrNi-A底板、8mm-09CuPCrNi-A安裝板、4X30X30熱軋等邊角鋼的導軌等組成，表面進行鍍鋅鈍化，總長度為3150mm。

4.4 保護網

保護網選用不銹鋼鋼板網，規格697X507-R172，對鋼板網進行打砂處理。保護網由壓邊進行安裝到門體上，壓邊為鋁型材。對壓邊進行噴塑處理，顏色同內門板顏色。

4.5 滑輪

上滑輪由滾套、軸承、底板、軸等各件裝配而成，表面進行發藍處理。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，輪體組成使用09CuPCrNi材質。

4.6 小安裝件

拉手尺寸約300mm長，使用?32圓管。插銷采用658mm長度的大插銷，材質為06Cr19Ni10，主要包括插銷、上插銷套、下插銷套。門擋組成分門擋組成（左）和門擋組成（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

焊接需要滿足EN15085中CL1等級。在門板的生產過程中，有以下手段來控制焊接變形：一是焊接工裝的設計和制作；二是制定合理的焊接順序，通過制定焊接順序和焊接參數是控制焊接變形的有效的工藝手段；三是在滿足強度的前提下，最大限度的減少焊接量。

6 振動和沖擊試驗驗證

振動和沖擊試驗滿足標準GB/T 21563-2008《軌道交通 機車車輛設備沖擊和振動試驗》。首先做增強隨機振動量級的垂向、橫向和縱向模擬長壽命試驗；其次做垂向、橫向和縱向沖擊試驗；最后做垂向、橫向和縱向功能隨機試驗。功能振動試驗的持續時間應足夠長，試驗時間通常都不小于10min。模擬長壽命試驗一般在三個互相垂直的方向分別作5h，總共15h的試驗。沖擊試驗應在三個正交平面的每個平面上的正向和反向各三次，總共施加18次沖擊。在試驗之前和試驗之后，進行了性能測試。車門上滑輪、下滑輪、拉門鎖、插銷等功能正常，焊縫處無開焊、開裂、失效等現象。

通過振動沖擊試驗，驗證了裝載側拉門板的機械強度和可靠性，驗證了門板的結構設計和材料選用得當。

作者簡介：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、內裝懸掛類產品、車門、車窗、焊接技術。