城軌車下設備吊掛方式及緊固件應用

王小霞 牛永剛 孟寶千

摘 ?要：城市軌道交通車下設備安裝方式各異，設備與車體通過緊固件進行連接，連接的可靠性是生產組裝車輛過程中必須要保證的關鍵點。文章介紹了車輛設備吊掛緊固件的選用原則，細述了地鐵及輕軌、低地板車輛設備吊掛的安裝位置、安裝方式及緊固件的選用，總結了設備吊掛設計需要考慮的因素。

關鍵詞：地鐵;低地板;設備吊掛;緊固件

中圖分類號：U270 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）19-0113-03

Abstract： The installation methods of the equipment for urban rail transit vehicles are different. The equipment and the vehicle body are connected by fasteners. The reliability of the connection is the key point that must be guaranteed during the production of the assembled vehicle. This paper introduces the selection principles of vehicle equipment hanging fasteners， details the installation location， installation method and selection of fasteners for subway and light rail， low-floor vehicle equipment hanging， and summarizes the factors that need to be considered in equipment hanging design.

Keywords： subway; low floor; equipment hanging; fasteners

當前城市軌道交通車輛種類較多，如地鐵及輕軌車輛、低地板車輛、單軌車輛等，而其車下設備的安裝方式各異。目前設備與車體普遍通過緊固件進行連接，據統計，以碳素結構鋼、合金結構鋼連接螺栓為例，8.8級及以上的螺栓用量約為92%，其中10.9級約為27%[1]。設備吊掛結構牢固與否直接影響列車的可靠運營，是列車安全運行的保障之一，但不論何種車輛，均應秉承將設備安全、均衡、維護性好、輕量化、模塊化地布置在車體上的原則[2]。

1 緊固件的選用原則

緊固件是吊掛結構的重要組成部分，設備與車體通過緊固件進行連接，連接的可靠性是生產組裝車輛過程中必須要保證的關鍵點，緊固件的選用需要考慮以下因素：

（1）根據《Q/CSR 52-2008機車車輛用螺栓連接通用技術規范》確定螺栓連接風險等級、螺紋類型、性能等級、直徑及螺栓長度。

（2）緊固件的表面需采取有效的防腐蝕保護，常用的防腐技術有發黑、鍍鋅、達克羅、改變鋼鐵的組織形態（采用不銹鋼或進行熱處理）[3]。發黑處理價格低廉，但幾乎無防銹能力，所以城軌車輛已經很少使用此類緊固件。電鍍鋅工藝簡單，成本較低，但是其具有很高的氫脆敏感性，不能用于高強度緊固件。達克羅涂層薄，氫脆敏感性低，耐蝕性好，推薦用于車下高強度緊固件。設計時需按照合同要求，考慮業主城市的車輛使用環境。

（3）城軌車輛設備安裝常用的鉚釘有BOM鉚釘與

Bobtail鉚釘兩種。根據設計的連接強度要求和鉚釘公司技術資料提供的抗拉強度和剪切強度選擇合適的鉚釘直徑;根據需要連接的材料厚度選擇合適的連接范圍代號;依據外觀要求選擇合適的鉚釘頭型。

（4）緊固件防松可以從三個方面考慮：增大摩擦力，如使用彈簧墊圈、齒形鎖緊墊圈;機械方法，如使用開槽螺母;粘合法，如使用螺紋緊固膠。

（5）不同金屬的緊固件在裝配時，為了避免發生電偶腐蝕，應采用必要的防腐措施，如設絕緣層、采取防水密封等。

2 地鐵及輕軌車下設備

地鐵及輕軌的車下吊掛設備種類根據車種的不同而有所不同，主要有制動設備、牽引設備、電器設備等。設備布置在車體下方，與設備吊掛橫梁、縱梁連接成模塊，安裝方式主要有滑槽吊掛方式、邊梁鉚接座托掛方式、邊梁吊掛方式、邊梁托掛方式、橫梁托掛方式，其與車體材質、設備重量、業主要求及設備是否會產生有源振動等密切相關。

2.1 滑槽吊掛方式

底架上用于安裝設備的滑槽主要有兩種，一種是作為配件焊接在底架地板反面的C型槽，如徐州1號線、徐州2號線一期EP閥的安裝。設備與C型槽的連接采用的緊固件見圖1。另一種是鋁合金地板型材直接擠壓出C型槽，預先將用于安裝設備的吊掛座安裝在C型槽內，然后再將設備安裝在吊掛座上，此種方式結構承載力好，設備安裝高度易調整，對于設備后期維護操作空間大[4]，具體安裝接口見圖2。此種方法在杭州1號線三期得到了應用。

2.2 邊梁鉚接座托掛方式

此種方法常用于鉚接車車下設備的安裝。底架上預先鉚接馬蹄形吊掛座，設備通過吊掛座連接板與吊掛座進行連接，具體見圖3。南京1號線北延、南京2號線西延、上海10號線增購均采用此種方式。

2.3 邊梁吊掛方式

這是目前應用最為廣泛的設備吊掛方式。設備箱體與吊掛橫梁、縱梁預先組裝成設備模塊，再將其與底架邊梁連接，連接采用Bobtail鉚釘桿與套環，安裝示意見圖4。此種吊掛方式無需提前預置吊掛座，結構輕便，安裝方便、效率高，但是鉚接結構在后期檢修維護中不可重復使用，維護成本高。深圳4號線3期、上海14號線、合肥5號線、杭州7號線、合肥4號線、徐州3號線、蘇州5號線等均采用此種安裝方式。

2.4 邊梁托掛方式

根據業主的要求會采用此種安裝方式，見圖5，與上一種安裝方式相比，此種方法緊固件可重復拆卸利用，更換緊固件時無需升降設備，但是吊掛梁的長度尺寸與底架內開檔有時候會產生干涉，并且安裝檢修過程較為麻煩。深圳6號線一期、二期、南京7號線采用該結構。

2.5 橫梁托掛方式

此種方式主要用于不銹鋼與碳鋼地鐵。設備可以直接安裝在底架橫梁翻邊上，此種方式無需另設吊掛座，結構簡單，但橫梁需在吊掛連接點附近進行補強，見圖6;也可以通過在橫梁上鉚接或焊接吊掛鉤，將設備托掛在吊掛鉤上，對于重型設備還可以設置二次防脫結構來保證安全，如圖7所示。香港線、深圳3號線增購、伊朗地鐵、諾伊達項目均采用此類安裝方式。

3 低地板車下設備

低地板車輛的車下設備布置空間有限，所以大多數設備布置在車頂外側，設備安裝方式為C型槽安裝方式。對于有源設備如蓄電池冷卻單元、牽引逆變器等均設置減振橡膠來衰減振動，減小安裝對結構強度的影響，提高車輛運行平穩性和旅客乘坐舒適性[3]。根據車體材料的不同，C型槽有兩種來源。

蘇州有軌電車1號線、南京麒麟有軌電車車體主要材料為耐候鋼，但是車頂波紋板為不銹鋼，在車頂波紋板上焊接不銹鋼C型槽用于設備的安裝，具體見圖8。

蘇州有軌電車2號線、河西低地板增購、滇南有軌電車除底架為耐候鋼拼焊外，其余部件均為鋁合金擠壓型材，設備安裝在車頂C型槽內，見圖9。

4 結束語

城市軌道交通車輛設備安裝方式多種多樣，合同規范、車體材質、設備重量、設備是否有振源、設備是否需要抽出打開、車下線槽管路安裝空間、限界等均是設計吊掛方式需要考慮的因素。隨著標準地鐵工作的推進，鋁合金地鐵車下設備吊掛形式及緊固件的選用都趨于固定，但是在采用新的吊掛結構（含緊固件）時，需對其進行仿真計算進行驗證。

參考文獻：

[1]張九高，雷素蘭，胡利明，等.軌道交通車輛緊固件的現狀與差距[J].熱處理，2019（2）：55-57+60.

[2]肖云霞，姜豐.城市軌道交通車輛車下設備布置與安裝淺論[J].交通技術，2018（2）：98-104.

[3]蔣建輝，唐娟，何水川.城軌車輛緊固件防腐技術淺析[J].技術與市場，2017，24（5）：68-70+73.

[4]吳群芳，白秀清，楊申森，等.磁浮車輛車下設備安裝結構研究[J].城市軌道交通研究，2019（3）：62-66+45.

[5]徐鳳妹，勞世定.客車車下設備吊掛方式的研究[J].鐵道車輛，2009（4）：12-14+38+47.