古巴铁路客车装载侧拉门设计浅析

    曲洪萍 侯秀娟 王倩

    摘 要：对出口古巴的铁路客车上的装载侧拉门设计需要、设计原则、材料选择、结构设计方面进行介绍，通过控制焊接变形的工艺手段来实现门板的平面度，通过振动冲击试验对门体结构设计进行验证。

    关键词：铁路客车；装载侧拉门；振动和冲击试验

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

    1 设计需要

    装载侧拉门安装于行李车车体的外侧，用于工作人员装卸货物时使用，因此需要设计较大敞开宽度和敞开高度的侧拉门。较大的敞开宽度决定装载侧拉门采用推拉门扇，上下需安装滑轮及限位装置。因古巴属于多雨的气候，装载侧拉门需要有较好的防雨性、防腐性能。因考虑到安全性和使用方便等因素，装载侧拉门需要安装保护网、拉门锁、插销等小件。整个装载侧拉门的设计敞开宽度为1504mm，高度为1728mm，需要满足使用性能、隔热性能、隔声性能、耐久性能、强度性能、阻燃性能、冲击振动性能等方面的性能要求。

    2 设计原则

    安全及可靠性设计原则：门板结构需要满足足够的强度和刚度要求，满足工作人员日常使用要求以及方便检修维护。标准化、模块化设计原则：设计上滑道模块、下滑道模块、拉门锁模块、插销模块等，且在选用物料时优先选用已统型的零部件。环保和可回收利用原则：装载侧拉门的各零部件均符合TB/T 3139-2006《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》和CNR J00011-2014《轨道交通装备产品禁用及限用物质》的要求，限制有毒有害气体的含量，兼顾所选材料的回收性和再利用性。轻量化设计原则：在满足性能和强度的基础上，尽可能的控制并降低产品的重量。

    3 材料选择

    根据古巴客车的运行环境并参考大铁路客车的现状，沿用之前裝载侧拉门的结构，在选材上进行优化。门体骨架采用2.5mm厚的冷拔方形钢管Q235-A拼焊而成，内外门板采用1.5mm厚的冷轧耐候钢板05CuPCrNi，补强板采用6mm厚的热轧钢板Q235-B，中间空余部分填充厚度35mm的2a号玻璃棉板。门体周边和窗玻璃周边设计多种断面的密封胶条，材质为三元乙丙橡胶，来保证门板的气密性和防雨性，胶条的质量和性能应符合Q/CR 156-2014的规定。拉门锁为不锈钢统型件，符合Q/CR 499-2016的相关要求。门玻璃为5mm厚单片钢化玻璃，符合GB 18045-2000的性能要求。门插销和拉手采用06Cr19Ni10材质，表面为不锈钢本色。上滑道采用两根通长为1650mm的不锈钢滑轨。下滑道采用通长为3150mm的不锈钢滑道。

    4 门板的结构设计

    装载侧拉门主要由门体、门锁、下滑道、上滑道、上滚轮、下滚轮、密封胶条、门玻璃等组成。

    4.1 门体

    门体为耐候钢焊接结构，门体焊合前，门体内部填充隔热防寒材。门体内、外门板以及其它各焊接部件在组焊前进行了涂防锈底漆处理，同时门体焊合前，各焊缝也进行涂防锈底漆处理。门体在上滑轮、门锁、门挡、护栏、插销等部件安装位置均预埋补强铁，以保证上述各部件在使用过程中不脱落失效。

    4.2 门玻璃

    门玻璃通过玻璃胶条安装于门体窗口，玻璃胶条安装时，小穿条安装于门扇车外侧。门扇端部密封胶条安装有防脱措施，避免胶条沿型材框移位。门玻璃须符合GB 18045-2000的相关要求，门玻璃上的强制性品认证标志位于玻璃的下部中部位置，在车内侧看为正字，标识中心距离上下可视边缘40mm。

    4.3 滑道

    上滑道由上滑道组成（左）和上滑道组成（右）组成，总长度为3300mm。左右滑道结构一样，为镜像件，主要由滑轨、安装板、调整垫，紧固件组成。滑轨使用4mm厚06Cr19Ni10，安装板使用6mm厚的尼龙1010，调整垫为铝板。下滑道由6mm-09CuPCrNi-A底板、8mm-09CuPCrNi-A安装板、4X30X30热轧等边角钢的导轨等组成，表面进行镀锌钝化，总长度为3150mm。

    4.4 保护网

    保护网选用不锈钢钢板网，规格697X507-R172，对钢板网进行打砂处理。保护网由压边进行安装到门体上，压边为铝型材。对压边进行喷塑处理，颜色同内门板颜色。

    4.5 滑轮

    上滑轮由滚套、轴承、底板、轴等各件装配而成，表面进行发蓝处理。下滑轮使用可拆卸式滑轮。其中滑轮、端盖、轴、轴套使用45#钢材质，轮体组成使用09CuPCrNi材质。

    4.6 小安装件

    拉手尺寸约300mm长，使用?32圆管。插销采用658mm长度的大插销，材质为06Cr19Ni10，主要包括插销、上插销套、下插销套。门挡组成分门挡组成（左）和门挡组成（右），二者为镜像件。安装座使用5X50X50的热轧等边角钢，胶垫使用8X40X25的橡胶板，底座（左）为5X50X50的热轧等边角钢。

    5 有效控制焊接变形

    焊接需要满足EN15085中CL1等级。在门板的生产过程中，有以下手段来控制焊接变形：一是焊接工装的设计和制作；二是制定合理的焊接顺序，通过制定焊接顺序和焊接参数是控制焊接变形的有效的工艺手段；三是在满足强度的前提下，最大限度的减少焊接量。

    6 振动和冲击试验验证

    振动和冲击试验满足标准GB/T 21563-2008《轨道交通 机车车辆设备冲击和振动试验》。首先做增强随机振动量级的垂向、横向和纵向模拟长寿命试验；其次做垂向、横向和纵向冲击试验；最后做垂向、横向和纵向功能随机试验。功能振动试验的持续时间应足够长，试验时间通常都不小于10min。模拟长寿命试验一般在三个互相垂直的方向分别作5h，总共15h的试验。冲击试验应在三个正交平面的每个平面上的正向和反向各三次，总共施加18次冲击。在试验之前和试验之后，进行了性能测试。车门上滑轮、下滑轮、拉门锁、插销等功能正常，焊缝处无开焊、开裂、失效等现象。

    通过振动冲击试验，验证了装载侧拉门板的机械强度和可靠性，验证了门板的结构设计和材料选用得当。

    作者简介：曲洪萍（1982-），女，山东莱州人，硕士研究生，工程师，研究方向：轨道客车、内装悬挂类产品、车门、车窗、焊接技术。