米軌機車輔助室鋼結(jié)構(gòu)設計

郭雪

摘 要：本文介紹了米軌機車輔助室鋼結(jié)構(gòu)的各部分的結(jié)構(gòu)組成及特點，以及在其生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法。詳述了設計中的關(guān)鍵技術(shù)并針對輔助室的密封設計進行介紹。

關(guān)鍵詞：機車;輔助室鋼結(jié)構(gòu);密封

1 概述

米軌機車設計運行時速100km/h。本文介紹其機車輔助室鋼結(jié)構(gòu)的設計難點、結(jié)構(gòu)設計。輔助室鋼結(jié)構(gòu)的首要作用是保護機車電動空氣壓縮機組、后牽引電機通風機、電氣微機控制柜、液壓油箱等設備，還能避免大氣中的水汽等成分腐蝕車內(nèi)設備，同時使機車外形美觀，便于上漆。考慮到可靠性、可操作性及使用狀態(tài)，滿足便于安裝互換，輔助室鋼結(jié)構(gòu)采用模塊化設計的原則。

2 主要技術(shù)參數(shù)

米軌機車是依據(jù)我國國家標準（GB）和鐵路行業(yè)標準（TB）采用模塊化設計的機車，主要技術(shù)參數(shù)（表1）根據(jù)當?shù)罔F路限界確定。

機車車體為底架承載、內(nèi)走廊式鋼結(jié)構(gòu)。機車上部分為六部分：Ⅰ端司機室、電氣室、電氣動力室、冷卻室、輔助室、Ⅱ端司機室。各室為獨立單元，各室側(cè)墻與底架通過螺栓連接，便于檢修和維護。車體鋼結(jié)構(gòu)主要部件所使用鋼板采用高耐候性結(jié)構(gòu)鋼，厚度≤6mm的鋼板、壓型梁柱采用符合GB/T4171-2008的Q355GNH高強度耐候鋼，機械性能等同于EN10025中的S355J2W;厚度>6mm的板材、型鋼使用普通碳素鋼（Q345）符合GB/T706-2008，機械性能等同于ASTM A606;06Cr19Ni10符合GB/T3280-2007牌號不銹鋼板，機械性能等同于ASTM A240。圖2為米軌機車車體鋼結(jié)構(gòu)斷面圖。

4 輔助室鋼結(jié)構(gòu)設計介紹

輔助室鋼結(jié)構(gòu)采用獨立模塊，主要包括一位側(cè)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)組成、二位側(cè)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)組成、車頂鋼結(jié)構(gòu)組成、活蓋組成以及各種安裝座等。一、二位側(cè)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)均由骨架及蒙皮組焊而成。兩側(cè)設有機械式濾清窗，以便實現(xiàn)輔助室的通風冷卻。一位側(cè)還設有采光窗，便于采光維護。車頂鋼結(jié)構(gòu)由骨架及蒙皮組焊而成，在車頂設有活蓋組成、柴油機注油口蓋。車頂及活蓋四角處均埋有吊環(huán)螺釘用于吊裝。輔助室通過螺栓與底架連接，在蒙皮處使用密封板密封。

4.1 側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)設計

側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)分為一位側(cè)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)和二位側(cè)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)，由蒙皮及骨架組焊而成。骨架包括四周的邊梁和端梁，以及邊梁和端梁所圍區(qū)域內(nèi)的若干縱梁和橫梁，它起著承載的作用。蒙皮起著承載和密封的雙重作用，蒙皮增厚，承載能力會提高，同時焊接變形也會減小，但是會增加側(cè)墻重量。根據(jù)以往的設計經(jīng)驗，側(cè)墻蒙皮厚度采用2.5mm的高強度耐候鋼Q310GNH，骨架采用板材厚度3mm的高強度耐候鋼Q295GNH折彎而成的U型梁。

側(cè)墻上設有機械式濾清窗，安裝窗口取正負0.5公差，由于機械式濾清窗設計尺寸也存在正負公差。若兩者一個取上差，另一個取負差就易造成超差，造成安裝困難。為了解決該問題，可制造一套窗口開孔模具，濾清窗廠家與側(cè)墻生產(chǎn)廠家都按照此套模具進行開孔機定位。此方法有效解決了超差問題。

4.2 車頂鋼結(jié)構(gòu)設計

車頂鋼結(jié)構(gòu)由蒙皮及骨架組焊而成，并設有注油口蓋及活蓋組成。蒙皮和骨架的材質(zhì)選擇同側(cè)墻?；钌w固定方式為車內(nèi)拉緊形式，拉緊裝置位于車頂橫梁上，在總裝過程中發(fā)現(xiàn)，由于高壓柜和整流柜整體尺寸較高，造成拉緊裝置及相應處橫梁與設備相干涉。根據(jù)圖紙理論尺寸并結(jié)合現(xiàn)車情況，決定對活蓋固定方式進行改進，由車內(nèi)拉緊形式改為車頂壓緊形式，壓緊裝置位于車頂外部，滿足了使用功能，節(jié)約了空間，解決了干涉狀況。

車頂與活蓋的密封結(jié)構(gòu)在設計時所選密封膠條厚度及硬度較小，造成膠條與壓板接觸不夠緊密，在整車淋雨試驗時漏雨;故更換橡膠條為海綿橡膠密封條，同時膠條厚度改為15mm（采光活蓋膠條厚度為10mm，同時膠條壓板高度由5mm加高為10mm），更換后，膠條與壓板接觸緊密，通過淋雨試驗。

5 輔助室鋼結(jié)構(gòu)密封設計

米軌機車的運行環(huán)境為熱帶雨林氣候，潮濕、炎熱、多雨和多鹽，干燥季節(jié)為多灰塵。由于輔助室內(nèi)電動空氣壓縮機組等設備的特殊性，機車車體包括輔助室的密封設計顯得尤為重要。機車車體的密封性一直以來都是設計工作的重點，同時也是難點。機車輔助室設計過程中，徹底改變了以往設計思路和方法，在關(guān)鍵部位采用了新的密封方式。

5.1 輔助室側(cè)墻與底架連接處密封設計

側(cè)墻底部連接梁與底架的連接處密封方式采用段焊加密封膠密封，后考慮到密封膠的使用壽命較短，將以上密封方式更改為滿焊焊縫。

5.2 輔助室側(cè)墻與車頂連接處密封設計

車頂與側(cè)墻連接處、側(cè)墻底部連接梁與底架的連接處密封方式采用段焊加密封膠密封，后考慮到密封膠的使用壽命較短，將以上密封方式更改為滿焊焊縫。

5.3 輔助室車頂處密封設計

車頂?shù)醐h(huán)螺釘處未考慮滲水的可能，只是擰緊在車頂螺紋孔里，后改為吊環(huán)螺釘擰緊后增加滿焊焊縫;車頂活蓋所用膠條厚度及硬度較小，由于活蓋存在一定的變形量以及膠條壓縮量太小，造成整車漏水試驗時活蓋處有輕微的漏水現(xiàn)象，為解決此問題，將原密封膠條改為壓縮量較大的海棉橡膠。

5.4 輔助室鋼結(jié)構(gòu)與司機室的密封設計

輔助室與司機室均為獨立模塊，連接處密封不當易造成漏雨。為避免漏雨，兩室通過端部連接梁與端部蒙皮連接，連接處用特殊結(jié)構(gòu)的密封膠條密封，如圖7。

6 結(jié)語

本文從機車車頂鋼結(jié)構(gòu)設計、側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)設計、輔助室鋼結(jié)構(gòu)密封設計等方面進行了闡述，為今后米軌機車輔助室制造奠定了基礎(chǔ)。

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