城軌車下設(shè)備吊掛方式及緊固件應(yīng)用

王小霞 牛永剛 孟寶千

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

關(guān)鍵詞：地鐵;低地板;設(shè)備吊掛;緊固件

中圖分類號(hào)：U270 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(dāng)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(shè)備的安裝方式各異。目前設(shè)備與車體普遍通過緊固件進(jìn)行連接，據(jù)統(tǒng)計(jì)，以碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼連接螺栓為例，8.8級(jí)及以上的螺栓用量約為92%，其中10.9級(jí)約為27%[1]。設(shè)備吊掛結(jié)構(gòu)牢固與否直接影響列車的可靠運(yùn)營，是列車安全運(yùn)行的保障之一，但不論何種車輛，均應(yīng)秉承將設(shè)備安全、均衡、維護(hù)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(jié)構(gòu)的重要組成部分，設(shè)備與車體通過緊固件進(jìn)行連接，連接的可靠性是生產(chǎn)組裝車輛過程中必須要保證的關(guān)鍵點(diǎn)，緊固件的選用需要考慮以下因素：

（1）根據(jù)《Q/CSR 52-2008機(jī)車車輛用螺栓連接通用技術(shù)規(guī)范》確定螺栓連接風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、螺紋類型、性能等級(jí)、直徑及螺栓長(zhǎng)度。

（2）緊固件的表面需采取有效的防腐蝕保護(hù)，常用的防腐技術(shù)有發(fā)黑、鍍鋅、達(dá)克羅、改變鋼鐵的組織形態(tài)（采用不銹鋼或進(jìn)行熱處理）[3]。發(fā)黑處理價(jià)格低廉，但幾乎無防銹能力，所以城軌車輛已經(jīng)很少使用此類緊固件。電鍍鋅工藝簡(jiǎn)單，成本較低，但是其具有很高的氫脆敏感性，不能用于高強(qiáng)度緊固件。達(dá)克羅涂層薄，氫脆敏感性低，耐蝕性好，推薦用于車下高強(qiáng)度緊固件。設(shè)計(jì)時(shí)需按照合同要求，考慮業(yè)主城市的車輛使用環(huán)境。

（3）城軌車輛設(shè)備安裝常用的鉚釘有BOM鉚釘與

Bobtail鉚釘兩種。根據(jù)設(shè)計(jì)的連接強(qiáng)度要求和鉚釘公司技術(shù)資料提供的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度選擇合適的鉚釘直徑;根據(jù)需要連接的材料厚度選擇合適的連接范圍代號(hào);依據(jù)外觀要求選擇合適的鉚釘頭型。

（4）緊固件防松可以從三個(gè)方面考慮：增大摩擦力，如使用彈簧墊圈、齒形鎖緊墊圈;機(jī)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(shí)，為了避免發(fā)生電偶腐蝕，應(yīng)采用必要的防腐措施，如設(shè)絕緣層、采取防水密封等。

2 地鐵及輕軌車下設(shè)備

地鐵及輕軌的車下吊掛設(shè)備種類根據(jù)車種的不同而有所不同，主要有制動(dòng)設(shè)備、牽引設(shè)備、電器設(shè)備等。設(shè)備布置在車體下方，與設(shè)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(zhì)、設(shè)備重量、業(yè)主要求及設(shè)備是否會(huì)產(chǎn)生有源振動(dòng)等密切相關(guān)。

2.1 滑槽吊掛方式

底架上用于安裝設(shè)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(hào)線、徐州2號(hào)線一期EP閥的安裝。設(shè)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(yù)先將用于安裝設(shè)備的吊掛座安裝在C型槽內(nèi)，然后再將設(shè)備安裝在吊掛座上，此種方式結(jié)構(gòu)承載力好，設(shè)備安裝高度易調(diào)整，對(duì)于設(shè)備后期維護(hù)操作空間大[4]，具體安裝接口見圖2。此種方法在杭州1號(hào)線三期得到了應(yīng)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(shè)備的安裝。底架上預(yù)先鉚接馬蹄形吊掛座，設(shè)備通過吊掛座連接板與吊掛座進(jìn)行連接，具體見圖3。南京1號(hào)線北延、南京2號(hào)線西延、上海10號(hào)線增購均采用此種方式。

2.3 邊梁吊掛方式

這是目前應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備吊掛方式。設(shè)備箱體與吊掛橫梁、縱梁預(yù)先組裝成設(shè)備模塊，再將其與底架邊梁連接，連接采用Bobtail鉚釘桿與套環(huán)，安裝示意見圖4。此種吊掛方式無需提前預(yù)置吊掛座，結(jié)構(gòu)輕便，安裝方便、效率高，但是鉚接結(jié)構(gòu)在后期檢修維護(hù)中不可重復(fù)使用，維護(hù)成本高。深圳4號(hào)線3期、上海14號(hào)線、合肥5號(hào)線、杭州7號(hào)線、合肥4號(hào)線、徐州3號(hào)線、蘇州5號(hào)線等均采用此種安裝方式。

2.4 邊梁托掛方式

根據(jù)業(yè)主的要求會(huì)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(fù)拆卸利用，更換緊固件時(shí)無需升降設(shè)備，但是吊掛梁的長(zhǎng)度尺寸與底架內(nèi)開檔有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生干涉，并且安裝檢修過程較為麻煩。深圳6號(hào)線一期、二期、南京7號(hào)線采用該結(jié)構(gòu)。

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(shè)備可以直接安裝在底架橫梁翻邊上，此種方式無需另設(shè)吊掛座，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但橫梁需在吊掛連接點(diǎn)附近進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，見圖6;也可以通過在橫梁上鉚接或焊接吊掛鉤，將設(shè)備托掛在吊掛鉤上，對(duì)于重型設(shè)備還可以設(shè)置二次防脫結(jié)構(gòu)來保證安全，如圖7所示。香港線、深圳3號(hào)線增購、伊朗地鐵、諾伊達(dá)項(xiàng)目均采用此類安裝方式。

3 低地板車下設(shè)備

低地板車輛的車下設(shè)備布置空間有限，所以大多數(shù)設(shè)備布置在車頂外側(cè)，設(shè)備安裝方式為C型槽安裝方式。對(duì)于有源設(shè)備如蓄電池冷卻單元、牽引逆變器等均設(shè)置減振橡膠來衰減振動(dòng)，減小安裝對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性和旅客乘坐舒適性[3]。根據(jù)車體材料的不同，C型槽有兩種來源。

蘇州有軌電車1號(hào)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(shè)備的安裝，具體見圖8。

蘇州有軌電車2號(hào)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(shè)備安裝在車頂C型槽內(nèi)，見圖9。

4 結(jié)束語

城市軌道交通車輛設(shè)備安裝方式多種多樣，合同規(guī)范、車體材質(zhì)、設(shè)備重量、設(shè)備是否有振源、設(shè)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(shè)計(jì)吊掛方式需要考慮的因素。隨著標(biāo)準(zhǔn)地鐵工作的推進(jìn)，鋁合金地鐵車下設(shè)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(jié)構(gòu)（含緊固件）時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

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