《城市軌道交通車輛》 課件 項目三 不銹鋼和模塊化車體2

三、不銹鋼車體

四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)領(lǐng)域三城軌車輛車體結(jié)構(gòu)

三、不銹鋼車體

不銹鋼車體的制造始于美國，但使這項技術(shù)得到發(fā)展的是日本。日本從1950年開始，在車輛上采用不銹鋼材料，開始用量很少，只用于有室內(nèi)裝飾作用的管道等處。1958年，為使車體外表面不用涂漆，僅外墻板使用不銹鋼材料，稱為蒙皮不銹鋼車體，也叫半不銹鋼車體。日本于1978年開發(fā)出輕量化不銹鋼車輛，使車體鋼結(jié)構(gòu)重量降為碳素鋼車體的1/2，在節(jié)能和降低維修費(fèi)用方面得到了肯定。我國于1987年開始在客車上使用不銹鋼材料，主要用于外墻板及易腐蝕的梁柱。1996年與韓國進(jìn)行合作，開發(fā)了點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的不銹鋼車體。2002年制造完成的北京城軌兩列輕量化不銹鋼樣車。天津濱海輕軌車輛是我國首次大批量正式生產(chǎn)制造的輕量化結(jié)構(gòu)不銹鋼車輛。（一）不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)

不銹鋼車體呈鼓形，整車除底架端部采用碳鋼材料外，其余各部位均全部采用高強(qiáng)度不銹鋼材料。各零部件間用點(diǎn)焊連接，梁、柱間通過連接板相連接，各大部件間也是采用點(diǎn)焊連接。天津濱海軌道車輛的車體為不銹鋼車體，下面介紹一下各大部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。車體四分之一三維幾何模型

1、車頂車頂由波紋頂板、車頂彎梁、車頂邊梁、側(cè)頂板、空調(diào)機(jī)組平臺等幾部分組成。車頂采用波紋頂板無縱向梁結(jié)構(gòu)，頂板間搭接焊縫連接，與車頂彎梁點(diǎn)焊在一起，機(jī)組平臺由縱梁、彎梁、頂板點(diǎn)焊組成部件，再與車頂通過點(diǎn)焊及塞焊組成一體。2、側(cè)墻選用塞拉門、連續(xù)窗結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)該要求，側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)部分采取特殊的方法，一扇連續(xù)窗全長4070mm，在此范圍內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)必須便于車窗的安裝、固定，不得有任何與車窗相干涉的結(jié)構(gòu)。同時工藝性要好，結(jié)構(gòu)上必須可實現(xiàn)點(diǎn)焊。（一）不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)3、端墻板、梁點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)。4、底架采用碳素鋼端底架與不銹鋼底架塞焊連接，主橫梁與邊梁利用過渡連接板實現(xiàn)點(diǎn)焊連接，底架邊梁采用4mm不銹鋼材料，以提高底架的整體強(qiáng)度和剛度。（一）不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)

1、不銹鋼材料的合理選擇根據(jù)城軌車輛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制造工藝以及使用境，同時考慮到制造成本，要求所使用的不銹鋼材料必須具有如下性能：（1）價格便宜，要求不銹鋼通用性高、容易購買。（2）耐腐蝕性好。（3）具有能滿足車輛的足夠的強(qiáng)度。（4）加工性好，在對其進(jìn)行剪切、彎曲、拉延、焊接等加工時，不會產(chǎn)生缺陷。

（二）不銹鋼材料使用中應(yīng)注意的問題

2、不銹鋼材料的焊接

不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)是碳素鋼的1/3，而熱膨脹系數(shù)是碳素鋼的1.5倍，熱量輸入后散熱慢而變形大，不利于對構(gòu)件尺寸及形狀的控制，但由于不銹鋼材料的電阻較大，所以對不銹鋼材料的焊接一般都采用點(diǎn)焊。點(diǎn)焊的特點(diǎn)是對構(gòu)件的熱輸入量小，易實現(xiàn)自動控制，焊接時不需要技能很高的操作者也可以保證焊接質(zhì)量。不銹鋼車體在組合外板、梁、柱時為了減少熱量的輸入，采用點(diǎn)焊代替弧焊，梁、柱的結(jié)合部位采用連接板傳遞載荷。對于無法實現(xiàn)點(diǎn)焊的部位，可以采用塞焊來減小熱影響區(qū)。（二）不銹鋼材料使用中應(yīng)注意的問題

一體化結(jié)構(gòu):就車體結(jié)構(gòu)形式而言，幾十年來國內(nèi)外都是采用全組焊結(jié)構(gòu)，即底架、側(cè)墻、車頂和端墻均為焊接而成，然后這四大部件組裝時也采用焊接工藝，這種車體結(jié)構(gòu)稱整體焊接結(jié)構(gòu)，也稱為一體化結(jié)構(gòu)。

四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)

模塊化結(jié)構(gòu):

模塊化車體結(jié)構(gòu)與整體焊接結(jié)構(gòu)車體相比，最顯著的特點(diǎn)就在于將模塊化的概念引入到車體設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理的各個環(huán)節(jié)之中。整體焊接結(jié)構(gòu)車體是先制造車體結(jié)構(gòu)的車頂、側(cè)墻、底架、端墻、司機(jī)室等部件，然后進(jìn)行整個車體總成焊接，車體總成后再進(jìn)行內(nèi)裝、布管布線。模塊化車體設(shè)計是將整個車體分為若干個模塊，在每個模塊的制造過程中完成整車需要的內(nèi)裝、布管與布線的預(yù)組裝并解決相互之間的接口問題。各模塊完成后即可進(jìn)行整車組裝。每一模塊的結(jié)構(gòu)部分本身采用焊接，而各模塊之間的總成采用機(jī)械連接。

四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)1.底架模塊；2.側(cè)墻模塊；3.端部模塊；4.車頂模塊；5.牽引梁模塊；6.枕梁模塊。車體模塊組成車頂模塊組成1.頂板吊梁；2.頂板橫梁；3.空調(diào)風(fēng)道；4.隔聲、隔熱材料；5.內(nèi)部裝飾；6.燈帶；7.出風(fēng)口；8.頂板懸掛。

模塊化車體組成1.車頂模塊；2.螺栓；3.側(cè)墻模塊；4.底架模塊。

(一)模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1、在每個模塊的制造過程中均注意驗證其質(zhì)量。模塊制成后均須進(jìn)行試驗，整車總裝后試驗比較簡單，整車質(zhì)量容易保證。

2、由于每個模塊的制造可以獨(dú)立進(jìn)行，并解決了模塊之間的接口問題，因此，復(fù)雜的和技術(shù)難度大的模塊和部件可以由國外引進(jìn)，其余模塊和部件在用戶本地生產(chǎn)。另外，對總裝生產(chǎn)線要求不高，這均有利于國產(chǎn)化的逐步實施。

3、可以改善勞動條件，降低施工難度，提高勞動效率，保證整車質(zhì)量。

4、可以減少工裝設(shè)備，簡化施工程序，降低生產(chǎn)成本。

5、在車輛檢修中，可采用