鋁型材城鐵車車下設備吊裝方案對比

梁昕

中車長春軌道客車股份有限公司電氣研發部 吉林長春 130062

1 車下設備安裝結構簡述

根據緊固件的受力情況，可將車下設備的安裝方式，分為托裝和吊裝兩種。

1.1 車下設備托裝方案簡述

安裝在采用底架下部的滑槽固定的安裝吊上，采用托裝方式。具體的結構見圖1。

圖1 托裝吊耳安裝三維示意圖

1.2 車下設備吊裝方案簡述

（1）大設備安裝方案。底架邊梁內側設置安裝吊翻邊，設備安裝座在吊的下部，采用鉚釘和安裝吊進行緊固。詳見圖2。每個設備的吊耳通過3個M16(型號)HUCK（品牌）鉚釘連接。設備安裝座的加強筋均布置安裝座下表面。比較節省空間。

圖2 吊耳安裝放大視圖

因為采用吊裝方式，安裝吊不用開豁口，在枕內區域不間斷，強度較好，無需采用加強筋。車體邊梁翻邊的強度計算報告見圖3，滿足強度和疲勞的要求。

圖3 車體仿真實驗分析云圖

（2）小設備安裝方案。將在車體橫向方向采用和大設備類似的方式鉚接主橫梁（鋁型材），小設備托裝在主橫梁下平面，通過螺栓進行緊固安裝。詳見圖4。小設備在車體橫向方向位置布置較為靈活。主橫梁上部可以托裝車體縱向布置的線槽。走線較為方便。且主橫梁可有效增加車體的剛度。

圖4 設備安裝三維示意圖

1.3 托裝方式與吊裝方式的對比分析

托裝方案：緊固件不承重，將采用更換比較方便的螺栓連接的方式。但拆卸和安裝時，需要采用大扭矩的力矩扳手操作，同時考慮到此處設備結構和可用操作空間的制約，方便更換的優點有較大程度的削弱[1]。同時作為重要部位的緊固件，從安全性和經濟性綜合權衡，緊固件的反復利用的次數不建議超過兩次。

吊裝方案：緊固件承受設備的重力，選用在鐵路、航空、造船等行業中均被視為高可靠性的鉚接方式。鉚接方式通過液壓壓接，導致護套（類似于螺母）塑性變形的原理來緊固。壓接力可以控制的非常準確（誤差不超過3%）。經過大量研究證明，螺栓的失效，至少80%以上是夾緊力減小接近消失后，反復在結構和設備吊耳之間錯動產生的剪切作用導致的。鉚接的安裝凡是則在承受橫向振動沖擊之后，可較好的控制壓緊力，從而來防止類似的失效情況。這也是吊裝結構采用鉚接結構的主要原因。由圖5可見，隨著振動次數增加，螺栓連接的預緊力下降很快，鉚接的預緊力有一定下降后，穩定在一個較高水平。

圖5 鉚接&螺栓連接方式的夾緊力和橫向振動次數的關系

采用鉚釘在安全可靠的同時，安裝和拆卸也很方便。完全可以顛覆鉚接不容易拆卸的固有印象。

鉚釘的安裝和拆卸采用專用的電動液壓工具。一套設備，分別采用不同的槍頭來分別實現安裝和拆卸。安裝時間不大于3s。拆卸時間不大于5s。