CN108749834B - 一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，属于轨道交通车辆轻量化和被动安全技术领域。该结构包括复合顶盖、车体上悬梁，车体上悬梁内侧上表面为三级阶梯结构，外侧为不等边直角结构的金属型材，复合顶盖侧边下表面为二级阶梯结构，复合顶盖侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁内侧上表面二级阶梯结构之间通过密封胶粘接，复合顶盖侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁内侧上表面三级阶梯结构之间设有弹性胶并通过拉铆螺母和螺栓联结；复合顶盖的侧边下表面的一级阶梯结构预埋拉铆螺母，并在车体上悬梁的三级阶梯结构对应位置设有与拉铆螺母配合的螺栓孔。适合在轨道交通车辆轻量化和被动安全技术领域推广运用。

Description

一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构

技术领域

本发明属于轨道交通车辆轻量化和被动安全技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆结构。

背景技术

随着我国轨道交通事业长久持续的发展，传统能源的不断减少，尤其对轨道交通低碳环保、节能减排、安全等方面提出更高要求，通过新材料应用、结构优化设计及新型制造工艺等方面实现产品结构的轻量化和安全性显得尤为迫切。

目前车体结构较常见的接头形式有焊接、铆接和机械连接等。这些搭接结构虽然有强度高、可靠性好等优点，但存在着较大的应力集中，密封性差，连接零部件较多，制造工艺繁琐，易产生振动产生噪声，对加工及安装精度要求较高。中国专利号CN 202080285 U描述了一种机车顶盖的安装结构，螺栓底部置于车体侧构的安装轨开口内，螺栓顶部穿过顶盖安装孔并通过螺母紧固在顶盖外端。这种结构设计的主要问题是：需要在车体侧构上焊接与T型螺栓配套的安装精度较高的安装轨，重量增加，生产制造工序增加，涉及零部件数量较多；由于顶盖负载全部由T型螺栓处传递，应力集中现象促使螺栓容易发生被剪断的情况，其抗疲劳性能大幅下降，使用寿命较低，并且受到极限载荷情况下，没有考虑被动安全防护功能；螺栓连接属于单点固定，从安装工艺角度讲，机车顶盖外端会出现波浪形不平整现象，并且由于螺栓螺杆、弹性垫片和螺母均裸露在顶盖外端，安装后的顶盖外观平整性、美观性较差；无法实现密封作用，需要增加额外的加工工序；螺栓连接属于刚性连接形式，无法实现减振效果，会出现由于振动激扰产生的噪声问题。

因此，为解决上述安装形式出现的缺点，研究发明一种能够克服上述缺点的安装结构是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，它能有效地解决复合顶盖与车体上悬梁的安装问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，包括复合顶盖、车体上悬梁，车体上悬梁内侧上表面为三级阶梯结构，外侧为不等边直角结构的金属型材，复合顶盖侧边下表面为二级阶梯结构，复合顶盖侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁内侧上表面二级阶梯结构之间通过密封胶粘接，复合顶盖侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁内侧上表面三级阶梯结构之间设有弹性胶并通过拉铆螺母和螺栓联结；复合顶盖的侧边下表面的一级阶梯结构预埋拉铆螺母，并在车体上悬梁的三级阶梯结构对应位置设有与拉铆螺母配合的螺栓孔。

所述密封胶和弹性胶均为实心结构，它们的上表面与复合顶盖接触，下表面与车体上悬梁接触。

所述螺栓的顶部穿过车体上悬梁的螺栓孔并通过拉铆螺母与复合顶盖固定，螺栓肩部与车体上悬梁之间设有弹性垫圈。

所述复合顶盖为一种轻质高强的三明治夹层复合结构。

本发明的有益效果在于：

一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，通过密封胶和弹性胶使复合顶盖固定在车体上悬梁上，其连接简便，重量轻，实现了轻量化带来的节能、环保的目的。复合顶盖负载较大(如蓄电池箱、空调、电气设备等)，当受到设备冲击载荷和车体整体变形载荷下，复合顶盖的组合载荷通过其顶部和底部处的密封胶和弹性胶传递给车体上悬梁上。由于密封胶和弹性胶为实心结构，以面力形式传递载荷，并非其它接头形式下的局部点载荷传递力流，因此粘接结构整体受力均匀，避免了应力集中现象，能有效的协调、补偿复合顶盖和车体上悬梁的变形不一致性，同时提高了剪切强度和抗疲劳性能，这也解决了螺栓连接形式中常见的螺杆被剪断的现象。密封胶和弹性胶是具有弹性的粘接剂，弹性模量约为钢材或铝合金材料的千分之一。粘接剂的弹性补偿了不同材料膨胀系数的差异，使得粘接接头应力分布均匀，缓解了应力集中，有较高的剪切强度和优良的疲劳特性；在车辆受到外激扰而产生振动时，密封胶和弹性胶承担着弹簧的作用，进而有较好的隔振和降噪功能，避免了其它机械连接产生振动异响的情况。同时粘接结构外观平整、流畅、成本低、表面光滑美观，同时还具有减振、密封、防潮、隔音、绝缘、耐腐蚀的作用。不需要在生产制造过程中特意增加密封工序来实现保温隔热的功能。另外，复合顶盖是车体结构重要组成部件之一，考虑极限载荷事故发生时保持车体结构的完整性，避免二次危害的发生，通过弹性拉铆螺栓结构将复合顶盖固定在车体上悬梁上。可以起到二次安全防护作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2是图1中拉铆螺母剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，该一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，包括复合顶盖1、车体上悬梁2，车体上悬梁2内侧上表面为三级阶梯结构，外侧为不等边直角结构的金属型材，侧边下表面为二级阶梯结构，复合顶盖1侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁2内侧上表面二级阶梯结构之间通过密封胶3粘接，复合顶盖1侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁2内侧上表面三级阶梯结构之间设有弹性胶4并通过拉铆螺母5和螺栓6联结；复合顶盖1的侧边下表面的一级阶梯结构预埋拉铆螺母5，并在车体上悬梁2的三级阶梯结构对应位置设有与拉铆螺母5配合的螺栓孔。

所述轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，使用密封胶3和弹性胶4的粘接工序，将复合顶盖1固定在车体上悬梁2上，因此零部件大幅减少，生产工序缩减，使整体结构重量减轻，实现了轻量化带来的节能、环保的目的。同时安装完成后的复合顶盖1外观平整、流畅、美观，进而具有防潮、密封、隔声、隔热的作用，避免了在生产制造过程中增加功能性特殊工艺来实现密封保温隔热等功能。

进一步的是，所述密封胶3和弹性胶4均为实心结构，其上表面与复合顶盖1粘接，其下表面与车体上悬梁2粘接。复合顶盖1为承载式结构，上部安装有蓄电池箱、空调、电气等设备，当受到设备冲击载荷和车体上悬梁2结构变形的组合载荷工况下，复合顶盖1的全部负载通过其顶部和底部处的密封胶3和弹性胶4传递给车体上悬梁上。由于密封胶3和弹性胶4均为实心结构，以面力形式传递载荷，使得整体结构受力均匀，比其它接头形式的局部点载荷传递力流方式更加合理，因此避免了应力集中现象，能有效的补偿、协调复合顶盖和车体上悬梁的加工制造误差及变形不一致性，同时提高了剪切强度和抗疲劳性能，这也解决了螺栓连接形式中常见的螺杆被剪断的现象。

进一步的是，所述螺栓6肩部与车体上悬梁2之间设有弹性垫圈7。由于复合顶盖1是车体结构重要组成部件之一，考虑极限载荷事故发生时保持车体结构的完整性，避免二次危害的发生，待粘接固化完成后，再通过拉铆螺母5、螺栓6和弹性垫片7结构使复合顶盖1和车体上悬梁2实现二次弹性连接。同时密封胶3和弹性胶4是具有弹性的粘接剂，弹性模量约为钢材或铝合金材料的千分之一。在车辆受到外激扰而产生振动时，密封胶3、弹性胶4和弹性垫圈7起到弹簧的作用，进而有较好的隔振和降噪功能，避免了其它机械连接产生振动异响的情况。

所述轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，可根据实际车辆运行环境参数、车顶设备布置、重量以及车体上悬梁接口结构，可以设计密封胶和弹性胶的厚度、宽度以及铆螺栓数量，实现更优越的力学特性、轻量化、减振降噪、被动安全的效果。

Claims (3)

1.一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，包括复合顶盖（1）、车体上悬梁（2），其特征在于：车体上悬梁（2）内侧上表面为三级阶梯结构，外侧为不等边直角结构的金属型材，侧边下表面为二级阶梯结构，复合顶盖（1）侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁（2）内侧上表面二级阶梯结构之间通过密封胶（3）粘接，复合顶盖（1）侧边下表面的一级阶梯结构与车体上悬梁（2）内侧上表面三级阶梯结构之间设有弹性胶（4）并通过拉铆螺母（5）和螺栓（6）联结；复合顶盖（1）的侧边下表面的一级阶梯结构预埋拉铆螺母（5），并在车体上悬梁（2）的三级阶梯结构对应位置设有与拉铆螺母（5）配合的螺栓孔；所述密封胶（3）和弹性胶（4）均为实心结构，它们的上表面与复合顶盖（1）接触，下表面与车体上悬梁（2）接触。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构，其特征在于：所述螺栓（6）的顶部穿过车体上悬梁（2）的螺栓孔并通过拉铆螺母（5）与复合顶盖（1）固定，螺栓（6）肩部与车体上悬梁（2）之间设有弹性垫圈（7）。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆用复合顶盖的粘铆安装结构复合顶盖（1）为一种轻质高强的三明治夹层复合结构。

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