城市軌道車輛在保證車輛本體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,本著節(jié)約能源的角度,不承受載荷的零部件需要盡可能的輕量化,保證車輛的能量盡可能少的消耗在重量上,玻璃鋼制品憑借其重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐老化、易加工的優(yōu)點(diǎn)在軌道車輛上已經(jīng)逐步代替金屬制品得到了廣泛的應(yīng)用。
1 玻璃鋼制品的特點(diǎn)
1)輕質(zhì)量高強(qiáng)度,只有碳鋼的1/4的質(zhì)量。
2)玻璃鋼系非均質(zhì)材料,吸收沖擊能量的性能較好,發(fā)生碰撞時(shí)可減少對(duì)人體的傷害。
3)振動(dòng)衰減性能優(yōu)于金屬,降低噪音效果較好。
4)玻璃鋼材料制品一般為一次成型,設(shè)計(jì)靈活,尤其適用于產(chǎn)品的流線型設(shè)計(jì)與變厚度的設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)的更改有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
5)線脹系數(shù)為1.5-2.0X10-5/0C,與金屬非常接近,而熱導(dǎo)率比金屬低,因此在有溫差時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力比金屬小。適用的溫度范圍大。
6)玻璃鋼件的組要組成成分為惰性材料,耐酸堿腐蝕性能較好。
7)玻璃鋼材料具有良好的電絕緣性,并在高頻下保持良好的介電性能。
2 玻璃鋼制品在軌道車輛上的應(yīng)用范圍
玻璃鋼制品在軌道車輛上的應(yīng)用主要有兩個(gè)部位:車外和車內(nèi)。
1)車輛外部可制作成流線型疏導(dǎo)風(fēng)力的如群板,上部導(dǎo)流罩,動(dòng)車/高鐵開閉罩、衛(wèi)生間模塊等。
2)車輛內(nèi)部形狀要求復(fù)雜及美觀的墻板、門邊罩板。
3 玻璃鋼制品的在軌道車輛上應(yīng)用的特點(diǎn)
1)底架裙板。裙板安裝在司機(jī)室下前端位置,玻璃鋼制品的群板為了在一定程度上保護(hù)車輛運(yùn)行過程中飛濺的雨水、灰塵不對(duì)對(duì)底架零部件造成沖擊,同時(shí)美化了車輛司機(jī)頭的整體造型。
2)上部導(dǎo)流罩、開閉罩等。導(dǎo)流罩安裝在車輛上部?jī)蓚?cè),在車輛運(yùn)行以及經(jīng)過隧道的過程中,對(duì)氣流進(jìn)行疏導(dǎo),減少空氣阻力對(duì)車輛的作用,降低車輛的能源消耗,并且對(duì)車頂?shù)脑O(shè)備有一定的保護(hù)作用,同時(shí)車輛外觀整體美觀度也得到了提高。
開閉罩對(duì)軌道車輛司機(jī)頭起氣流疏導(dǎo)的作用,不承受載荷,并且在必要的時(shí)候需要反復(fù)開閉零活,這就需要開閉罩使用重量輕,成型好的材質(zhì)進(jìn)行制作。
3)客室內(nèi)部側(cè)墻板以及門邊罩板。內(nèi)部側(cè)墻板以及門邊罩板在任何方向上不受力,只承受自身重力,可以使用玻璃鋼制來制作,并且在車輛運(yùn)行過程中,車輛振動(dòng)對(duì)墻板造成的異響較金屬件小很多,增加了乘客的乘坐舒適性,并且,由于玻璃鋼的可塑性很高,可以根據(jù)需要進(jìn)行各種形狀的壓模塑造。
4)軌道車輛玻璃鋼制品裝配工藝。由于車輛各個(gè)零部件在生產(chǎn)制造過程中存在一定的公差,同時(shí)在裝配過程中也同樣存在裝配公差,這就造成裝配結(jié)束后的美觀的要求達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。由于玻璃鋼件易切割打磨,所以綜合考慮各處的公差要求,在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中將玻璃鋼件的公差適量放大,在后續(xù)的裝配過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要研配(切割、打磨)。
由于玻璃鋼件切割打磨過程中會(huì)產(chǎn)生較多的粉塵,對(duì)操作人員存在較大的傷害,同時(shí)也污染周圍環(huán)境,所以玻璃鋼件的研配過程需要在特定的房間內(nèi)進(jìn)行,該房間需要配備專門的抽風(fēng)吸塵設(shè)備,必須能夠排除切割打磨過程中產(chǎn)生的粉塵。并且該房間需要建立在生產(chǎn)廠房附近,以減少來回搬運(yùn)的時(shí)間,增加工作效率。
5)軌道車輛玻璃鋼制品的發(fā)展。玻璃鋼材料加工能耗低、質(zhì)量輕但強(qiáng)度高,設(shè)計(jì)自由度大,不銹蝕,成型工藝性好,具有不可比擬的物理機(jī)械性能,制品件不易變形,機(jī)械性能與熱變形溫度要求高,耐化學(xué)藥品性能優(yōu)越,且價(jià)格低廉,制品件的外觀質(zhì)量較好,在汽車工業(yè)上已經(jīng)進(jìn)行了大批量的使用,今后在城市軌道交通的應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越廣泛。
但是玻璃鋼在制作后的保持工藝要求較高,容易發(fā)生收縮變形,需要進(jìn)一步的提高。