轨道交通车辆的耐火轮罩及其制作方法与流程

本发明涉及一种轨道车辆设备舱轮罩，具体是轨道交通车辆的耐火轮罩及其制作方法。

背景技术：

跨坐式单轨车辆为轨道交通车辆的一种型式，车辆采用橡胶轮胎跨行于梁轨合一的轨道梁上，除走行轮外，在转向架两侧装有导向轮和稳定轮，夹行于轨道梁两侧，保证车辆沿轨道安全平稳运行。走行轮、导向轮和稳定轮等轮子是车辆的关键部件，需要保护和定期维护，因此在车体底部、轮子上方设置了轮罩。轮罩的主要作用是将底部转向架区域和客室区域隔离。轮罩还能保证车辆在运行过程中跟随轮胎产生的飞溅物不会进入客室内。但是当出现爆胎情况，底部强烈的冲击力容易对轮罩自身造成损害，以及冲破轮罩进入客室；在发生火灾时，车辆底部的火焰和毒气容易穿过轮罩进入客室。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是爆胎或火灾时，容易对轮罩和客室产生伤害，为了解决该问题，本发明提供轨道交通车辆的耐火轮罩及其制作方法，其能隔绝爆胎时的冲击力，避免冲击力对轮罩自身和客室造成损害，在发生火灾时，轮罩还能避免车辆底部的火焰和毒气进入客室内。

本发明的内容为轨道交通车辆的耐火轮罩，包括中空的轮罩主体，轮罩主体为纤维增强酚醛树脂板，轮罩主体内部填充复合夹芯板，复合夹芯板有隔板和两个夹芯，隔板位于两个夹芯之间。

进一步地，所述的轮罩主体由两个面板构成。

进一步地，所述的隔板和两个夹芯通过胶粘接为一体。

进一步地，所述的轮罩主体的侧面开设检修口，检修口上配合安装固定座，固定座上开设螺纹接口，固定座上安装检修盖，检修盖与螺纹接口配合连接且能够封闭螺纹接口。

进一步地，所述的检修盖中空，检修盖为纤维增强酚醛树脂板，检修盖内部分别填充两个纤维增强酚醛树脂发泡层压板和一个纤维增强酚醛树脂隔板，纤维增强酚醛树脂隔板位于两个纤维增强酚醛树脂发泡层压板之间。

进一步地，所述的固定座有环状钢板和覆盖板，覆盖板覆盖在环状钢板上，环状钢板上设置数个钢螺柱，钢螺柱的一端穿出覆盖板并与检修盖螺纹连接。

进一步地，所述的轮罩主体的底部周圈和检修口周圈均安装防火膨胀密封条和可压缩的泡棉胶条。

进一步地，所述的轮罩主体的侧面设置第一螺纹接口装置，第一螺纹接口装置有第一钢板和第一覆板，第一覆板覆盖在第一钢板上并与轮罩主体的侧面连接，第一钢板上设置数个第一螺柱，第一螺柱的一端穿出第一覆板。

进一步地，所述的轮罩主体的顶面设置第二螺纹接口装置，第二螺纹接口装置有第二钢板和第二覆板，第二覆板覆盖在第二钢板上并与轮罩主体的顶面连接，第二钢板上设置数个第二螺柱，第二螺柱的一端穿出第二覆板。

轨道交通车辆的耐火轮罩的制作方法，包括以下步骤：

①根据轮罩主体内腔表面的尺寸制作模具；

②两个夹芯和隔板连接形成复合夹芯板；

③铺内层玻璃纤维布，放置复合夹芯板，铺外层玻璃纤维布；

④按比例配置酚醛树脂和固化剂，并将混合好的树脂及固化剂注入模具；

⑤将模具放入固化炉或热压罐，加压加热固化树脂；

⑥冷却后取出轮罩主体。

本发明的有益效果是，本发明通过在酚醛树脂材质的轮罩主体内填充复合夹芯板，具有轻质高强、结构耐火和隔热等优点，能够在出现爆胎情况，隔绝底部强烈的冲击力进入客室，也不对轮罩自身造成损害，在发生火灾时能避免车辆底部的火焰和毒气进入客室。

附图说明

附图1为本发明轮罩主体的结构示意图；

附图2为本发明的结构示意图；

附图3为本发明轮罩主体的截面示意图；

附图4为本发明的检修盖与轮罩主体连接结构示意图；

附图5为本发明的检修盖与轮罩主体的局部放大结构示意图；

附图6为本发明的第一螺纹接口装置与轮罩主体连接结构示意图；

附图7为本发明的第二螺纹接口装置与轮罩主体连接结构示意图；

附图8为本发明的环状钢板的结构示意图；

附图9为本发明的第一钢板的结构示意图。

在图中，1、轮罩主体2、固定座3、检修盖4、第一螺纹接口装置5、第二螺纹接口装置6、防火膨胀密封条7、可压缩的泡棉胶条8、钢螺柱9、封闭型抽芯铆钉11、复合夹芯板12、面板21、环状钢板22、覆盖板41、第一钢板42、第一覆板43、第一螺柱44、第一封闭型抽芯铆钉51、第二钢板52、第二覆板43、第二螺柱44、第二封闭型抽芯铆钉111、隔板112、夹芯211、第一螺纹孔212、第一减重槽411、第二螺纹孔412、第二减重槽。

具体实施方式

如附图1-9所示，轨道交通车辆的耐火轮罩，包括中空的轮罩主体1，轮罩主体1为纤维增强酚醛树脂板，轮罩主体1内部填充复合夹芯板11，复合夹芯板11有隔板111和两个夹芯112，隔板111位于两个夹芯112之间。酚醛树脂具有耐高温性特性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。纤维增强酚醛树脂板由玻璃纤维布、酚醛树脂和固化剂真空灌注而成。夹芯112的密度在280kg/m³以下，适用于制作复合材料夹层结构的芯材；纤维增强酚醛树脂板的密度在1500～2000kg/m³，适用于制作复合材料夹层结构的面板。因此，上述结构具有轻质高强、结构耐火和隔热等优点，其重量大大降低，弥补了现有技术中因耐火能力的不足，需要在轮毂罩内腔表面再涂一层防火涂料，产品重量会有所上升的不足，以及在使用过程中防火涂层存在脱落、减薄的可能，导致耐火性能降低的不足。酚醛树脂具有高残碳率，有利于维持酚醛树脂的结构稳定性，能够有效阻止火焰蔓延。酚醛树脂具有低烟低毒的优势，在燃烧分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。隔板111可以为纤维增强酚醛树脂板，其能够进一步提升耐火隔热性能。夹芯112是一种纤维增强酚醛树脂发泡复合材料，其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物。轮罩主体1内部填充部分采用“芯材-隔板-芯材”的复合夹芯板11，相比单层很厚的芯材，复合夹芯板11增加了强度及耐火性能，在高温下更不易烧穿。通过调整轮罩主体1和内部填充物的总厚度及厚度分布、夹芯的密度，可以满足15分钟、20分钟、30分钟不同等级的结构耐火性能要求，兼顾轻量化和强度刚度要求。轮罩主体1的壁厚为30～50mm，隔板111的厚度为1～4mm，夹芯112的厚度为12～18mm。

所述的轮罩主体1由两个面板12构成。面板12的厚度为3～7mm，密度在1500～2000kg/m³。两个面板12夹持复合夹芯板11的结构，相当于把原来的五层夹层结构变为三层夹层结构，降低了铺层和树脂罐注成型难度。

所述的隔板111和两个夹芯112通过胶粘接为一体。这种结构使得隔板111和两个夹芯112更方便连接且连接稳定，降低了铺层和树脂罐注成型难度。

走行轮、导向轮和稳定轮等轮子是车辆的关键部件，需要保护和定期维护，为了便于进行维护，所述的轮罩主体1的侧面开设检修口，检修口上配合安装固定座2，固定座2上开设螺纹接口，固定座2上安装检修盖3，检修盖3与螺纹接口配合连接且能够封闭螺纹接口。轮罩主体1在检修盖3打开时能方便的让工作人员对行走部进行检修。检修盖3采用可拆卸的螺纹连接方式，可以方便工作人员频繁的检修。

所述的检修盖3中空，检修盖3为纤维增强酚醛树脂板，检修盖3内部分别填充两个纤维增强酚醛树脂发泡层压板和一个纤维增强酚醛树脂隔板，纤维增强酚醛树脂隔板位于两个纤维增强酚醛树脂发泡层压板之间。这种结构能够使得检修盖3在将检修口封闭后，也能够防冲击、火焰和毒气。检修盖3中间部分的剖面结构为“面板-芯材-面板-芯材-面板”夹层结构。检修盖3的两个侧壁的厚度为5～7mm，纤维增强酚醛树脂隔板的厚度为2～4mm，纤维增强酚醛树脂发泡层压板的厚度为12～18mm。

检修盖3的底部周圈和检修口周圈均安装防火膨胀密封条和可压缩的阻燃胶条，以便于在高温燃烧时能有效隔绝火焰和烟气。检修盖3底部周圈设有法兰边，法兰边上开设有多个螺栓孔。防火膨胀密封条和可压缩的阻燃胶条与法兰边连接。

检修盖3四周表面有多个螺栓孔，孔位与钢螺柱8位置对齐，通过平垫圈、弹簧垫圈和螺母紧固。

所述的固定座2有环状钢板21和覆盖板22，覆盖板22覆盖在环状钢板21上，环状钢板21上设置数个钢螺柱8，钢螺柱8的一端穿出覆盖板22并与检修盖3螺纹连接。环状钢板21和覆盖板22用胶粘接。覆盖板22胶接在轮罩主体1外表面，再在轮罩主体1外表面配钻盲孔，用封闭型抽芯铆钉9铆接固定，铆钉和覆盖板22顶部放置了平垫圈，铆钉的拉铆位置为轮罩主体1外表层面板。环状钢板21的顶面内外四周倒角处理，并在环状钢板21上加工第一螺纹孔211和第一减重槽212以降低重量。覆盖板22为纤维增强酚醛树脂板。第一减重槽212内填充夹芯芯材并与覆盖板22胶接，以便提升防冲击、火焰和毒气性能。

所述的轮罩主体1的底部周圈安装防火膨胀密封条6和可压缩的泡棉胶条7。在高温燃烧时，防火膨胀密封条6和可压缩的泡棉胶条7能有效隔绝火焰和烟气，避免其通过检修口进入客室。

为了便于为车上的座椅、扶手提供安装接口，所述的轮罩主体1的侧面设置第一螺纹接口装置4，第一螺纹接口装置4可以为多个，多个第一螺纹接口装置4可以设置在轮罩主体1的一侧，也可以设置在轮罩主体1的两侧。第一螺纹接口装置有第一钢板41和第一覆板42，第一覆板42覆盖在第一钢板41上并与轮罩主体1的侧面连接，第一钢板41上设置数个第一螺柱43，第一螺柱43的一端穿出第一覆板42。这种结构能够使得第一螺柱43固定牢固，从而便于为车上的座椅、扶手提供安装接口。第一钢板41和第一覆板42能够增加受力面积，且提供缓冲，防止第一螺柱43直接固定在轮罩主体1上时对轮罩主体1造成的磨损。第一钢板41和第一覆板42用胶粘接。第一覆板42胶接在轮罩主体1外表面，第一覆板42为纤维增强酚醛树脂覆板，其对应轮罩主体1的内表层的纤维增强酚醛树脂板区域局部加厚4～6mm。再在轮罩主体1外表面配钻盲孔，用第一封闭型抽芯铆钉44铆接固定，第一封闭型抽芯铆钉44和第一覆板42顶部放置了平垫圈，铆钉的拉铆位置为轮罩主体1外表层面板。第一钢板41为矩形结构，第一钢板41顶面四周倒角处理并加工第二螺纹孔411和第二减重槽412以降低重量。第二减重槽412内填充夹芯芯材并与第一钢板41胶接，以便提升防冲击、火焰和毒气性能。

为了便于为车上的座椅、扶手提供安装接口，所述的轮罩主体1的顶面设置第二螺纹接口装置5，第二螺纹接口装置5可以为多个。第二螺纹接口装置5有第二钢板51和第二覆板52，第二覆板52覆盖在第二钢板51上并与轮罩主体1的顶面连接，第二钢板51上设置数个第二螺柱53，第二螺柱53的一端穿出第二覆板52。这种结构能够使得第二螺柱53固定牢固，从而便于为车上的座椅、扶手提供安装接口。第二钢板51和第二覆板52能够增加受力面积，且提供缓冲，防止第二螺柱53直接固定在轮罩主体1上时对轮罩主体1造成的磨损。第二钢板51和第二覆板52用胶粘接。第二覆板52胶接在轮罩主体1外表面，再在轮罩主体1外表面配钻盲孔，用第二封闭型抽芯铆钉54铆接固定，第二封闭型抽芯铆钉54和第二覆板52顶部放置了平垫圈，铆钉的拉铆位置为轮罩主体1外表层面板。第二覆板52为纤维增强酚醛树脂覆板，第二覆板52对应轮罩主体1内表层的纤维增强酚醛树脂板区域局部加厚4～6mm。第二钢板51为矩形结构，顶面四周倒角处理，加工螺纹孔和减重槽。减重槽内填充夹芯芯材并与第二钢板51胶接，以便提升防冲击、火焰和毒气性能。

检修盖3四周表面有多个螺栓孔，孔位与螺杆位置对齐，通过平垫圈、弹簧垫圈和螺母紧固。

实施例1，轨道交通车辆的耐火轮罩的制作方法，包括以下步骤：

①根据轮罩主体1内腔表面的尺寸制作模具；

②两个夹芯112和隔板111连接形成复合夹芯板11；

③铺内层玻璃纤维布，放置复合夹芯板11，铺外层玻璃纤维布；

④按比例配置酚醛树脂和固化剂，并将混合好的树脂及固化剂注入模具；

⑤将模具放入固化炉或热压罐，加压加热固化树脂；

⑥冷却后取出轮罩主体1。

实施例2，轨道交通车辆的耐火轮罩的制作方法，包括以下步骤：

(1)轮罩主体1的制作：

s1.根据轮罩主体1内腔表面制作下模，根据轮罩主体1的检修口尺寸制作活动镶块。

s2.制作复合夹芯板11：用两个夹芯112和隔板111胶接为“芯材-隔板-芯材”型式，再根据排版下料图雕刻出外形、倒角、开孔等特征。

s3.铺层：清洁模具表面，放置并定位活动镶块；铺内层玻璃纤维布，放置复合夹芯板11，铺外层玻璃纤维布；设置导流装置，打袋压。

s4.树脂灌注：按比例配置酚醛树脂和固化剂，通过导流装置和抽真空设备将混合好的树脂及固化剂注入模具。

s5.固化：将模具放入固化炉或热压罐，加压加热固化树脂。

s6.冷却后取出轮罩主体1，加工法兰边和螺栓孔。

(2)检修盖3的制作：

s1.将检修盖3沿中性面拆分为左件和右件，本实施例的左件和右件是一样的，根据左(右)件外表面制作下模。

s2.芯材下料：根据下料图雕刻出外形和倒角。

s3.铺层：清洁模具表面，铺下层玻璃纤维布，放置三层纤维增强酚醛树脂和两层夹芯，再铺外层玻璃纤维布；设置导流装置，打袋压。

s4.树脂灌注：按比例配置酚醛树脂和固化剂，通过导流装置和抽真空设备将混合好的树脂及固化剂注入模具。

s5.固化：将模具放入固化炉或热压罐，加压加热固化树脂。

s6.冷却后取出左(右)件，加工边缘。

s7.将左件和右件胶接一起，加工螺栓孔。

(3)覆盖板22、第一覆板42和第二覆板52的制作：

s1.根据覆盖板22、第一覆板42和第二覆板52的外表面制作下模，根据内表面制作镶块。

s3.铺层：清洁模具表面，铺下层玻璃纤维布，倒置放镶块；设置导流装置，打袋压。

s4.树脂灌注：按比例配置酚醛树脂和固化剂，通过导流装置和抽真空设备将混合好的树脂及固化剂注入模具。

s5.固化：将模具放入固化炉或热压罐，加压加热固化树脂。

s6.冷却后移除镶块取下工件，加工边缘，钻铆钉孔。

覆盖板22、第一螺纹接口装置4与第二螺纹接口装置5的粘接方法一致，下述步骤为第一螺纹接口装置4的粘接方法。

(4)粘接第一螺纹接口装置4：

s1.第一螺柱43旋入第一钢板41上的第二螺纹孔411，并将第一螺柱43的端部与第一钢板41焊接后打磨平齐；第一钢板41表面喷砂处理。

s2.第一覆板42上开设数个通孔，第一螺柱43穿过对应的通孔后，第一螺柱43在对应的通孔内与第一覆板42用结构胶胶结一起，第一钢板41上的第二减重槽412内填充芯材并与第一钢板41胶接。

s3.第一覆板42和第一钢板41表面涂结构胶，粘接至轮罩主体1外表面。

s4.轮罩主体1外层表面配钻铆钉孔，用平垫圈、铆钉固定住第一覆板42，常温下固化结构胶。

(5)装配检修盖：

s1.检修口上的覆盖板22上表面、内侧斜面和内侧边缘粘贴防火膨胀密封条6。

s2.检修口边缘粘接泡棉胶条7。

s3.检修盖3盖在检修口上，放平垫圈、弹簧垫圈和螺母并拧紧螺母。

(6)在轮罩主体1的法兰边内侧粘接防火膨胀密封条6和泡棉胶条7。

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