本發明涉及一種轉向架包覆底板,屬于轉向架包覆結構領域。
背景技術:
1、傳統的轉向架區域大多為局部包覆結構,多采用鋁型材拼焊而成,主要用于車下設備防護和實現美觀的效果,無底部包覆結構,減阻效果可忽略不計。但高速動車運行速度高,轉向架底部如無任何遮擋,動車高速運行時氣流會直接從底部進入轉向架內,地面上砂石、顆粒物等異物容易被氣流帶起進入轉向架內部,撞擊轉向架的管路、電線等部件,使部件表面產生凹坑進而影響其強度,縮短其使用壽命,而且氣流經過轉向架區域時,受到較大的氣動阻力,會降低轉向架區域的氣動性能,影響車輛運行能耗。現有體系中為保護轉向架結構并降低動車組運行阻力,會在轉向架的底部設置包覆結構,對整個轉向架底部進行遮蔽,使氣流經過轉向架底部時,無法進入轉向架內部,直接經包覆底板導流至車體外部,以防止異物進入并降低空氣阻力。但現有的轉向架包覆底板存在以下缺陷:
2、1.金屬材質的包覆底板重量較大,增加整車質量,與整車重量的輕量化需求不符,而復合材料的包覆底板雖重量輕,但質量受材質和成型工藝的影響,使得包覆底的整體性差且耐沖擊性能有限,在動車高速行進時如遭遇異物沖擊容易被擊穿,可靠性不高。
3、2.轉動架的輪對需從包覆底板中伸出,在動車進行緊急剎車時轉向架上的輪對會產生高溫,包覆底板受到的熱輻射溫度很高,輪對伸出位置容易因升溫變形或破損,影響對轉向架底部遮蔽和導流氣流的效果,也會縮短包覆底板的使用壽命。
技術實現思路
1、本發明提供的轉向架包覆底板及其成型方法,有效降低包覆底板在動車高速行進時被異物沖擊擊穿概率,提高包覆底板對轉向架底部遮蔽保護和氣流導向的可靠性,檢測門不僅具有良好的抗沖擊性能還具有優越的耐高溫特性,可有效抵御輪對的高溫輻射,降低檢測門變形或破損的概率,從而提高包覆底板的工況適應性,并延長其使用壽命。
2、為達到上述目的,本發明采用的技術方案是:
3、轉向架包覆底板,由多個底板拼合而成,每個底板分別與轉向架相應接口對接,在輪對位置相應的底板上安裝檢測門,檢測門上開設供輪對穿過的通孔,其特征在于:底板包括骨架和覆蓋骨架上的抗沖擊蒙皮組成,抗沖擊蒙皮由芳綸纖維預浸料成型,檢測門包括骨架和覆蓋在骨架上的耐高溫蒙皮,耐高溫蒙皮由雙馬來酰亞胺樹脂和芳綸纖維制成的預浸料成型。
4、優選的,所述的骨架由鋁型材焊接形成,相鄰鋁型材的焊接處鉚接不銹鋼拉繩。
5、以上所述的轉向架包覆底板的成型方法,包括以下步驟:
6、首先,根據底板和檢測門的形狀和尺寸分別制作相應的骨架;
7、然后,采用預浸料成型工藝制作蒙皮,分別制得抗沖擊蒙皮和耐高溫蒙皮;
8、接著,將抗沖擊蒙皮用粘接劑粘接在骨架上并用鉚釘將抗沖擊蒙皮和骨架釘緊形成底板,將耐高溫蒙皮用粘接劑粘接在骨架上并用鉚釘將耐溫蒙皮和骨架釘緊形成檢測門;
9、之后,檢測門一端用鉸鏈連接在輪對位置相應的底板上,檢測門另一端用螺栓與輪對位置相應的底板連接,將檢測門裝在輪對位置相應的底板上;
10、最后,將底板分別與轉向架的接口對接,各底板在轉向架底部拼合形成轉向架包覆底板。
11、優選的,采用預浸料成型工藝制作蒙皮的具體步驟是:
12、步驟一:根據抗沖擊蒙皮或耐高溫蒙皮的厚度確定所需預浸料的數量;
13、步驟二:準備干凈模具,并根據底板或檢測門的形狀和尺寸載剪出相應形狀和尺寸的預浸料;
14、步驟三:預浸料分階段鋪層并固化的方式制得蒙皮;
15、步驟四:進行蒙皮機加工,得到蒙皮成品。
16、優選的,“預浸料分階段鋪層并固化的方式制得蒙皮”的具體過程是:
17、一次鋪層固化:先在模具中鋪設預浸料,鋪設層數為確定的所需預浸料數量的一半,再在預浸料上依次脫模布,隔離膜,透氣氈后固化,出模得到一次固化成品;
18、二次鋪層固化:對一次固化成品進行表面平整度清理后將其放于模具中再將剩余預浸料鋪設在一次固化成品上,在預浸料上脫模布,隔離膜,透氣氈后固化,出模得到蒙皮。
19、優選的,一次鋪層前在模具中鋪設條狀脫模布,使條狀脫模布夾在底層預浸料與模具內壁之間。
20、優選的,一次鋪層前對各預浸料進行打孔,打孔位置與蒙皮機加工時開孔位置相對應。
21、優選的,固化的具體過程為:
22、首先,使用密封膠條將模具密封,貼上真空袋封口打袋再抽真空并測保壓,保壓30s后降壓≤0.1kpa為合格,否則不合格需重新對模具密封;
23、然后,模具進入烘箱固化,固化條件為常溫下升溫半小時到達80℃并保溫1小時,再升溫半小時到達140℃并保溫2.5小時,固化結束后降溫至60℃以下出模。
24、發明的有益效果是:
25、本發明的轉向架包覆底板,底板包括骨架和抗沖擊蒙皮,抗沖擊蒙皮由芳輪纖維預浸料成型,利用芳綸纖維優越的耐沖擊特性,并將抗沖擊蒙皮與骨架組合保證包覆底板的強度及剛度,有效降低包覆底板在動車高速行進時被異物沖擊擊穿概率,提高包覆底板對轉向架底部遮蔽保護和氣流導向的可靠性,在滿足整車輕量需求的基礎上提高包覆底板的可靠性;在輪對位置相應的底板上安裝檢測門,檢測門中的耐高溫蒙皮由雙馬來酰亞胺樹脂和芳綸纖維制成的預浸料成型,利用雙馬來酰亞胺樹脂優越的耐溫特性,使檢測門不僅具有良好的抗沖擊性能還具有優越的耐高溫特性,使檢測門可有效抵御輪對的高溫輻射,降低檢測門變形或破損的概率,從而提高包覆底板的工況適應性,并延長其使用壽命,而且在輪對位置設置檢測門,使包覆底板中工況最惡劣位置處于檢測門位置,利用檢測門更換方便的特點,可根據需求進行及時更換,以保證包覆底板的完整性,從而保證對轉向架底部遮蔽和導流氣流的效果。
26、在蒙皮形成的過程中先鋪設并固化一半的芳綸纖維預浸料,再將另一半的預浸料鋪設在一次固化成品上再進行固化,通過分階段進行鋪層,并在每次鋪層進行固化,逐層增強層間的結合力,減少最終固化時的內應力,從而減少分層的風險,多次固化可讓每一層在固化時更緊密地結合,避免一次性固化時產生的應力集中,強層間結合力,減少分層,改善蒙皮的成型工藝,提高固化質量,從而提高蒙皮的整體性能,提高蒙皮質量。
1.轉向架包覆底板,由多個底板拼合而成,每個底板分別與轉向架相應接口對接,在輪對位置相應的底板上安裝檢測門,檢測門上開設供輪對穿過的通孔,其特征在于:底板包括骨架和覆蓋骨架上的抗沖擊蒙皮組成,抗沖擊蒙皮由芳綸纖維預浸料成型,檢測門包括骨架和覆蓋在骨架上的耐高溫蒙皮,耐高溫蒙皮由雙馬來酰亞胺樹脂和芳綸纖維制成的預浸料成型。
2.根據權利要求1所述的轉向架包覆底板,其特征在于:所述的骨架由鋁型材焊接形成,相鄰鋁型材的焊接處鉚接不銹鋼拉繩。
3.權利要求1或2所述的轉向架包覆底板的成型方法,包括以下步驟:
4.根據權利要求3所述的轉向架包覆底板的成型方法,其特征在于:采用預浸料成型工藝制作蒙皮的具體步驟是:
5.根據權利要求4所述的轉向架包覆底板的成型方法,其特征在于:“預浸料分階段鋪層并固化的方式制得蒙皮”的具體過程是:
6.根據權利要求5所述的轉向架包覆底板的成型方法,其特征在于:一次鋪層前在模具中鋪設條狀脫模布,使條狀脫模布夾在底層預浸料與模具內壁之間。
7.根據權利要求5所述的轉向架包覆底板的成型方法,其特征在于:一次鋪層前對各預浸料進行打孔,打孔位置與蒙皮機加工時開孔位置相對應。
8.根據權利要求5所述的轉向架包覆底板的成型方法,其特征在于:固化的具體過程為: