行李车双开侧拉门设计改进

于晓勇，陈丽雯，王永成

(1.中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司 客车检修事业部，河北 唐山 063035;2.中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司 产品及技术研发中心，河北 唐山 063035;3.中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司 动车检修事业部，河北 唐山063035)*

0 引言

随着铁路货车向重载快捷方向的发展［1-2］，货车的运行速度在不断提高，这在一定程度上增加了行李车及行包车的故障率.我国行李车及行包车侧拉门故障是行李车及行包车主要故障之一［3-4］，主要是车门开闭困难、刚度不足导致较大变形等原因，侧拉门是影响行李车及行包车安全可靠运行的主要问题之一.

随着车辆提速原有行李车侧拉门仍在沿用22型车传统结构，难以适应提速后运行的需求，大拉门经常出现故障、发生质量问题，影响安全运输.文献［5］对25型行李车、行包车双开侧拉门下滑道承载结构进行了创新设计，提高了侧拉门的可靠性和安全性.本文通过对原有行李车侧拉门运用情况调研分析，找出原有结构存在惯性质量问题的根源，提出优化方案，进行结构特点对比分析，设计了新的模块化侧拉门结构.运用实践表明，新的模块化侧拉门提高了车辆运行的安全可靠性，同时也提高了装卸效率.

1 运用现状分析

行李车双开侧拉门结构近几十年一直沿用22型车的上滑道橡胶轮滚动、悬吊门体，下滑道起导向作用的结构型式，尤其是在车辆提速后，原结构经常发生胶轮易损掉道，门体拉动费力，限位不力，整体密封性、防雨、防水及平稳性能差、锁闭不严等惯性质量问题.为满足车辆安全运行的需求，解决原有22型车侧拉门存在的问题，对其新型侧拉门结构进行了模块化设计及安装，其特点为三角型断面下滑道承载、上部尼龙侧向滚轮导向，滚动轴承钢轮与门体组装为一体，优化排水、密封结构，改进门体锁紧限位型式，提高了车辆运行时大门结构的平稳性及使用的方便性、可靠性.

行李车新型双开侧拉门结构，经过提速行李车、行包车多年的运行考验，其结构性能稳定、功能可靠，采用横向插杆楔铁式锁闭，并具有拉紧功能，防盗、操作简单方便，拉动灵活、振动噪声小、隔热性能、密封防雨、防水性能等明显提高，彻底解决了原有22型车结构的惯性质量问题.

2 原22型行李车侧拉门结构及特点

2.1 结构分析

原行李车拉门车体钢口尺寸为1 700 mm×1 975 mm，两扇门体加小部件总重约250 kg，用橡胶轮悬臂悬吊在上滑道上，上端设限位挡，下端设两个插销，中间设搭钩拉门锁.车辆高速运行时其悬臂吊装的门体上端处于高位摆动，下端处于与滑道碰撞的受力状况，胶轮受到蠕变压溃力的作用，极易损坏零部件及影响安全运行的可靠性.现用小型叉车从拉门口开进开出行李间，代劳手工搬运，节省劳动力，提高装卸效率，但对拉门口铁地板及下滑道的结构型式能否承受叉车载重及滚轧提出了新的课题.为此针对运营中存在的问题，对原有结构进行分析，如图1所示.

图1 原拉门侧向剖视结构图

2.2 特点分析

(1)采用上滑道承载，双向移动方式.每扇门体上部安装有两个悬臂悬吊橡胶轮，在铝型材上滑道上滚动.胶轮在门体重压下，极易压溃变形掉道.下滑道采用挡条式铝型材结构，凸装在钢口门坎护台上，只起导向及限制门体下部横向摆动的作用，但运行时易产生碰撞、噪声.铝型材结构只改善了防腐情况，但不抗外力冲击、磕碰及叉车滚轧.两端及门口处设排水孔;

(2)门体组成为35 mm(厚)×14 mm的矩型小钢管骨架，内外两侧分别为1.5 mm的耐候钢板，内外板夹层填满防寒材，钢管骨架内不具填充防寒材的空间，且骨架钢管断面小，设置较密，整体强度、刚度、平面度及焊接性能较差.经计算原结构单扇门体的传热系数为1.96 W/m2·k;

(3)每扇门体上部设有限位挡，各门下端设有定位插销.因门体为上部偏心悬挂承载，当受到外部冲击力作用时，门体重力、惯性力等纵向冲动较大，导致上部限位挡受力较大，损坏较多.车内设有搭钩及搭钩拉门锁，但没有拉紧功能，两扇门体不能联为一体抗外力;

(4)两扇门体间采用凹凸胶条插接为一体，门体两侧与钢口框间密封采用胶条与门体对接式结构，两扇门体与密封胶条有间隙，整体密封效果、美观性较差.如图2所示;

图2 原拉门俯向剖视结构图

(5)拉门钢口尺寸为1 700 mm×1 975 mm，下部钢口设有门坎护台，在其上安装下滑道的同时影响了高度通过尺寸.门坎护台与行李间铁地板相差40 mm，下滑道上沿与行李间铁地板相差60 mm，通行不便，且须加40 mm厚竹材层压板地板垫平，上下滑道均为铝型材材质，提高了材料、人工成本.

通过对22型行李车侧拉门结构特点分析，找到解决问题的突破口，为创新结构设计提供了第一手资料.

3 新型侧拉门结构及特点

3.1 结构分析

鉴于对22型侧拉门的结构分析，为方便货物搬运，叉车进出，将增大拉门通过尺寸.将拉门车体钢口尺寸加大到2 500 mm×2 015 mm，每侧两个大门钢口占整个车体钢结构长度的20%，对车体的强度，钢口处应力集中产生不利因素，也将对车体、门体、各部件联结的强度提出严峻的挑战，也是制约整车隔热降噪性能的瓶颈，经计算新结构单扇门体的传热系数为1.87 W/m2·k.门体的隔热性能有较大的改善，相应地隔声性能也有提高.

通过对周边安装环境接口型式分析，减少钢结构应力集中，针对其提速运行时车辆产生的纵向冲击力、振动、噪声、密封等不利的因素，进行模块化设计及安装，简化制造及安装工艺，设计为下滑道承载新结构，改善运行受力状况，提高车门使用性能、密封性能，提高安全运行的可靠性.如图3所示.

图3 拉门关闭状态结构图

3.2 特点分析

(1)采用三角型断面下滑道承载，门体双向移动方式.每扇门体下部安装有两个带防尘轴承的金属滚轮，与下滑道可靠接触滚动运行，减小门体上的晃动，平稳性好.上部为两个带防尘轴承的耐磨尼龙滚轮，在侧面的尼龙垫板上侧向滚动运行，起导向并减小摩擦阻力作用.下滑道卧在边梁与铁地板的排水槽内，槽内两端及门口处设排水孔，便于雨水的排放.下滑道上沿与门坎铁地板平齐，可实现叉车等运输工具无障碍通过，如图4所示;

图4 新拉门侧向剖视结构图

(2)门体组成为35 mm厚的方型薄壁钢管骨架，内外两侧面板分别为1.5 mm的耐候钢板，钢管、内外板夹层内填满防寒材，提高了门体的整体强度、刚度、平面度、及隔热性能，并且采用方型薄壁钢管骨架优于U型钢骨架的隔声效果.对于整车的性能、隔热、隔声及防火性能的提高有改善，它是一项综合性工程.其减振隔音、降噪、隔热等措施贯穿在结构设计中;

(3)每扇门体上部设有限位挡.在门体内侧，各门下端设有定位插销.车内设有门锁鼻，可用带楔插杆锁具锁定并有拉紧功能，以保证其两扇门体间两迷宫式胶条插接为一体，门体两侧与钢口框间的密封为胶条搭接式，锁闭的越紧，整体密封效果就越好，使风沙、雨雪挡于车外，如图5所示;

图5 新拉门侧向剖视结构图

(4)拉门钢口尺寸为2 500 mm×2 015 mm，不设门坎护台，在拉门钢口上框及下边梁结构不变的同时增大了高度通过尺寸，门坎与行李间铁地板平齐便于叉车通行，并节省了40 mm厚竹材层压板地板，降低了整车设计、材料成本，并提高了车门整体密封、防雨、防水性能.

4 安装工艺及性能分析

4.1 模块化安装

(1)三角型断面下滑道，由钢板底座与角钢螺钉联接;底座与车体底架排水槽固定;

(2)门体组成，由35 mm厚的方型薄壁钢管焊接成骨架，每扇门体下部焊接两个支撑架，内外两侧包覆1.5 mm的耐候钢板为面板，钢管、内外板夹层内填满防寒材;设有玻璃窗口;

(3)钢制承载滚轮，由钢制滚轮、防尘滚动深沟球轴承、轴套、端盖及轴等组成;当滚轮、轴承、轴套、端盖装配后，将其与门体下部支撑架用轴联接为一体;

(4)尼龙侧滚轮，由含油耐磨稀土尼龙与滚动轴承铸为一体，轴与轴承配合并与安装板连接为一体，安装于门体的上端;

(5)将挡风胶条按安装尺寸装于门口框上，将滚轮尼龙垫板调整固定在门口上部.用调整垫将三角型断面下滑道调平，固定于排水槽中，并将排水孔打好;

(6)将门体组成与钢制承载滚轮、尼龙侧滚轮，铝型材封边、玻璃及密封条、限位挡、楔铁锁鼻在车下装与门上，整体将其放于下滑道上进行调试;

(7)将滚轮侧挡板装于门口上方，调整防跳螺钉即可.

4.2 性能分析

(1)新结构依据大批行李、行包车辆提速其运行工况较恶劣，车辆及部件受到的外力、冲击力、风压、振动等较大.因此设计时首先应从承载、受力的稳定性、抗冲击、风压等强度、刚度、密封性能等方面着手优化结构，考虑材料的耐候性、成本、维护检修方便、工艺、安装简单，适用于多种运营情况，实现模块化设计及模块化大部件整体装车;

(2)新结构采用了下滑道三角型断面稳定结构形式，实现整体承载，滚动运行.下滑道上沿与铁地板平齐，实现无障碍通过及增大了通过尺寸.门口处设有凹入铁地板下的排水槽、排水孔，使之雨水易于排于车外.门体两侧与钢口框密封采用胶条搭接式结构，拉动灵活、轻便，可靠性、整体密封防雨、防水性能显著提高，经淋雨试验效果较好，锁闭安全、方便可靠;

(3)解决了原有行李车大拉门结构诸多惯性质量问题.上滑道承载、吊挂门体抗冲击力差，门体重、胶轮易变形、易坏，运行时易掉道，拉动不灵.上部门挡、下部插销限位不力.整体密封防雨、防水性能差，锁闭不严等不良情况经常发生.

5 结论

设计的模块化新型行李车双开侧拉门，使用以下新技术:采用三角型断面下滑道承载、框架钢管和内外板夹层内填满防寒材、门体上部设有限位挡、不设门坎护台、模块化制造安装.运行实际表明，该型双开侧拉门有效克服了原22型车侧拉门由于惯性质量问题导致的各种故障，提高了车辆运行的稳定性和可靠性，提高了装卸效率，具有拉动灵活、轻便，可靠性、整体密封防雨、防水性能显著提高，锁闭安全、方便可靠等特点.该型侧拉门可在行李车、行包车、邮政车等货物运输车辆上推广使用.

［1］WILLIAM C VANTUONO(美).下一代新型货车［J］.国外铁道车辆，2001，38(5):20-25.

［2］付玲.谈铁路棚车的设计及发展［J］.铁道车辆，2001，39(9):18-20.

［3］未国祥.浅析22型行李车拉门补强梁的改进和客车副顶镐座结构的选型［J］.铁道车辆，1989，12:29-32.

［4］李少杰.行包车辆车门常见故障分析与建议［J］.铁道车辆，2012，50(6):40-42.

［5］张丽荣.25型行李车、行包车双开侧拉门下滑道承载结构创新设计［J］.铁道装备，2008(4):12-15.