城軌車輛車窗粘接安全分析

黃慶武

摘要：隨著我國(guó)城市軌道交通的快速發(fā)展，城市軌道車輛的生產(chǎn)能力以及基本需求也在不斷的增加。與傳統(tǒng)的機(jī)械連接相比較來(lái)說(shuō)，城市軌道交通零部件的粘接技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、維修等領(lǐng)域。城市軌道交通車輛的粘接技術(shù)是根據(jù)不同襯底的性能、材料、外觀和要求選擇合適的膠粘劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)粘合，使粘接劑強(qiáng)度達(dá)到使用要求。本文以空氣動(dòng)力學(xué)和工程動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合鐵路車輛工業(yè)的結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)和特點(diǎn)，探討了鋼軌車輛駕駛室玻璃抗風(fēng)壓的計(jì)算方法。本文主要是基于現(xiàn)有的建筑物結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，希望本文的計(jì)算能夠?yàn)檐嚧敖Y(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市軌道車輛;車窗;粘接

引言

隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，城市軌道交通車輛的車窗玻璃的安裝方式發(fā)生了很大的變化。也就是說(shuō)，玻璃窗的結(jié)構(gòu)安裝從封口到鋁框鉚接結(jié)構(gòu)，玻璃粘合結(jié)構(gòu)一直到今天，膠粘劑的發(fā)展已有幾十年的歷史，隨著汽車速度的提高，對(duì)粘接技術(shù)的可控性提出了嚴(yán)格的要求。僅僅依靠膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)是不夠的。鐵路車輛必須制定一套特殊的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并將粘合劑應(yīng)用于軌道車輛。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軌道交通車輛窗的粘接技術(shù)進(jìn)行了初步探討，并對(duì)軌道車輛的安全性和可靠性作了評(píng)價(jià)。

1.粘接的基本概念

膠粘劑技術(shù)是一項(xiàng)非常古老的技術(shù)，從古代人使用樹(shù)脂、生物脂肪到現(xiàn)代人使用有機(jī)粘合劑和硅膠，都有粘合的概念。粘接技術(shù)是將各種材料（如質(zhì)量、形狀、大小、厚度、硬度和柔軟度）的材料鏈連接成一個(gè)連續(xù)、牢固和穩(wěn)定的整體的過(guò)程。粘合是指使用粘合劑將基材連接在一起，而粘合劑則是依靠基料的粘附性和粘性將非金屬材料結(jié)合起來(lái)。膠粘劑可牢固地粘附在物體上。除了機(jī)械力、靜電力和范德華力之外，主要原因是在聚合物復(fù)合材料分子中存在氧、碳、氫和其他“雜原子”和“π”鍵，這些鍵總是有一個(gè)或多個(gè)非共享電子對(duì)，而且在被粘合物體的軌道上始終存在著一個(gè)無(wú)效軌跡。它們能與膠粘劑中的電子形成配位鍵。配位鍵也是一種強(qiáng)度高、附著力強(qiáng)的特殊化學(xué)鍵。此外，許多聚合物化合物的分子都是鏈狀的，這些小鏈狀物被扭在一起，密不可分。

2.能夠影響車窗玻璃粘接安全的因素

城市軌道交通車輛車窗玻璃的附著力與窗風(fēng)壓力之間的關(guān)系，如果用于車窗上方的玻璃粘附強(qiáng)度，則車窗玻璃會(huì)脫落。

（1）列車在隧道內(nèi)運(yùn)行與活塞運(yùn)動(dòng)相似

火車前方的一些空氣被向前推進(jìn)，而另一些則沿著火車和隧道之間的圓形空間返回。這主要是由于隧道壁和列車表面的空氣粘度和氣流摩擦造成的。因此，列車前方的壓縮空氣會(huì)產(chǎn)生特定的壓力變化，隨著車速的增加，空氣動(dòng)力效應(yīng)也會(huì)增加。當(dāng)然，隧道內(nèi)的壓力變化不僅與列車的速度有關(guān)，還受列車車輛的相關(guān)參數(shù)、隧道類型等的影響。根據(jù)美國(guó)運(yùn)輸部的《美國(guó)交通部地鐵環(huán)境設(shè)計(jì)手冊(cè)》，得出，城市軌道交通車輛的風(fēng)壓最大變化為972帕。

（2）對(duì)于靜止的車窗玻璃風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式

WK風(fēng)=βzUsUzWo

Βz是高度z處的風(fēng)振系數(shù);Wo是基本的風(fēng)壓。

3.提高車窗粘接的安全性，把握粘接工藝

在城市軌道交通車輛車窗安裝的過(guò)程中，應(yīng)做好有效的溫度以及濕度的控制，并需要使用特殊的安裝設(shè)備。同時(shí)，我們應(yīng)該采取相應(yīng)的粘合規(guī)格，只有這樣才能夠確保在粘接的過(guò)程中具有高度穩(wěn)定性和可操作性，這也是提供城市軌道交通車輛車窗粘接安全性的主要手段。

3.1車窗粘接工藝裝備

考慮到城市軌道交通車輛車窗本身的布局以及調(diào)節(jié)和調(diào)整的能力，在安裝車窗時(shí)，應(yīng)注意外部密封的寬度、表面的不規(guī)則性和橡膠的厚度。因此，考慮到車身安裝界面的特點(diǎn)，可以采用方形的膠粘劑工件。固定裝置應(yīng)固定并根據(jù)車體本身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使用側(cè)壁上的座椅外形作為安裝孔和C型槽。工裝時(shí)，應(yīng)采用靈活的模塊設(shè)計(jì)，形成裝配線作業(yè)和批量生產(chǎn)的模式。這不僅保證了焊接質(zhì)量，而且提高了工作效率。在窗內(nèi)粘合時(shí)，考慮到施工量，在固化膠粘劑表面前，要做好膠合和粘接工作，嚴(yán)格控制膠粘物的尺寸和形式。這也可以縮短施工時(shí)間，也有利于提高工作效率。

3.2車窗粘接工藝以及規(guī)范

城市軌道交通車輛車窗的安裝粘合過(guò)程：首先，需要清理附近的黏合區(qū)域;然后，調(diào)整閥體與窗之間的相對(duì)位置，確保它能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體要求。定位完成后，可開(kāi)始清洗、活化、涂敷、調(diào)整和粘接;最后，待初始凝固后可進(jìn)行外密封處理。在整個(gè)粘接工作流中，應(yīng)嚴(yán)格控制粘結(jié)段的表面處理質(zhì)量，以達(dá)到最佳的粘接效果。

3.3車窗膠粘劑的選擇

在DIN670系統(tǒng)中，粘附在車窗和汽車前擋玻璃上的玻璃被列為A-1接頭。如果粘連失敗，將造成人身傷害，并危及駕駛安全。因此，窗膠粘劑的質(zhì)量控制尤為重要。窗用膠粘劑應(yīng)符合以下要求：1符合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度要求;2能減輕車輛的外力和振動(dòng);3能抵抗紫外線、風(fēng)等。.車輛運(yùn)行的地點(diǎn)應(yīng)適合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境。為了滿足上述要求，膠粘劑一般選用單組分聚氨酯[5]或改性硅烷膠粘劑。例如，西卡公司的SiKika/x265膠粘劑被西門子、阿爾斯通、龐巴迪等一些世界知名的鐵路轉(zhuǎn)接設(shè)備制造商用作高性能、柔性、可滑性、單片聚氨酯粘合劑。通過(guò)大氣中水分的反應(yīng)，它能夠凝固成一種持久的彈性。

4.結(jié)束語(yǔ)

在本篇文章中主要介紹了城市軌道交通車輛車窗粘接的基本概念以及能夠影響車窗玻璃粘接安全的因素，基于此，提出了提高車窗粘接的安全性，把握粘接工藝的有效措施，為附著力的質(zhì)量控制提供了參考。隨著粘接技術(shù)和膠粘劑的創(chuàng)新以及不斷的發(fā)展，在國(guó)家大力發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的大背景下，粘接劑技術(shù)在城市軌道交通車輛中的應(yīng)用將面臨更大的機(jī)遇。要保證車窗玻璃的粘合工作，這樣我們才能保證車窗的附著安全。這也將改善車窗的總體安全，采取新的步驟，以確保其整體安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱書(shū)娟，王俊玖，徐剛，元世斌，成桂富.三維掃描技術(shù)在高速動(dòng)車組車窗智能粘接的應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化與儀表，2021，36（04）：40-45+62.

[2]陳小偉，徐迪. 城軌車輛車窗粘接設(shè)計(jì)[A]. 北京粘接學(xué)會(huì).北京粘接學(xué)會(huì)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨粘接劑、密封劑技術(shù)發(fā)展研討會(huì)論文集[C].北京粘接學(xué)會(huì)：北京粘接學(xué)會(huì)，2015：4.

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