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玻璃鋼在動車及機車司機室內裝飾中的應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-05-29  來源:南車四方機車車輛股份有限公司技術中  作者:孟春紅  瀏覽次數:362
核心提示:摘 要:介紹了玻璃鋼的主要性能、技術要求及其在動車和機車司機室內裝飾中的應用,并對其在鐵道車輛上的應用前景進行了展望。

  20 世紀80 年代,玻璃鋼作為一種新型的內裝飾材料,在客車的內裝飾上逐漸開始應用。而我國的機車司機室長期采用穿孔鋼板進行裝飾,直到20 世紀90 年代末,隨著內燃動車組的發展,動車司機室內裝飾開始采用玻璃鋼,隨后在機車司機室內裝飾中玻璃鋼也逐步得到了廣泛的應用。

1  主要性能
  玻璃鋼是一種新型復合材料。其實,玻璃鋼既非玻璃,也不是鋼,它的基體是一種高分子有機樹脂,用玻璃纖維或其他織物增強,因其具有玻璃的透明性或半透明性、鋼鐵的高強度而得名。它的科學名稱是玻璃纖維增強塑料。
  玻璃鋼產品的某些物理性能和機械性能已超過一些有色金屬,達到了鋼材的水平。其主要特點有:
  (1) 密度小,質量輕,比重只有普通鋼材的四分之一;
  (2) 機械強度高,為鋼材的3 倍~4 倍;
  (3) 具有良好的耐酸堿腐蝕特性,不具有磁性,使用壽命更長;
  (4) 具有瞬間耐高溫特性;
  (5) 阻燃性好。

2  技術要求
  (1) 脂含量(不計膠衣層和富樹脂層) 為45 %~55 %。
  (2) 承載部位(客室、廁所及洗臉室外的地板等)
  玻璃鋼制品的物理機械性能應符合表1 的要求。
  (3) 非承載部位(飾帶板、端板、墻板等) 的玻璃鋼制品的物理機械性能應符合表2 的要求。

  (4) 玻璃鋼制品各部位不允許存在的外觀缺陷應符合表3 的規定。

  (5) 玻璃鋼制品在可見面上允許存在的缺陷見表4 (背面不受此限) 。

  (6) 玻璃鋼制品的尺寸、公差及其他技術要求應符合相應的圖樣和技術文件的規定或由供需雙方商定。
  (7) 嵌件應光滑,無裂痕、殘缺和其他損傷。螺紋處應清潔,加潤滑油。

  3  在動車及機車司機室內裝飾中的應用
  在鐵道車輛上應用比較廣泛的是模壓玻璃鋼制品。模壓玻璃鋼制品屬熱固性工程塑料,其可塑性較好,可以根據車型及用戶要求設計成不同的造型,美觀大方,車內寬敞明亮,具有良好的裝飾性。這種材料在制作過程中不受幅寬的限制,還可根據需要預埋木梁或者鋼梁,以增加玻璃鋼制品的強度。模壓玻璃鋼制品成型后,表面噴涂進口膠衣,再噴涂聚酯漆,以提高表面裝飾效果。
  3. 1  在動車司機室上的應用
  動車司機室一般為流線型結構,形狀比較復雜,形式多樣。從1998 年南昌動車組開始,到最近的納米比亞動車組、委內瑞拉動車組,各個車型的司機室都不一
樣,但是總體要求外表美觀大方。因此,在進行司機室內裝飾的設計時,要根據各車的實際要求,比照鋼結構的流線型進行造型。
  3. 1. 1  設計制作過程
  第1 步,根據司機室鋼結構的形狀,用三維軟件繪制出內裝飾的整體三維造型,如圖1 所示。

  第2 步,考慮到制作、安裝及美觀等問題,進行合理的分塊。分塊的原則要考慮外表美觀,以及在安裝時能否方便地從車外拿到車內。接縫處用玻璃鋼或者PVC 壓條連接。在條件允許的情況下,應盡量減少接縫和壓條的數量。圖2 所示的司機室內裝飾主要分為2 個側墻板、1 個后端墻板、1 個平頂板共4 部分,接縫處采用的就是玻璃鋼或者PVC 壓條。


  第3 步,根據生產需要,由電腦給出關鍵部位的1 ∶1型線圖或者直接提供1 ∶1 的鋼樣板。不論是型線還是樣板都要對整體造型有一定的控制作用,如平頂的型線(或樣板) 、窗上下邊緣的型線(或樣板) 、形狀有變化處的型線(或樣板) 等等(圖3) 。
 
 
  第4 步,廠家根據型線,制作出1 ∶1 的膠合板樣板(或直接用提供的鋼樣板) ,進一步制作出1 ∶1 的木模,再利用木模糊制出玻璃鋼模型。
  第5 步,玻璃鋼模型經過打磨、修整,用噴涂或手刷的方法制作完成。

  3. 1. 2  安裝過程
  玻璃鋼一般不與鋼結構直接接觸,應在鋼結構和
  玻璃鋼接觸面之間加木梁或者貼隔聲膠墊。在安裝過程中,由于玻璃鋼具有良好的韌性,將玻璃鋼件從門口或者窗口拿到車內時,可以進行一定程度的彎曲,以方便拿入,隨后還可以恢復原樣。根據現車情況,把多余部分去除,便可固定起來,完成內裝安裝。

  3. 2  在機車司機室上的應用
  在南昌動車司機室使用玻璃鋼內裝之前,機車司機室一直用穿孔鋼板進行裝飾。這種穿孔鋼板一般為厚1 mm 的鋼板,按一定的規格穿上直徑為3 mm 的孔,正面噴塑,反面噴醇酸清漆,貼塑料紗布。用穿孔鋼板裝飾,不易滿足復雜的造型,安裝不方便,也不甚美觀。而玻璃鋼則剛好相反,玻璃鋼裝飾的司機室表面效果要比穿孔板裝飾的效果好,而且玻璃鋼成型以后,安裝也相對簡單,使用性能也比穿孔板好。另外,機車司機室與動車司機室相比,形狀要相對簡單一些,一般為比較規則的長方體,因此,機車司機室玻璃鋼內裝一般不必進行三維造型,只需根據鋼結構和總體要求進行計算,給出足夠的尺寸即可。因此,玻璃鋼也逐漸在機車司機室裝飾中得到了應用。
機車司機室玻璃鋼內裝飾板一般分為前端墻板、后端墻板、頂板和2 個側墻板共5 部分,接縫隱藏在墻角處,盡量不外露,其安裝過程也和動車司機室玻璃鋼件的安裝過程一樣。

  3. 3  使用及維護方法
  為了改善玻璃鋼制品的表面光澤度,提高耐腐蝕、耐熱、耐水以及耐候性,延長制品的使用壽命,在玻璃鋼表面覆有一層專用膠衣。運用中的注意事項如下:
  (1) 避免陽光直射,以免褪色; (2) 制品表面嚴禁迎面撞擊,嚴禁尖銳物品在制品上拖動,以免劃傷; (3)嚴禁蹬踏,以免造成損傷; (4) 每6 個月用洗滌靈或熱洗衣粉水清洗1 次,嚴禁用酸、堿、酮類、稀料等有機溶劑清洗,以免褪色或溶解制品表面; (5) 每3 個月均勻地擦1 遍8 # 蠟,2 min~5 min 后用干凈棉紗擦干凈,以保證其表面光潔度。(6) 遠離各種火源,以免造成表面損傷或者引起燃燒。

  4  在鐵道車輛中的應用前景展望
  玻璃鋼與木材、鋼材及其他金屬材料相比,具有獨特的優異性能。其材質不僅質量輕、強度高,而且耐腐蝕,具有良好的熱絕緣性能、電絕緣性能、透波性能等,
因此玻璃鋼產品可以取代木材、鋼材或其他金屬材料。玻璃鋼產品制造時的可設計性極大,通常只要根據產品的使用環境條件及要求,就可以選用合適的樹脂基體及玻璃纖維增強材料以滿足用戶的需要,尤其在當前國內玻璃鋼原材料品種不斷開發、質量不斷提高的情況下,更可以滿足各種玻璃鋼產品的性能要求。玻璃鋼材料是一種低能耗材料,其維護費用低,使用壽命長。基于以上原因,玻璃鋼在各行各業中的應用非常廣泛。就動車而言,玻璃鋼不僅用在司機室內裝飾中,而且可用做導流罩、飾帶板,在動車客室中,玻璃鋼可以做頂板、側墻、隔墻、塞拉門罩板、玻璃鋼盒子間等。

  玻璃鋼不僅能運用于鐵道車輛的裝飾,還很有可能取代現在車體的鋼結構,成為一種全新的整體結構模式。德國西門子開發的B80 型輕軌拖車中,就有1輛是全玻璃鋼車體。這種全玻璃鋼車體的質量比鋼結構車體的質量輕了許多,價格也比較低,還能夠降低噪聲,減小振動,再加上其良好的隔熱性能和通風性能,使乘坐更加舒適。

  隨著玻璃鋼技術的日益成熟,玻璃鋼在鐵道車輛上的應用將成為今后的一個研究方向。
 
 
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