孫運(yùn)其

（中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東青島266111）

一種新型城軌車(chē)輛司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)和安裝工藝分析

孫運(yùn)其

（中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東青島266111）

介紹司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)和安裝工藝方法，對(duì)傳統(tǒng)前窗結(jié)構(gòu)與新型前窗結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比和總結(jié)。以某城市地鐵車(chē)輛為例分析了新型前窗玻璃施工工藝過(guò)程及質(zhì)量控制方法，并給出其檢修更換操作步驟，為進(jìn)一步司機(jī)室前窗設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

城軌車(chē)輛；前窗玻璃；分析；質(zhì)量控制

隨著城市人口的快速增長(zhǎng)，交通壓力日益嚴(yán)峻，城市軌道交通所扮演的角色越來(lái)越重要，而司機(jī)室又是列車(chē)的＂心臟＂，安裝于司機(jī)室前端的前窗玻璃是司機(jī)獲取信號(hào)、線路情況的重要部件，即列車(chē)的“眼睛”，司機(jī)室前窗性能的好壞直接影響著車(chē)輛的運(yùn)行品質(zhì)。因此，很有必要在結(jié)構(gòu)和工藝方面著手分析和改進(jìn)司機(jī)室前窗，使其在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中更加安全、可靠，在后期檢修時(shí)更加方便、經(jīng)濟(jì)、高效。

1 司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)和安裝工藝方法簡(jiǎn)介

1.1 司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)分類(lèi)

司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)可分為兩種，即有框和無(wú)框。有框車(chē)窗的框架多為鋁合金材質(zhì)，通過(guò)粘接或卡接方式將玻璃與框架連接在一起；無(wú)框車(chē)窗玻璃材質(zhì)多為鋼化鈉硅玻璃，又可分為3種類(lèi)型，即雙層中空玻璃、雙層夾膠玻璃和單層玻璃，其中前兩類(lèi)玻璃通過(guò)鋼化玻璃本身與車(chē)體連接，而單層玻璃通過(guò)絲網(wǎng)印刷層與車(chē)體連接。為了確保玻璃在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中由于承受各種外界物體作用而不碎裂，前窗玻璃均采用安全玻璃，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，即使玻璃受到撞擊，也只是出現(xiàn)內(nèi)部裂紋，不會(huì)造成玻璃碎片飛濺，從而避免不必要的傷害。

1.2 司機(jī)室前窗安裝工藝方法

司機(jī)室前窗安裝工藝方法可分為3類(lèi)，即機(jī)械連接、焊接和膠接。傳統(tǒng)的焊接，因受熱易產(chǎn)生變形、應(yīng)力集中等工藝缺陷，目前基本不再使用。由于前窗玻璃是一種脆性材料，安裝時(shí)不允許與框架直接接觸，同時(shí)還要考慮玻璃與框架之間、框架與車(chē)體之間因溫度和載荷變化而產(chǎn)生的變形，宜采用一種彈性安裝方式，而膠粘方式最符合這種安裝要求［1］。

膠粘屬于一種新型工藝方法，通常是在常溫下施工，它有一些傳統(tǒng)方法所不具有的優(yōu)勢(shì)，例如可有效消除零部件因受熱產(chǎn)生變形、應(yīng)力集中等工藝缺陷，同時(shí)，它可以實(shí)現(xiàn)同種和異種材料（金屬和非金屬）之間的連接，粘接區(qū)內(nèi)應(yīng)力分布均勻，粘接部位密封性好，并且具有絕緣、耐腐蝕、防銹、有柔性等優(yōu)點(diǎn)［2］，當(dāng)然膠粘方式也有其自身的不足之處，（1）粘接質(zhì)量容易受環(huán)境因素（溫、濕度）的影響，隨著溫度的升高，膠粘劑的表干時(shí)間縮短，相應(yīng)地縮短了有效的施工時(shí)間，如果該時(shí)間控制不理想，在膠粘劑內(nèi)部就會(huì)存在缺陷，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，粘接的零部件就會(huì)松動(dòng)甚至脫落；（2）粘接工藝要求比較嚴(yán)格，被粘接零部件表面需要認(rèn)真處理，否則被粘接的零部件就達(dá)不到理想的粘接效果。粘接劑的質(zhì)量控制及工藝過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量都有非常大的影響，所以前窗玻璃安裝后的質(zhì)量和效果很大程度上取決于選取什么類(lèi)型的膠粘劑，在選擇地鐵車(chē)輛膠粘劑時(shí)，需考慮以下問(wèn)題［3］：

①工藝要求：軌道交通車(chē)輛的制造工藝條件必須達(dá)到要求。比如膠粘劑使用時(shí)環(huán)境的溫濕度、粘接的材料、操作環(huán)境的濕度、膠粘劑固化時(shí)間和生產(chǎn)節(jié)拍的關(guān)系等，這些都要滿足車(chē)輛制造工藝的要求。

②性能要求：在性能上滿足軌道交通車(chē)輛組成成分的技術(shù)要求，同時(shí)在檢修周期內(nèi)保證性能的絕對(duì)可靠性。

③環(huán)保要求：作為新型交通工具的組成部分，在生產(chǎn)過(guò)程中，必須盡量減少對(duì)人體有害成分的產(chǎn)生，膠粘劑固化后不能揮發(fā)出對(duì)自然環(huán)境和人體有害的成分。

2 傳統(tǒng)前窗結(jié)構(gòu)與新型前窗結(jié)構(gòu)對(duì)比

2.1 傳統(tǒng)前窗結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的前窗玻璃安裝結(jié)構(gòu)為玻璃和車(chē)體型材之間通過(guò)高強(qiáng)度膠實(shí)現(xiàn)粘接和密封，玻璃與車(chē)體連接成一體，列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中玻璃與車(chē)體間靠膠連接實(shí)現(xiàn)彈性減振緩沖功能，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)安裝難度小，容易操作，同時(shí)也存在一個(gè)弊端，就是前窗玻璃與車(chē)體型材之間靠膠粘接，膠固化后拆卸玻璃時(shí)就非?？嚯y，一旦玻璃損壞只能進(jìn)行破壞性拆除，拆卸困難耗時(shí)耗力，并且在拆卸時(shí)工序較多，安裝新的前窗玻璃需要進(jìn)行大量的殘膠清理工作，這一拆一裝過(guò)程耗費(fèi)較長(zhǎng)周期，導(dǎo)致效率低下，造成資源浪費(fèi)。

圖1 玻璃與車(chē)體型材直接粘接圖

2.2 新型前窗結(jié)構(gòu)

以某城市地鐵前窗玻璃為例對(duì)其結(jié)構(gòu)和安裝工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，該型地鐵頭型如圖2所示。前窗為雙框式結(jié)構(gòu)，整個(gè)前窗包含兩部分即內(nèi)框和外框，它的設(shè)計(jì)思路源于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的分離原理。由于列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中司機(jī)室前窗玻璃所受到的外界破壞性因素是不可預(yù)測(cè)的，所以我們只能盡量將損失降到最低，目前，玻璃破壞后只能更換，而更換周期的長(zhǎng)短就理所當(dāng)然地成為焦點(diǎn)問(wèn)題。它的安裝過(guò)程為先將內(nèi)框用膠粘劑和螺栓接到車(chē)體型材上，如圖3所示，再將外框連同玻璃組件（外框與玻璃為整體式結(jié)構(gòu)）一起用螺釘連接到內(nèi)框上，其中為了實(shí)現(xiàn)密封減振功能，在內(nèi)框與外框之間設(shè)置了密封膠條，因此整個(gè)前窗結(jié)構(gòu)外觀既平滑美觀又能實(shí)現(xiàn)減振密封功能。當(dāng)前窗玻璃破壞后，前窗更換只需將影響更換速度的粘接膠分離出去，擰開(kāi)連接螺釘就很方便地將帶玻璃的外框拆卸下來(lái)，外框和玻璃整體更換，其安裝結(jié)構(gòu)如圖4所示。前窗玻璃采用該結(jié)構(gòu)，最大的優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)玻璃損壞后，更換效率將大大提高。

3 新型前窗玻璃施工工藝過(guò)程及質(zhì)量控制方法

3.1 作業(yè)前準(zhǔn)備

首先檢查所需材料及工具（抹布、風(fēng)動(dòng)吸塵器，鋼直尺等）符合標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)施工環(huán)境溫度處于5℃～40℃，濕度：≥40%，然后確認(rèn)膠及底涂劑為質(zhì)保期內(nèi)的合格品，最后用抹布和吸塵槍清潔車(chē)體窗框和窗口四周。

3.2 玻璃組成研裝

由于前窗玻璃安裝后整體效果需要與車(chē)體型材外表面有一定的弧度要求，所以在前窗玻璃安裝前就必須進(jìn)行研裝工序，研裝時(shí)需多人互相配合，將玻璃組成放入車(chē)體窗口，其中一部分人員拖住玻璃，另外需要人員用鋼直尺檢測(cè)玻璃與車(chē)體型材外表面的高度差，并記錄所需調(diào)整墊的厚度；同時(shí)調(diào)整玻璃組成保證玻璃四周與車(chē)體窗口四周閃縫均勻，整體外觀良好，最后達(dá)到作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的要求。

圖2 前窗正面外觀圖

圖3 玻璃鋼上前窗內(nèi)框固定孔

圖4 雙框式前窗結(jié)構(gòu)

3.3 安裝前窗玻璃內(nèi)框

（1）在安裝前窗玻璃內(nèi)框前需要將司機(jī)室前窗組件中帶玻璃的外框與內(nèi)框聯(lián)接的緊固件拆除，使得內(nèi)、外框各自分離。

（2）由專(zhuān)業(yè)打膠人員用氣動(dòng)膠槍在車(chē)體窗口緊固面涂打密封膠，密封膠需要配合底涂劑使用，密封膠涂打要求具體參見(jiàn)車(chē)窗密封作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。

（3）由于前窗研裝時(shí)已經(jīng)記錄了各固定位置調(diào)整墊的厚度，所以這時(shí)可以直接使用螺栓將內(nèi)框固定在車(chē)體上，要求固定牢固，螺栓需配合螺紋鎖固劑使用，并對(duì)螺栓施加圖紙規(guī)定的扭力，如圖5所示。

在施工現(xiàn)場(chǎng)固定內(nèi)框時(shí)，出現(xiàn)了前窗玻璃內(nèi)框固定螺栓孔與車(chē)體型材上補(bǔ)強(qiáng)位置不能吻合的情況，如圖6所示。發(fā)生該現(xiàn)象的原因是車(chē)窗設(shè)計(jì)人員與車(chē)體型材設(shè)計(jì)人員之間提交資料時(shí)位置關(guān)系不精確導(dǎo)致的，通過(guò)更改車(chē)體型材補(bǔ)強(qiáng)位置，使得補(bǔ)強(qiáng)位置與前窗內(nèi)框安裝孔一致，從而解決了該問(wèn)題。

圖5 內(nèi)框安裝示意圖

內(nèi)框固定完畢后，需要修整四周和司機(jī)室內(nèi)側(cè)的密封膠，使得密封膠涂打連續(xù)、均勻、飽滿。

圖6 施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)體補(bǔ)強(qiáng)與內(nèi)框安裝孔偏位圖

3.4 安裝前窗玻璃外框組件

在內(nèi)框安裝完畢待周圈密封膠表皮干燥后，為了方便司機(jī)室前窗的檢修更換，特別在外框周?chē)A(yù)埋鐵絲，并將鐵絲連接點(diǎn)放在前窗下方車(chē)體中心線位置，如圖7所示。

圖7 外框安裝示意圖

帶前窗玻璃的外框放置于固定位置，調(diào)整四周與車(chē)體窗口閃縫均勻后，使用圖紙規(guī)定型號(hào)的螺釘將外框固定在內(nèi)框上，同樣，螺釘也需要配合螺紋鎖固劑并施加規(guī)定的扭力。最后在外框螺釘頭上安裝外框裝飾堵，調(diào)整完畢后，在外框與車(chē)體窗口縫隙和螺釘堵頭處用涂打密封膠，要求膠涂打連續(xù)、均勻、飽滿，打膠過(guò)程必須嚴(yán)格按照車(chē)窗密封作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行，膠粘劑不得污染作業(yè)環(huán)境，如圖7所示。

3.5 車(chē)窗安裝注意事項(xiàng)

①固定內(nèi)框的螺栓安裝時(shí)，避免與膠接觸。外框安裝前注意檢查密封膠條是否完好無(wú)破損。

②施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢屑、膠帶等施工垃圾應(yīng)及時(shí)處理，做到一作業(yè)一清理，保持施工現(xiàn)場(chǎng)干凈、整潔。

③作業(yè)過(guò)程發(fā)生異常情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，聯(lián)系相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行解決。

④要求在前窗玻璃安裝后48 h內(nèi)，嚴(yán)禁進(jìn)行倒拉車(chē)等引起車(chē)體劇烈振動(dòng)的作業(yè)內(nèi)容。

4 車(chē)窗檢修和更換

當(dāng)前窗玻璃受到環(huán)境或者外界作用力破壞時(shí)，需要對(duì)前窗玻璃進(jìn)行檢修和更換，相對(duì)于傳統(tǒng)前窗玻璃來(lái)講，該結(jié)構(gòu)前窗玻璃有自己優(yōu)點(diǎn)。更換時(shí)，將周圈鐵絲拉出，外框周?chē)芊饽z隨之分離，然后用刮膠刀將螺釘堵頭處的少許密封膠清理后，最后將外框與內(nèi)框連接的螺釘拆除，就可以把帶玻璃的外框拆下來(lái)，對(duì)破損玻璃進(jìn)行更換即可。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)司機(jī)室前窗結(jié)構(gòu)和安裝工藝進(jìn)行分析和總結(jié)，可以看出介紹的新型前窗結(jié)構(gòu)不僅可以避免傳統(tǒng)焊接的工藝缺陷，在前窗檢修更換時(shí)會(huì)更加方便、高效，這種結(jié)構(gòu)在以后的城軌車(chē)輛前窗安裝中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

［1］ 張方濤.鐵道車(chē)輛車(chē)窗膠粘劑應(yīng)用技術(shù)研究［J］.粘接，2008，29（5）：51-53.

［2］ 龍德云.機(jī)車(chē)前窗玻璃膠粘工藝和質(zhì)量控制［J］.電力機(jī)車(chē)與城規(guī)車(chē)輛，2005，28（1）：39-40.

［3］ 魏培欣，宗 艷，常 虹，等.膠粘劑在軌道交通車(chē)輛上的應(yīng)用［J］.粘接，2016，37（1）：79-81.

Analysis on Cab Foreside Windscreen Structure and Installation Process of a New Type Urban Rail Vehicle

SUN Yunqi
（CRRC Qingdao Sifang Co.，Ltd.，Qigdao 266111 Shandong，China）

The structure and installation process of cab foreside windscreen are introduced，then compared and summarized of traditional and new type foreside windscreen structure in this paper.Taking Metro vehicles in one city for example，the construction process and quality control method of the new foreside windscreen are analyzed，and the operation steps of its maintenance and replacement are given，which can provide a certain reference basis for the future design of cab foreside windscreen.

urban rail vehicle；foreside windscreen；analysis；quality control

U239.5

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.28

1008－7842（2016）06－0108－03

8—）男，助理工程師（

2016－04－09）