高建路

摘 要：文章針對(duì)客車頂置空調(diào)連接固定螺栓的使用機(jī)理進(jìn)行分析，結(jié)合市場(chǎng)上出現(xiàn)的質(zhì)量案例，從連接固定螺栓的原材料材質(zhì)、焊接冶金原理、固定結(jié)構(gòu)、連接方式等方面進(jìn)行分解、優(yōu)化，綜合多項(xiàng)方案中，從實(shí)施最簡(jiǎn)單、成本最低廉、連接最可靠、解決問(wèn)題最佳效果的途徑選中取出，應(yīng)用到批量的生產(chǎn)過(guò)程中，以解決客車生產(chǎn)企業(yè)頂置空調(diào)安裝、使用過(guò)程中的重大問(wèn)題，避免產(chǎn)品存在質(zhì)量隱患，提高客車運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：頂置;空調(diào);螺栓;案例;焊接;冶金;可靠性

中圖分類號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）06-146-03

Abstract： This paper analyzes the use mechanism of the fixing bolt for the overhead air-conditioning system of passenger cars， combining with the quality cases in the market， from the connection fixing bolt raw material， welding metallurgy principle， fixed structure， connection way and so on to carry on the decomposition， the optimization， synthesizes many plans， from the implementation of the simplest， lowest cost， most reliable connection， the best effect of solving the problem selected out， applied to the batch production process， in order to solve the major problems in the installation and operation of overhead air-conditioning in bus manufacturing enterprises， avoid the hidden quality problems of the products， and improve the reliability of bus operation.

Keywords： Overhead; Air-conditioning system; Bolt; Quality cases; Welding; Metallurgy; Reliability

CLC NO.： U466 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）06-146-03

1 引言

目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，客車配備的裝備[1]能力也不斷提升，以滿足乘客越來(lái)越高的使用需要和體感需求，如車內(nèi)的人性化[2]設(shè)計(jì)，標(biāo)識(shí)齊全，軟性內(nèi)飾和包裝，外觀性美觀，車內(nèi)噪音要小，車內(nèi)密封性能要好，空氣清潔、無(wú)灰塵，車內(nèi)溫度適宜，行駛穩(wěn)定，無(wú)顛簸感，車內(nèi)無(wú)氣味，新風(fēng)系統(tǒng)[3]及溫度要求四季如春等等，其中，客車車內(nèi)適宜的溫度與空氣的清潔質(zhì)量有利于乘客的直接感受，做好這兩項(xiàng)，一是不會(huì)使乘客造成暈車的感覺(jué)，有利于乘客的生命健康;二是提高乘客乘坐的舒適性[4]，能減輕乘客座車的疲勞感，心情容易得到放松，便得乘坐之旅變成享受之旅，輕松之旅。

上述對(duì)空氣清潔質(zhì)量與溫度的人性化要求，在客車設(shè)計(jì)及裝備上，是通過(guò)空調(diào)[5]裝置的來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先，要求空調(diào)能夠可靠的正常工作，其次，空調(diào)裝置能按照乘客的要求進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)和空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)，能進(jìn)行車內(nèi)、外之間新風(fēng)的更換[6]。

對(duì)于要求空調(diào)能夠可靠的正常工作這一項(xiàng)，主要體現(xiàn)在空調(diào)的固定連接方式上，將空調(diào)連接在客車頂骨架上，其連接結(jié)構(gòu)能保證空調(diào)在以后的使用過(guò)程中，經(jīng)受住復(fù)雜的扭曲力與沖剪力，充分保證連接結(jié)構(gòu)不斷裂，不開焊，不失效，不脫落。如圖1。

客車生產(chǎn)廠家一般采用M12的螺栓將空調(diào)緊固在頂蓋骨架上，螺栓朝上布置，螺栓頭部焊接在頂蓋骨架的預(yù)埋板[7]上。見圖2。

其中：101、客車空調(diào)外罩;102、客車空調(diào)底座;201、客車頂蒙皮;202、客車頂骨架;203、防松螺母;204、緊固螺母;205、大墊圈;206、橡膠墊圈;207、空調(diào)固定槽鋼;208、高強(qiáng)度連接螺栓;210、焊縫。

但由于焊接的特殊性，較集中的熱量使螺栓頭部產(chǎn)生淬火[8]處理，螺栓頭部的金屬在焊接過(guò)程中，內(nèi)部鋼材與焊材的熔敷材料及空氣發(fā)生組織上的冶金[9]反應(yīng)，產(chǎn)生了化學(xué)變化，材質(zhì)由此變得更脆，在客車運(yùn)行過(guò)程中，車輛一經(jīng)出現(xiàn)急剎車或急轉(zhuǎn)彎，受力過(guò)大，應(yīng)力應(yīng)會(huì)集中，很容易在此處出現(xiàn)冷裂紋，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂，斷裂后螺栓就起不到連接固定的作用了。

當(dāng)螺栓斷裂數(shù)量超出3個(gè)時(shí)，其全部的應(yīng)力將轉(zhuǎn)給剩余的空調(diào)固定連接螺栓承擔(dān)，其它螺栓就會(huì)因局部連接力過(guò)大再次形成應(yīng)力集中而產(chǎn)生斷裂，當(dāng)剩余下的螺栓斷裂后，空調(diào)就會(huì)從客車頂部掉下來(lái)，產(chǎn)生的后果是，輕則空調(diào)脫落至地面造成報(bào)廢，重則會(huì)由此引發(fā)的給后面的車輛或周邊的行車造成安全事故，形成更大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

2 客車頂置空調(diào)連接固定螺栓焊接工藝的研究

2.1 思路與原則

在高強(qiáng)度螺栓固定時(shí)，必須采用螺栓緊固的方式，并且不能采用直接焊接螺體頭部的方式，避免焊接螺栓頭淬火后引起冶金反應(yīng)，螺栓強(qiáng)度降低的問(wèn)題，同時(shí)一旦固定，高強(qiáng)度螺栓就不能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，便于后續(xù)空調(diào)螺母的旋轉(zhuǎn)緊固。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高強(qiáng)度連接螺栓向上穿過(guò)空調(diào)固定槽鋼，再用螺栓固定槽鋼將高強(qiáng)度連接螺栓頭部壓住，防止高強(qiáng)度連接螺栓掉下，再將空調(diào)固定槽鋼與螺栓固定槽鋼焊接在一起，這樣，避免了直接焊接高強(qiáng)度連接螺栓頭部。如圖3。

其中：101、客車空調(diào)外罩;102、客車空調(diào)底座;201、客車頂蒙皮;202、客車頂骨架;203、防松螺母;204、緊固螺母;205、大墊圈;206、橡膠墊圈;207、空調(diào)固定槽鋼;208、高強(qiáng)度連接螺栓;209、螺栓固定槽鋼;210、焊縫。

焊接完成后，螺栓固定槽鋼點(diǎn)焊在空調(diào)固定槽鋼內(nèi)，不能脫落和移動(dòng);高強(qiáng)度連接螺栓穿過(guò)橡膠墊圈使空調(diào)螺栓底殼與頂蒙皮之間也能保持間隙和彈性連接。緊固螺母通過(guò)大墊圈將空調(diào)螺栓殼壓緊在橡膠墊圈上，并且能夠起到螺栓機(jī)械防松[10]的目的。如圖4。

其中：101、客車空調(diào)外罩;102、客車空調(diào)底座;201、客車頂蒙皮;202、客車頂骨架;203、防松螺母;204、緊固螺母;205、大墊圈;206、橡膠墊圈;207、空調(diào)固定槽鋼;208、高強(qiáng)度連接螺栓;209、螺栓固定槽鋼。

結(jié)合上述圖例，本頂置空調(diào)連接固定螺栓焊接工藝的組成是：包括與客車車身200、客車頂骨架202、固定焊接空調(diào)固定槽鋼207、高強(qiáng)度連接螺栓208，高強(qiáng)度連接螺栓208依次穿過(guò)空調(diào)固定槽鋼207上的裝配孔、客車頂蒙皮201的裝配孔、橡膠墊圈206、客車空調(diào)底座102、大墊圈205并通過(guò)緊固螺母204固定后還安裝有2個(gè)防松螺母203，起到機(jī)械防松防脫落的目的。

高強(qiáng)度連接螺栓208的螺頭位于螺栓固定槽鋼209的槽內(nèi)，螺栓固定槽鋼209槽口向上并焊接固定在空調(diào)固定槽鋼207的槽內(nèi)底面上，焊接將空調(diào)固定槽鋼207和螺栓固定槽鋼連接在一起，高強(qiáng)度連接螺栓208不參與材料的焊接，其頭部只是被螺栓固定槽鋼壓在空調(diào)固定槽鋼207上。

當(dāng)焊接完成螺栓固定槽鋼后，高強(qiáng)度連接螺栓208在螺栓固定槽鋼內(nèi)不會(huì)隨意脫落和移動(dòng);高強(qiáng)度連接螺栓通過(guò)緊固螺母204和防松螺母203將膠墊圈、客車空調(diào)底座102客車頂蒙皮201保持合理的間隙和彈性連接，達(dá)到頂置空調(diào)固定連接的目的。 如圖5。

其中：101、客車空調(diào)外罩;102、客車空調(diào)底座;201、客車頂蒙皮;202、客車頂骨架;203、防松螺母;204、緊固螺母;205、大墊圈;206、橡膠墊圈;207、空調(diào)固定槽鋼;208、高強(qiáng)度連接螺栓;209、螺栓固定槽鋼;210、焊縫。

3 結(jié)論

因該質(zhì)量問(wèn)題事關(guān)重大，一旦出現(xiàn)問(wèn)題后，影響面較廣。該優(yōu)化結(jié)構(gòu)出來(lái)后，公司一致認(rèn)為該方案能解決問(wèn)題，并盡快試驗(yàn)、應(yīng)用。

自本結(jié)構(gòu)應(yīng)用以來(lái)，空調(diào)螺栓連接質(zhì)量和可靠性大大提高，避免螺栓頭部的焊接，也從源頭上解決的焊接熔池帶來(lái)的冶金反應(yīng)問(wèn)題，使得客車在運(yùn)行的時(shí)安全性大大提高，再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)頂置空調(diào)螺栓斷裂、掉落的問(wèn)題，提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也提升的公司客車的品牌。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉昊.工廠機(jī)械裝備管理與維護(hù)對(duì)策，建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019年35期，第505頁(yè).

[2] 張錦英.從人性分析角度淺釋人性化醫(yī)療構(gòu)建，醫(yī)學(xué)與哲，2019年24期，第1-4，32頁(yè).

[3] 王春旺，李亮，李曉鋒，秦旭，羅輝.地鐵站屏蔽門漏風(fēng)代替大系統(tǒng)新風(fēng)可行性研究，建筑節(jié)能，2019年11期，第58-64頁(yè).

[4] 龐麗萍，李恒，王天博，范俊，鄒凌宇.民機(jī)客艙中太陽(yáng)輻射對(duì)熱舒適性的影響，北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2019年10期，第1924-1930頁(yè).

[5] 趙強(qiáng)，李勝，徐善勇，劉大維.雙動(dòng)力源車用空調(diào)壓縮機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)研究，交通運(yùn)輸.2019年4期，第66-70，75頁(yè).

[6] 王永鵬.贠棋紅鋼桁梁橋橋面板更換施工關(guān)鍵技術(shù)，檢測(cè)加固. 2019年5期，第84-88頁(yè).

[7] 田飛龍，楊寶軍，劉鋒，賈兆楠，王巧南.鋼筋桁架樓承板水平鋼筋"關(guān)聯(lián)式" 精準(zhǔn)預(yù)埋技術(shù)，建筑工業(yè)化，2019年10期，第82-86頁(yè).

[8] 李莎.45鋼控時(shí)水浴淬火的強(qiáng)韌化，功能載體創(chuàng)新，2020年1期：第156-158頁(yè).

[9] 黃伯云，韋偉峰，李松林，張立，李麗婭，劉鋒，李瑞迪.現(xiàn)代粉末冶金材料與技術(shù)進(jìn)展，材料科學(xué)與工程，2019年9期：第1917-1933頁(yè).

[10] 李瑞生，李君君，蔣拓，高名乾，黃仲正全名悅.關(guān)于液壓缸活塞螺紋副松脫的設(shè)計(jì)改進(jìn)，設(shè)計(jì)與研究，2019年10期，第23-25頁(yè).