輕量化磁懸浮列車司機室外罩的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩。該種輕量化磁懸浮客車司機室外罩包括外罩本體，所述外罩本體包括右側(cè)面罩板、正面罩板、車鉤罩板、左側(cè)面罩板和底面罩板，所述外罩本體采用玻璃纖維及碳纖維作為增強體、熱固性樹脂作為基體的混雜纖維復(fù)合材料制成。并通過使用上述五個部分的分體組合模具，將傳統(tǒng)的列車司機室與導(dǎo)流罩整體成型。成型的混雜纖維復(fù)合材料司機室比現(xiàn)在的玻璃鋼司機室重量減輕30%以上，同時具有強度高、損傷容限高、缺口敏感性低，以及抗沖擊性、阻燃性、耐腐蝕性、老化與疲勞性能優(yōu)越的特點。
【專利說明】輕量化磁懸浮列車司機室外罩【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮列車分為中低速和高速兩種類型，中低速磁懸浮主要面對城市軌道交通等短途軌道交通，時速80~150公里。我國1992年在上海建成了第一條中低速磁懸浮列車，目前基本采用是鋁合金或玻璃鋼材質(zhì)的司機室。近年來，磁懸浮技術(shù)進入了快速發(fā)展階段，在全球倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)?！崩砟钕?，即要求列車輕量化以實現(xiàn)更低的能耗、更強的運輸能力，又能保障其運行過程的安全性和運行的較長壽命。
[0003]以此，需要解決磁懸浮列車司機室輕量化的問題，同時應(yīng)當滿足列車司機室對強度、剛度、阻燃和抗撞擊的要求。上述問題是在磁懸浮列車司機室的設(shè)計與生產(chǎn)過程中應(yīng)當予以考慮并解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩解決解決磁懸浮列車司機室輕量化的問題，同時滿足列車司機室對強度、剛度、阻燃和抗撞擊的要求的問題。
[0005]本實用 新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]—種輕量化磁懸浮列車司機室外罩,包括外罩本體,所述外罩本體包括右側(cè)面罩板、正面罩板、車鉤罩板、左側(cè)面罩板和底面罩板，所述外罩本體采用玻璃纖維及碳纖維作為增強體、熱固性樹脂作為基體的混雜纖維復(fù)合材料制成。
[0007]優(yōu)選地，所述外罩本體為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述外罩本體包括依次設(shè)置的表面阻燃膠衣層、阻燃玻璃纖維外層、主結(jié)構(gòu)層、阻燃玻璃纖維內(nèi)層。
[0008]優(yōu)選地，所述主結(jié)構(gòu)層包括碳纖維增強層和玻璃纖維增強層，所述碳纖維增強層的厚度在2.0-5.0mm之間。
[0009]優(yōu)選地，所述阻燃玻璃纖維外層和/或所述阻燃玻璃纖維內(nèi)層采用阻燃樹脂或添加有無機阻燃填料的阻燃樹脂或添加有有機阻燃劑的阻燃樹脂。
[0010]優(yōu)選地，所述阻燃玻璃纖維外層和阻燃玻璃纖維內(nèi)層的厚度均在0.5mnT2mm之間。
[0011]優(yōu)選地，所述混雜纖維復(fù)合材料中樹脂的質(zhì)量分數(shù)在20%~55%之間，所述增強體中玻璃纖維與碳纖維的重量比在0.6^1.5之間。
[0012]優(yōu)選地，所述熱固性樹脂基體采用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂。
[0013]優(yōu)選地，所述增強體采用單向布、雙向布、多軸向布或三維織物。
[0014]一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型工藝，包括以下步驟:
[0015]將部分模具組裝為組合模具；
[0016]在組合模具表面噴涂表面阻燃膠衣層；[0017]待噴涂的表面阻燃膠衣層凝膠后，在表面阻燃膠衣層上鋪覆玻璃纖維阻燃層；
[0018]鋪覆碳纖維和玻璃纖維織物，鋪設(shè)樹脂導(dǎo)入線路后，導(dǎo)入樹脂；
[0019]固化成型；
[0020]將組合模具分體拆開脫模得到制品，將所得制品進行切割加工后，進行表面涂裝處理，完成輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型。
[0021]優(yōu)選地，包括以下步驟:
[0022]將部分模具組裝為組合模具；
[0023]使用氣動在組合模具表面噴涂表面阻燃膠衣層，在噴涂前使用丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0024]在灌注樹脂中加入無機阻燃填料后調(diào)勻，待噴涂的表面阻燃膠衣層凝膠后，在表面阻燃膠衣層上以0.5mnT2mm的厚度手糊玻璃纖維阻燃外層，
[0025]待手糊玻璃纖維阻燃外層凝膠后，干法鋪敷碳纖維織物至2.0-5.0mm厚度，形成外罩本體的主結(jié)構(gòu)層，在與車體連接部位鋪放碳纖維織物增強層，形成制品；
[0026]在所得制品的內(nèi)表面分別鋪設(shè)樹脂導(dǎo)流系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)；
[0027]在灌注樹脂中加入無機阻燃填料后調(diào)勻，運用VaRTM工藝導(dǎo)入樹脂，待樹脂浸潤后，進入加熱固化工序；
[0028]在制品按固化制度加熱固化后，待組合模具冷卻至常溫，去除外罩本體上鋪設(shè)的樹脂導(dǎo)流系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)；
[0029]使用含無機阻燃填 料的灌注樹脂在罩體內(nèi)表面手糊玻璃纖維阻燃內(nèi)層，待玻璃纖維阻燃內(nèi)層固化后，冷卻脫模后，按照磁懸浮列車司機室外罩工程圖紙對制品進行切割加工與表面涂裝，完成輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型。
[0030]本實用新型的有益效果是:
[0031]—、該種輕量化磁懸浮列車司機室外罩,整體成型磁懸浮司機室外罩,簡化裝配工序、成型效率高、質(zhì)量穩(wěn)定；
[0032]二、采取VaRTM導(dǎo)入工藝，可以有效地控制制品的樹脂含量，充分發(fā)揮碳纖維強度高的特點；
[0033]三、混雜纖維復(fù)合材料司機室外罩重量比鋁合金材質(zhì)降低50%、現(xiàn)在玻璃鋼司機室降低30%以上；
[0034]四、通過選取適用該工藝的阻燃材料，復(fù)合材料司機室外罩滿足防火要求符合DIN5510-2《軌道車輛的防火》要求；
[0035]五、碳纖維復(fù)合材料損傷容限高、缺口敏感性低、由于自身的導(dǎo)電性使之具有良好的電磁屏閉性能；
[0036]六、混雜復(fù)合材料司機室外罩沖擊性能達到IEC1373 IB級，撞擊性能滿足UIC651-2002，司機室不穿透；
[0037]七、制品耐腐蝕、加速老化試驗后強度保留率>80%，疲勞性能優(yōu)越。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本實用新型實施例一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2是本實用新型實施例一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3是本實用新型實施例一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的材料結(jié)構(gòu)示意圖；[0041]圖4是本實用新型實施例一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩整體成型工藝中真空導(dǎo)入體系鋪設(shè)的示意圖。
[0042]其中:101-右側(cè)面罩板，102-正面罩板，103-車鉤罩板，104-左側(cè)面罩板，105-底面罩板；201-表面阻燃膠衣層，202-阻燃玻璃纖維外層，203-主結(jié)構(gòu)層，204-阻燃玻璃纖維內(nèi)層；301-真空袋膜，302-導(dǎo)氣管，303-脫模布，304-帶孔隔離膜，305-制品，306-導(dǎo)流網(wǎng)，307-抽氣接口，308-導(dǎo)流管，309-進料口。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。
[0044]如圖1盒圖2所不,本實施例提供一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩,包括外罩本體，所述外罩本體包括右側(cè)面罩板101、正面罩板102、車鉤罩板103、左側(cè)面罩板104和底面罩板105，所述外罩本體采用玻璃纖維及碳纖維作為增強體、熱固性樹脂作為基體的混雜纖維復(fù)合材料制成。如圖3所示，所述外罩本體為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述外罩本體包括依次設(shè)置的表面阻燃膠衣層201、阻燃玻璃纖維外層202、主結(jié)構(gòu)層203、阻燃玻璃纖維內(nèi)204。所述主結(jié)構(gòu)層203包括碳纖維增強層和玻璃纖維增強層，所述碳纖維增強層的厚度為2.0-5.0mm,優(yōu)選為2.7mm。所述阻燃玻璃纖維外層202和/或所述阻燃玻璃纖維內(nèi)204采用添加有無機阻燃填料的阻燃樹脂。所述阻燃玻璃纖維外層202和阻燃玻璃纖維內(nèi)204的厚度均為
0.5mnT2mm,優(yōu)選為1.2mm。所述混雜纖維復(fù)合材料中樹脂的質(zhì)量分數(shù)為20%~55%,優(yōu)選為34%，所述增強體中玻璃纖維與碳纖維的重量比為0.6^1.5，優(yōu)選為1.2。所述熱固性樹脂基體采用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂。所述增強體采用單向布、雙向布、多軸向布或三維織物。
[0045]一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型工藝，包括以下步驟:將部分模具組裝為組合模具；使用氣動在組合模具表面噴涂表面阻燃膠衣層201，在噴涂前使用丙酮調(diào)節(jié)粘度；在灌注樹脂中加入無機阻燃填料后調(diào)勻，待噴涂的表面阻燃膠衣層201凝膠后，在表面阻燃膠衣層201上以0.5mnT2mm的厚度手糊玻璃纖維阻燃外層，待手糊玻璃纖維阻燃外層凝膠后，干法鋪敷碳纖維織物至2.0-5.0mm厚度，形成外罩本體的主結(jié)構(gòu)層203，在與車體連接部位鋪放碳纖維織物增強層，形成制品305 ;在所得制品305的內(nèi)表面分別鋪設(shè)樹脂導(dǎo)流系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)；在灌注樹脂中加入無機阻燃填料后調(diào)勻，運用VaRTM工藝導(dǎo)入樹脂，待樹脂浸潤后，進入加熱固化工序；在制品305按固化制度加熱固化后，待組合模具冷卻至常溫，去除外罩本體上鋪設(shè)的樹脂導(dǎo)流系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)；使用含無機阻燃填料的灌注樹脂在罩體內(nèi)表面手糊玻璃纖維阻燃內(nèi)層，待玻璃纖維阻燃內(nèi)層固化后，冷卻脫模后，按照磁懸浮列車司機室外罩工程圖紙對制品305進行切割加工與表面涂裝，完成輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型。
[0046]本實施例使用VaRTM樹脂導(dǎo)入整體成型基于碳纖和玻纖混雜復(fù)合材料磁懸浮列車司機室外罩的工藝。整體成型使用的模具包括成型上述五個部分的分體模塊，組合裝置除了定位裝置及夾緊裝置外，另設(shè)有安裝硅橡膠密封條的方形凹槽，確保模具氣密性后進行下一道工序。
[0047]該種輕量化磁懸浮列車司機室外罩的整體成型工藝，采用氣動噴涂表面阻燃膠衣層201，為噴涂阻燃膠衣前使用丙酮調(diào)節(jié)粘度，保證噴涂膠衣均勻、無流掛、貧膠。待表面阻燃膠衣層201凝膠后，手糊玻璃纖維阻燃外層，增強阻燃效果的同時，在表面阻燃膠衣層201與碳纖維織物間起過渡和防止分層作用。待手糊玻璃纖維阻燃外層凝膠后，按照鋪層設(shè)計順序干法鋪敷碳纖維織物至規(guī)定厚度為罩體主結(jié)構(gòu)層203，在與車體連接部位鋪放碳纖維織物增強層、對于曲率較大處的碳纖維織物層間用噴膠預(yù)固定，形成制品305。其中碳纖維織物的鋪放厚度和順序可確保罩體的強度、剛度、沖擊、抗撞擊等力學(xué)性能。
[0048]如圖4所示，在所得制品305的內(nèi)表面分別鋪設(shè)脫模布303、帶孔隔離膜304、導(dǎo)流網(wǎng)306、再設(shè)置導(dǎo)流管308、導(dǎo)氣管302、抽氣接口 307、進料口 309、用真空袋膜301包裹密封。樹脂導(dǎo)流系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)鋪設(shè)確保導(dǎo)入的樹脂浸潤整個罩體。在灌注樹脂中加入一定比例阻燃添加劑，運用VaRTM工藝導(dǎo)入樹脂，待樹脂浸潤完整個體系后，進入加熱固化工序。制品305按固化制度加熱固化后，待模具冷卻至常溫，去除罩體上所有的真空輔助材料。運用富含無機阻燃填料的灌注樹脂在罩體內(nèi)表面手糊玻璃纖維層，確保外罩內(nèi)表面的阻燃性能。待固化后，冷卻脫模。最后按照磁懸浮列車司機室外罩工程圖紙對制品305進行切割加工與表面涂裝。
【權(quán)利要求】
1.一種輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:包括外罩本體，所述外罩本體包括右側(cè)面罩板、正面罩板、車鉤罩板、左側(cè)面罩板和底面罩板，所述外罩本體米用碳纖維及玻璃纖維作為增強體、熱固性樹脂作為基體的混雜纖維復(fù)合材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:所述外罩本體為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述外罩本體包括依次設(shè)置的表面阻燃膠衣層、阻燃玻璃纖維外層、主結(jié)構(gòu)層、阻燃玻璃纖維內(nèi)層。
3.如權(quán)利要求2所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:所述主結(jié)構(gòu)層包括碳纖維增強層和玻璃纖維增強層，所述碳纖維增強層的厚度在2.0-5.0mm之間。
4.如權(quán)利要求2所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:所述阻燃玻璃纖維外層和/或所述阻燃玻璃纖維內(nèi)層采用阻燃樹脂或添加有無機阻燃填料的阻燃樹脂或添加有有機阻燃劑的阻燃樹脂。
5.如權(quán)利要求2-4任一項所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:所述阻燃玻璃纖維外層和阻燃玻璃纖維內(nèi)層的厚度均在0.5mnT2mm之間。
6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩,其特征在于:所述熱固性樹脂基體采用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂。
7.如權(quán)利要求1-4任一項所述的輕量化磁懸浮列車司機室外罩，其特征在于:所述增強體采用單向布、雙向布、`多軸向布或三維織物。
【文檔編號】B61D17/00GK203651773SQ201320648139
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】顏磊, 劉偉, 李紅強, 孫攀, 於永紅 申請人:江蘇恒神纖維材料有限公司