标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法

摘要

本发明提供一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法，包括底部平台、定位压板、封端泡沫、侧部均压板和顶部均压板，定位压板和底部平台分别设有螺栓孔，定位压板通过螺栓连接底部平台的顶面，底部平台的顶面设有一个以上的限位孔，限位孔内设有限位块，定位压板和底部平台间分别设有封端泡沫、侧部均压板和顶部均压板。该工装是由钢材为原材料，通过机械加工组合而成的新型实用型工装。该工装结构简单、制造简易和实施简单、加工成本低廉以及装配精度高等优点，保证了结构件的装配精度的同时也大大降低制造成本及制造周期。

说明书

技术领域

本发明涉及一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法，特别适用于中国标准化动车组设备舱用碳纤维复合材料横梁装配。

背景技术

随着世界各国经济贸易往来日渐频繁和城镇化水平逐步提高，高速铁路已进入新一轮快速发展期，为旅客提供更安全、更快捷、更舒适、更环保的运输服务是列车设计的永恒主题。世界轨道交通装备正面临新挑战是如何实现轻量化，降低轮轨磨耗和运动阻力，降低维护成本；功能集成、简化制造、减少用材，降低成本；满足防腐、阻燃、隔音、隔热减振要求；满足高强度、高刚度、可靠性、寿命保证、抗冲击、高吸能等要求，实现耐碰撞、可回收利用以及降低全寿命运营成本。客运车辆对新材料及其复合结构件提出了新要求。

在传统材料已经难以满足轻量化高性能要求的当代社会，具有轻质高强特性的复合材料已经成为铁路系统和高速列车研究开发的重点，特别是国外复合材料已在轨道交通中成功应用。其中最引人瞩目的当属碳纤维复合材料。其在航空、航天、民用航空、船舶、海洋工程、风力发电等行业技术已成熟；复合材料的应用已解决金属材料的疲劳、耐腐蚀、质量重等特性。

中国标准化动车组作为国内自主研发的动车组，中车集团从目前国际环境出发，希望提高列车结构稳定性、轻量化、耐腐蚀、抗疲劳等综合方面。碳纤维复合材料已成为其首选材料。而为了更有效安全考虑，中车集团希望先从外到内逐步研发，现从标准化动车组设备舱碳纤维复合材料应用开始，希望在高速列车上逐步实现轻量化。而碳纤维复合成材料横梁为设备舱主承力结构件之一，其制造工艺、质量和成本关乎到将来碳纤维复合材料是否可以成功批量化应用到轨道交通中重要一环。横梁装配用工装作为横梁质量、效率、成本等控制方面则是责无旁贷。但目前使用的横梁装配用工装存在横梁质量不能保证，且效率相对较低成本过高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法，在保证了制件的质量、尺寸精度、生产效率方面起到关键作用，解决现有技术中存在的横梁质量不能保证，且效率相对较低成本过高的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装，包括底部平台、定位压板、封端泡沫、侧部均压板和顶部均压板，定位压板和底部平台分别设有螺栓孔，定位压板通过螺栓连接底部平台的顶面，底部平台的顶面设有一个以上的限位孔，限位孔内设有限位块，定位压板和底部平台间分别设有封端泡沫对制件进行封端处理、两个以上的侧部均压板、顶部均压板。

进一步地，底部平台设有带胶下蒙皮，带胶下蒙皮上设有横梁的腹板，横梁的腹板的顶部设有带胶上蒙皮，带胶上蒙皮上设有顶部均压板，侧部均压板分别设于横梁的腹板的两侧且两侧的侧部均压板共同由C型夹固定，封端泡沫设于横梁的腹板的底部两端。

进一步地，横梁的侧部对称轴设置有侧部均压板。

进一步地，底部平台采用工型结构。

进一步地，限位块采用碳纤维复合材料限位块，侧部均压板和顶部均压板均采用钢板。

一种使用上述标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装的装配方法，将带胶下蒙皮平放于底部平台上且带胶下蒙皮放置在限位块间，再将两个带胶横梁的腹板至于带胶下蒙皮上同时用封端泡进行封端处理，，带胶横梁的腹板的接触面涂胶后形成胶接面；然后将带胶上蒙皮至于带胶横梁的腹板的共同顶面上；在横梁的腹板的侧部依次放置侧部均压板，在带胶上蒙皮上放置顶部均压板；

使用C型夹加持侧部均压板后，通过螺栓拧紧定位压板和底部平台，完成工装的安装后使用固化炉固化得到标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁。

本发明的有益效果是：本发明一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法，该工装是由钢材为原材料，通过机械加工组合而成的新型实用型工装。该工装结构简单、制造简易和实施简单、加工成本低廉以及装配精度高等优点，保证了结构件的装配精度的同时也大大降低制造成本及制造周期。

附图说明

图1是本发明实施例标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装的结构示意图；

图2是实施例中标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁的装配示意图

其中：1-底部平台，2-定位压板，3-顶部均压板，4-侧部均压板，5-封端泡沫，6-螺栓，7-限位块，8-带胶下蒙皮，9-带胶上蒙皮，10-横梁的腹板，11-胶接面。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例的标准化动车设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装，结构简单、制造简易、成本低加工效率高、装配效率高以及装配所得制件尺寸精度满足制件设计要求，是一种新型实用型横梁装配工装。

实施例

一种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装，如图1，包括底部平台1、定位压板2、封端泡沫5、侧部均压板4和顶部均压板3，定位压板2和底部平台1分别设有螺栓孔，定位压板2通过螺栓6连接底部平台1的顶面，底部平台1的顶面设有一个以上的限位孔，限位孔内设有限位块7，定位压板2和底部平台1间分别设有封端泡沫5、两个以上的侧部均压板4、顶部均压板3。

底部平台1设有带胶下蒙皮8，带胶下蒙皮8上设有横梁的腹板10，横梁的腹板10的顶部设有带胶上蒙皮9，带胶上蒙皮9上设有顶部均压板3，侧部均压板4分别设于横梁的腹板10的两侧且两两侧的侧部均压板4共同由C型夹固定，封端泡沫5设于横梁的腹板10的底部。

横梁的侧部对称轴设置有侧部均压板4。底部平台1采用工型结构。限位块7采用碳纤维复合材料限位块7，侧部均压板4和顶部均压板3均采用钢板。

该种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装，以普通钢材为原材料，通过机械加工组装而成。碳纤维复合材料横梁装配工装制备如下：购买规定尺寸的底部平台1、方钢、钢板以及螺栓6、制备定厚度碳纤维复合材料限位块7，具体为：将底部平台1上按工程图样标注螺栓孔中心点，用便携式台钻在标准螺栓孔和限位块7的位置钻螺栓孔，将螺栓6拧入螺栓孔中；按工程图样加工方钢和钢板，得到侧边均压板和顶部均压板3；加工制备好的碳纤维限位块7，将制备好的限位块7拧入限位块7孔中。

一种使用上述标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装的装配方法，如图2，将带胶下蒙皮8平放于底部平台1上且带胶下蒙皮8放置在限位块7间，再将封端泡沫5和两个带胶横梁的腹板10至于带胶下蒙皮8上，带胶横梁的腹板10的接触面涂胶后形成胶接面11；然后将带胶上蒙皮9至于带胶横梁的腹板10的共同顶面上；在横梁的腹板10的侧部依次放置侧部均压板4，在带胶上蒙皮9上放置顶部均压板3；

使用C型夹加持侧部均压板4后，通过螺栓6拧紧定位压板2和底部平台1，完成工装的安装后使用固化炉固化得到标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁。

该种标准化动车组设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装及方法，该工装是由钢材为原材料，通过机械加工组合而成的新型实用型工装。该工装结构简单、制造简易和实施简单、加工成本低廉以及装配精度高等优点，保证了结构件的装配精度的同时也大大降低制造成本及制造周期。

该种标准化动车设备舱碳纤维复合材料横梁装配工装，简单实用，不仅有效保证横梁的外形尺寸，而且在降低制造成本的同时还提高了生产效率；工装由装配底部平台1、限位块7、定位压板2、均压板3等组成，从全方位方面保证了制件的尺寸。