铁路客车行李架设计技术

1、铁路客车行李架设计技术作者 谢磊内容提要:本文重点介绍了客车行李架的设计原则、设计步骤、设计要点、和格栅式行李架设计，对铁路客车行李架设计的掌握将有积极的帮助。1概述 旅客列车行李存放是客车设计中的重要课题，合理解决行李存放也是体现旅客列车“人性化”服务的重要标志。我国铁路旅客列车的行李存放一般有行李台、行李架和大件行李存放间三种方式。行李台适用于软卧车和半封闭的硬卧车。大件行李存放间适用于高速客车和动车组，由于高速客车和动车组受空间条件限制，客室内行李架不能满足放置大件行李的要求，特在车辆端部设置大件行李间。行李架主要用在硬座和硬卧车上。硬座车和硬卧车是旅客较集中的车厢，旅客多，行李多，对于

2、长途旅客列车行行李存放需求显得更为迫切，行李架设计显得更为重要。行李架是车内使用频率较高的主要部件之一，合理的结构设计，不但使得安装方式简单，还能最大限度的利用车厢内有限的空间，而且能最大程度的满足旅客的需要。随着铁路客车的发展，客车行李架的设计技术也在不断进步和更新，21型客车为老式格栅型行李架，采用钢管纵向贯通方式，钢板折边支架。我公司80年代研制的双层客车，采用整体玻璃钢行李架，铝合金压铸支架，在后期批量生产时改为横格栅式行李架，仍采用铝压铸支架，其形式与现在25型客车类似。在90年代研制的“一动六拖”和“两动九拖”双层拖车上，首次研制集照明、扬声器和行李存放多功能一体化薄型、透明板式行

3、李架，基体采用8厚玻璃或进口透明PC 板，前后边梁和灯罩板采用铝合金型材，支架为铝压铸方式。综观铁路客车所使用的行李架，其形式只有板式和格栅式两种，仅仅是造型、材料和结构方式不同而已。在高速客车或动车组上多数采用板式行李架并有向薄形、透明、简洁或多功能一体式发展的趋势，在一般长途旅客列车上仍保持实用、大方的格栅式行李架。 2设计原则总体设计原则：行李架的高度、造型、大小与客室空间高度、造型和总体布置密切相关，总体必须统筹兼顾得以确定。在此过程中总体必须与负责行李架设计的专业设计师充分协调一致。高度：要考虑是行李存放空间能否得到保证，过高行李存放是否方便，过低是否碰头等等。 大小（即存放行李有效

4、的空间）：能否满足行李存放量的需要。造型：必须与车内工业设计相协调。专业设计原则：专业设计者对于新设计或新研制的行李架，必须配合主管设计进行广泛的调研，提出设计方案，最大限度达到总体思路的目标。行李架设计必须达到三个使用目标：方便、安全、放心。方便就是旅客行李存放自如，容量能满足要求。安全就是行李架本身要有安全感，且在车辆受到冲击振动时行李不易坠落。放心就是旅客能随时看到自己的行李，目前行李架所采用的格栅式、透明式和反照式结构基本能达到旅客放心的要求。下面就该行李架的设计原则、设计步骤、设计要点和25G/T型客车格栅式行李架进行重点介绍。 3设计步骤31设计依据技术规范对行李架的有关规定；总体

5、设计及要求（高度、外形尺寸、基本造型）；相关技术标准的规定（铁道部技术政策、国内相关标准、UIC562、UIC566等国际标准）；同类行李架设计。32 设计定位（设计方案确定）总体设计关于行李架要求确定（高度、外形尺寸、基本造型）；行李架设计方案确定（形式、强度、可视、外观等）；行李架结构及材料确定（材料选择、型材断面、结构组成）；行李架安装关系确定（墙板、侧顶板、钢结构）；行李架技术要求确定（明确组装要求）。33提出联系书与车体之间的安装关系应提出联系书，并明确强度要求，与侧顶板、墙板和钢结构之间的关系，需与车体及主管相互协调确定。如为多功能一体化行李架，需与相关方共同研究方案，由负责行李架

6、设计师为主提出全部机械、电器接口关系。34完成设计35试制验证对于新设计或有重大改进的行李架设计应进行试制、试装验证，在强度、组装、外观和安装等方面是否达到预想目标要求，同时可以控制设计风险，进一步确认设计的可靠性。4设计要点41空间设计对于不同条件下运行的车辆，对行李存放的需求是不同的，高速客车及动车组行李存放需求较小，行李存放空间相对较小，中长途客车需求较大，行李存放空间相对较大。究竟应考虑多大的存放空间才能满足不同条件下旅客的需要，一般是由经验数据来决定的，它需要经过调研综合作出判断，而且以满足高峰时段的需求为主来进行确定。对于行李架空间设计，目前采用较多的办法是继承和参照，再结合实际客

7、室空间来确定。在标准UIC562中对行李架空间要求进行了明确规定：行李架应能搁放高为260mm，深度不小于300mm 的矩形截面的行李。根据现有客车的设置情况，行李架空间高度（外边梁至顶部）较小的有260，较大在500以上， 行李架有效伸出长度，较小有380，较大的达到420。在高度和长度确定的情况下，应尽可能减小行李架上部侧顶板的倾斜度，以获得更大的有效空间。42强度设计421基本要求行李架强度设计的基本要求一般体现在如下三个方面：a 行李架板块的整体强度和刚度；b 支架（或拉杆）的强度；c 行李架（或拉杆）与车体连接的强度。在行李架设计中，强度是安全条件，必须优先得到保证。422参考依据以

8、下是与行李架强度设计的相关数据，在行李架设计中可以作为参考依据：a 铁路技术政策规定，每位旅客携的行李允许20公斤；b UIC566标准中规定，每沿米垂直力1000N 的载荷，前端任何部位应能承受850N 的集中力，卸除载荷后，行李架不能显示出任何的永久变形。c 根据铁道部2003年制定的25B、25G型部备客车行李架技术规范，行李架允许的最大集中载荷为90kg（作用于最大跨度的对称中心处），允许承受的均匀载荷为每延米110kg，在此载荷作用下不得产生塑性变形，支承杆处行李架外缘的弹性下沉量不大于5mm，最大相对挠度（两支杆处和跨度中心相对于地板面挠度之差）不大于5mm。在无载荷状态，每延米挠

9、曲度不得大于1mm。行李架的强度设计必须符合有关规定，必要时应进行强度试验进行验证。43安全设计行李架的安全设计要求：行李架的强度必须符合4.2条要求；车辆在受到纵向冲击和横向摆动时，必须确保存放行李的稳定性，不得产生滑行和坠落，在结构设计时在纵向应有意阻止行李的纵向滑行，横向倾斜度必须符合要求（标准UIC562中规定行李架的坡度不小于1/8），外边梁设计应有意阻挡行李的滑落。44可视设计可视设计的目的就是为了让旅客能在席位上直接看到自己的行李，让旅客“放心”也是人性化设计的重要方面，尽管在客车设计中尚未全部实现可视设计，但这是趋势，所以作者认为可视设计仍应作为行李架设计的必要条件，从目前国内

10、实际情况看，行李架一般有如下三种可视方式：漏空式、透明式和反照式。25G/T型客车采用了漏空（格栅）式，“新署光”号内燃动车组双层拖车上采用了透明式，在高速动车组上开始采用反照式，即在板式行李架上方侧顶板上安装镜面材料，旅客可以在镜面中看到自己的行李。45材料选择从目前铁路客车行李架设计的情况来看，基本上采用的是钢、铝、塑三种材料，个别也有采用玻璃来实现透明功能的。钢材主要用于支架和斜拉杆，以保证强度，常规客车行李架支架多数采用钢材制作。铝制件使用最多，其一用于支架，采用模具压铸成型，只要设计合理，既能保证强度，也具有一定的美观性，但与车体结构关系处理方面有局限性，且一次性模具成本较高，其二，

11、也是用得最多的就是铝合金型材，其特点是质量轻、成形规范、强度适中、组装方便，因而具有较强的生命力，应用最为广泛，行李架基本架构（前后边梁、罩板、灯光罩板等）大都采用铝合金型材制作；塑料制品（即高分子合成材料）在行李架的设计中的应用也日趋广泛，其特点是质量轻、一次成形、外形美观、组装方便，其缺点是刚度较弱，耐热较低、尺寸稳定性较差。但如果设计合理，使用部位得当，可以充分用其长，避其短，会表现出良好的设计效果。例如常规客车格栅条、堵板及部分罩板均采用型材及模塑成形塑料制作，板式行李架的基板采用透明PC 材料制作等等。46结构设计在以上基本要求确定的前提下，结构设计就是如何充分利用材料的特性，来实现

12、预定的方案设计。结构设计的基本指导思想：对于常规客车其行李架设计以实用、大方、安全为主，对于高档客车及动车组以轻巧、美观和安全为主。结构设计要求模块化程度高、组装方便快捷、安装结构简单可靠。目前25G/T型客车采用的格栅式行李架经过不断改进，已基本实现上述要求，并成为常规客车主型行李架。47安装设计行李架安装一般有两种方式，一种为内装式，其结构采用与钢结构直接连接，也就是说必须先安装行李架，再安装墙、顶板；另一种为外装式，就是说在墙、顶板安装后再装行李架，前种方式一般用于承重大，强度要求较高的场合，如目前采用的格栅式行李架，后者用于轻巧型行李架，如目前动车组采用拉杆式行李架。在21、22、25

13、型车和双层客车上均采用外装式，在钢结构上焊制螺栓伸出墙板外面进行安装，这种方式对车体结构影响较小，但工艺性差，调整困难，支架外露，明螺栓安装，外观差，后来为了改进安装工艺和提高美观性，发展为现有安装模式。究竟采用哪种方式比较合理，应视总体和工业设计要求来确定。但不管哪种方式，其安装时应便于调整。因为客室行李架是分多组分别安装的，高度方向需要调整一致，每组行李架上至少有两个支架，支架是安装在钢结构立柱上的，或者安装于特设的内部骨架上，其支架安装时沿车体纵向也需要调整，所以行李架在设计结构上应同时考虑高度和纵向的调整量。5格栅式行李架格栅式行李架是目前铁路25G/T型客车中主型行李架，其特点是容量

14、大、强度高、简洁、明快，它主要适用于长途旅客列车。是目前普通旅客列车上应用最为广泛的行李架（见图1）图1 格栅式行李架外观图51结构组成格栅式行李架包括支架组成、前边梁、后边梁、格栅组成、堵板组成、毛巾杆组成、连接梁等。采用格栅结构，能够满足乘客可从下面看到存放的行李的要求；且行李架整体上翘5，防止行李掉下。硬座、硬卧车行李架结构基本一致，所不同的是宽度不同，硬座车是568，硬卧车是530（见图2所示）.5.2支架支架由底板、加强板、托梁组成（见图3）。通过防转螺栓将支架与车体钢结构相连，支架承载着行李架的自身载荷和行李的载荷。因此支架的连接位置，支架本身的强度对整个行李架的强度都是至关重要的

15、。支架的底板采用10mm 的钢板，加强板采用6mm 的钢板，托梁由30x50x3的方钢制作，通过在工装上焊接既能将三者连接牢固，又能保证各支架角度的一致性。另外支架也可用压铸件，但由于工艺较复杂在此一般不采用。53边梁前、后边梁形状规则圆滑，没有明显的棱角；侧顶板插入后边梁的缺口处（见图4），侧顶板与行李架形成了一个整体，有较好的外观效果。按客户需要有时候需要设置毛巾杆，就可在后边梁的下口焊 接毛巾杆。客车设计部学习教材 KSJC05-07 前后边梁为铝型材，表面喷塑。这种材料具有以下特点：中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好， 工艺性能好（易挤压成形） ，氧化着色性能好，故被广泛用于客车行李架

16、上。 图2 5.4 格栅 格栅式行李架结构图 格栅由格栅条、前后连接板组成模块。格栅模块插入前后边梁组成一个整体。两格栅条中心距离 60mm，既能保证行李不会漏下，又可让坐着的乘客看到自己的行李。 格栅条及挡板均由 PVC 制作，具有耐磨、光滑、形状简单、易于清洗等特点。 5.5 堵板 每段行李架的两端头前边梁都是开放的，既不美观又不容易清洗。特在此处配合前边梁的形状设 计了堵板，在外观上看形成一个整体。 堵板材质也为 PVC。这种材料具有以下特点：易模具成型，外形规范，安装方便，有良好的耐寒性 和电热性能，化学稳定性强，能可以制成各种色彩的制品。 5.6 组装 行李架组成：由于组成行李架和各

17、配件都是型材制成的，其断面和外形比较规范，所以组装过程相 对简单，只要把格栅模块、前边梁、后边梁、支架按顺序放入工装胎膜，并按要求进行连接即可。格栅 6 客车设计部学习教材 KSJC05-07 模块和前后边梁之间应配合严密，不得前后窜动，并保证在车辆运行过程中不得有声响。 行李架分组：按理论上来说行李架可以根据客室长度通长整体制作，但受到运输、车内空间和安 装工艺的局限而难以实现，一般情况下将按照一定的规律分组制作。常规客车一般采用按窗分组，大多 为两窗一组方式。 行李架安装：行李架上的支架与侧墙上窗立柱连接，窗立柱上有预先开好的羊眼孔。在装行李架 前，底面要先拉线找平找直。预先在羊眼孔内装入防转螺栓，将行李架整体抬上后，在螺栓处用垫圈、 螺母等具有防松作用的连接方式固定好（见图 2 所示） 。 图3 支架结构及安装图 图4 5.7 外观 侧顶板与后边梁安装图 喷塑层外观应平整、光滑、均匀、颜色一致