CN210822474U - 一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消防车钣金件加强结构技术领域，具体涉及一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，该钣金件加强结构包括设置于顶部的钉状面板和设置于底部的碟状围板，碟状围板与钉状面板的两端连接以围成盒状封闭空间，盒状封闭空间内填充有发泡填充物，钉状面板为金属薄板，其内表面焊接有若干个连接钉，碟状围板的内表面上对应连接钉的位置开设有连接钉穿孔；碟状围板是由金属薄板折弯而成，且碟状围板的两端具有朝向内侧弯曲的折弯部，折弯角度为135～150°。该钣金件加强结构简单，在强度和刚度上同时达到加强的目的，并大大简化了生产工序，降低了成本，满足批量化生产的需求。

Description

一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构

技术领域

本实用新型涉及消防车钣金件加强结构技术领域，具体涉及一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构。

背景技术

钣金件加强技术在日常生产中运用极为广泛，但由于钣金件受自身结构特点的局限，单一的钣金件结构在实际使用中常常存在强度和刚度不足的情况。为解决上述问题的常规处理方法是：一方面，单纯的增加钣金件用量(如增加钣金件厚度)，但该方法所获得的强度和刚度并不能满足实际产品使用上的要求，而且还会直接导致原材料成本上升、自重增加、结构复杂、生产加工困难等问题；另一方面，直接通过钣金件本身的塑性变形来增加强度和刚度，但这需要使用大型液压设备加工成型，有时甚至需要分多次冲压才能满足设计要求，从而导致加工设备成本上升、生产加工困难、报废率高的问题。

目前，消防车乘员室顶部主要由钣金件加工而成，其常规加强技术是将钣金件折弯成“波纹板”10(如图1所示)，然后将“波纹板”10折弯件以焊接方式拼接至所需尺寸，再在其两侧通过胶粘剂40分别粘接面板20及内饰材料30，即通过物理方法使钣金件塑性变形后达到加强的目的。但是，上述“波纹板”10折弯件先拼焊后粘胶的方式和结构设计，在实际生产中存在以下问题：

(1)需采用激光切割设备下料，以保证准确定位，便于后续再折弯工序中对刀，以减少折弯工序的出错概率；(2)每块板材折弯100余刀次，而常规宽度的乘员室一般需要2块板材组成，这样共计需要折弯200余刀次(结构比较复杂的乘员室顶部则需要由更多数量的波纹板组成)，而每折弯1刀均需由3人共同核对无误后再下刀，如折错其中任何一刀，则前功尽弃；因此，折弯工序中钣金件报废风险相对较高；(3)由于折弯次数太多，工人劳动强度大，安全事故风险也极大；(4)由于折弯件拼焊后的成品与面板之间采用粘胶方式连接，粘胶后对工件压紧定位，并需等待24h后方可进入下一工序安装使用，这期间粘接工件之间不允许有相对位移操作，否则将影响粘接性能，因此在批量生产时，粘胶工序的压紧定位操作需占用大面积生产场地；因此，现有的钣金件加强结构复杂，钣金材料使用量大，产品自重大，而且加工工序复杂，生产周期较长，成本高，安全性不足，已无法满足批量化生产的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，该钣金件加强结构简单，在强度和刚度上同时达到加强的目的，并大大简化了生产工序，降低了成本，满足批量化生产的需求。

提供一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，包括设置于顶部的钉状面板和设置于底部的碟状围板，所述碟状围板与所述钉状面板的两端连接以围成盒状封闭空间，所述盒状封闭空间内填充有发泡填充物，所述钉状面板为金属薄板，其内表面焊接有若干个连接钉，所述碟状围板的内表面上对应连接钉的位置开设有连接钉穿孔；

所述碟状围板是由金属薄板折弯而成，且所述碟状围板的两端具有朝向内侧弯曲的折弯部，所述折弯部的折弯角度为135～150°。

上述技术方案中，所述碟状围板与所述钉状面板的两端焊接固定，所述钉状面板和碟状围板的厚度设置为3～5mm。

上述技术方案中，所述连接钉垂直于所述钉状面板，所述连接钉的个数设置为 8～12个。

上述技术方案中，所述连接钉的直径设置为6～10mm。

上述技术方案中，所述发泡填充物是由注入盒状封闭空间的发泡剂发泡成型，所述发泡填充物的厚度设置为20～30mm。

上述技术方案中，所述连接钉包括相连接的头部和杆部，所述头部穿设于所述连接钉穿孔，并且所述头部与所述连接钉穿孔焊接。

上述技术方案中，所述连接钉头部与连接钉穿孔焊接处的孔隙周向形成一定厚度的焊缝凸起。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，包括设置于顶部的钉状面板和设置于底部的碟状围板，碟状围板与钉状面板的两端连接以围成盒状封闭空间，盒状封闭空间内填充有发泡填充物，钉状面板为金属薄板，其内表面焊接有若干个连接钉，碟状围板的内表面上对应连接钉的位置开设有连接钉穿孔；碟状围板是由金属薄板折弯而成，且碟状围板的两端具有朝向内侧弯曲的折弯部，折弯部的折弯角度为135～150°。采用上述加强结构，钉状面板和碟状围板均由一定厚度的金属薄板制成，其中碟状围板的两端通过折弯冲压成型，并与钉状面板的两端焊接固定，该折弯角度控制在135～150°，这样不仅能够配合消防车乘员室顶部与各个侧面连接处的设计，而且充分利用了大折弯角度以减少钣金材料在实际使用过程中的非预期延展；另一方面，利用连接钉与连接钉穿孔的配合，进一步加强碟状围板与钉状面板的强度，再利用发泡工装，在钉状面板与碟状围板之间的盒状封闭空间内注入发泡剂进行发泡成型，从而在前述连接钉周围形成具有一定密度(该密度可达“自由发泡”件密度的若干倍)的均匀的发泡填充物，从而使钣金材料在强度和刚度上同时达到加强的目的，更好地满足消防车乘员室顶部结构的要求。与现有技术相比，本实用新型的钣金件加强结构及其制备方法具有以下优点：

(1)本实用新型采用物理和化学相结合的方法，使钣金材料在强度和刚度上同时达到加强的目的，该钣金件加强结构更简单，成品不再需要焊接拼接，整体性更强，而且整体自重下降了21％，结构轻量化优势明显；

(2)该钣金件加强结构大大减少了金属板材使用量，使金属板材的厚度更薄的同时，仍然能够满足强度和刚度加强的要求，最小厚度可达到3mm甚至以下，而消防车采用现有技术的“波纹板”加强结构时，当板材厚度低于3mm时，会开始出现强度和刚度不足的现象；

(3)本实用新型的钣金件加强结构的制备工艺更为简单，下料时仅需使用普通剪板机及切角工具即可完成，整个碟状围板仅需要折弯8刀次即可完成所需的折弯操作，发泡过程仅需静置2h，即可进入下一工序安装使用，故与现有技术需要经过激光切割下料-200余刀次折弯-焊接-粘胶后等待24h的工序相比，本实用新型大大简化了生产工序，缩短了生产周期，使下料工序成本下降93％，折弯工序成本下降97％，省去了成品之间的拼焊成本，工序等待时间下降91％，而且制作场地占用空间小，更好地满足批量化生产的需求；

(4)本实用新型的钣金件加强结构的内部为发泡填充物，其平均导热系数小，不仅阻挡了热对流和热辐射产生的能量交换，更直接阻隔了绝大部分热传导，在消防车乘员室上的运用能够产生显著的保温隔热效果。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为现有技术的波纹板加强结构的示意图。

图2为本实施例的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构的示意图。

图3为本实施例的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构的另一角度的示意图。

图4为本实施例的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构的钉状面板的结构示意图。

图5为本实施例的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构的碟状围板的结构示意图。

图6为图2 中A处的放大结构示意图。

图7为图5 中B处的放大结构示意图。

附图标记：

钉状面板1、连接钉11；

碟状围板2、连接钉穿孔21、折弯部22；

发泡填充物3、焊缝凸起4；

折弯角度β；

波纹板10、粘接面板20、内饰材料30、胶粘剂40。

具体实施方式

结合以下实施例及附图对本实用新型作进一步描述。

本实施例的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，如图2和图3所示，包括设置于顶部的钉状面板1和设置于底部的碟状围板2，碟状围板2与钉状面板1的两端连接以围成盒状封闭空间，盒状封闭空间内填充有发泡填充物3。如图3所示，钉状面板1为金属薄板，其内表面焊接有若干个连接钉11；如图4所示，碟状围板2的内表面上对应连接钉11的位置开设有连接钉穿孔21，碟状围板2是由金属薄板折弯而成，且碟状围板2的两端具有朝向内侧弯曲的折弯部22，折弯部22的折弯角度β为135～150° (见图6)。采用上述加强结构，钉状面板1和碟状围板2均由一定厚度的金属薄板制成，其中碟状围板2的两端通过折弯冲压成型，并与钉状面板1的两端焊接固定，该折弯角度β控制在135～150°，这样不仅能够配合消防车乘员室顶部与各个侧面连接处的设计，而且充分利用了大折弯角度以减少钣金材料在实际使用过程中的非预期延展；另一方面，利用连接钉11与连接钉穿孔21的配合，进一步加强碟状围板2与钉状面板1的强度，再利用发泡工装，在钉状面板1与碟状围板2之间的盒状封闭空间内注入发泡剂进行发泡成型，从而在前述连接钉11周围形成具有一定密度(该密度可达“自由发泡”件密度的若干倍)的均匀的发泡填充物3，从而使钣金材料在强度和刚度上同时达到加强的目的，更好地满足消防车乘员室顶部结构的要求。

具体的，碟状围板2与钉状面板1的两端焊接固定。钉状面板1和碟状围板2的厚度设置为3～5mm。

具体的，连接钉11垂直于钉状面板1，连接钉11的个数设置为8～12个，连接钉 11的直径设置为6～10mm。连接钉11的焊接需保证准确的定位和垂直度，以便后续与碟状围板2间的组合作业。连接钉11包括相连接的头部和杆部，头部穿设于连接钉穿孔21，并且头部与连接钉穿孔21焊接。作为优选的实施方案，连接钉11头部与连接钉穿孔21焊接处的孔隙周向形成一定厚度的焊缝凸起4(见图5)。利用连接钉11 与连接钉穿孔21的配合，进一步加强碟状围板2与钉状面板1的强度，再利用发泡工装，在钉状面板1与碟状围板2之间的盒状封闭空间内注入发泡剂进行发泡成型，从而在前述连接钉11周围形成具有一定密度(该密度可达“自由发泡”件密度的若干倍)的均匀的发泡填充物3，从而使钣金材料在强度和刚度上同时达到加强的目的，更好地满足消防车乘员室顶部结构的要求。

具体的，发泡填充物3是由注入盒状封闭空间的发泡剂发泡成型，发泡填充物3 的厚度设置为20～30mm。

以上钉状面板1和碟状围板2的最佳板材厚度、发泡填充物3的厚度、连接钉11 数量、直径及其排布规则和焊接方式，均是发明人经过大量实验而得出的，这些不仅需要适用于消防车乘员室顶部的需求，而且必须满足国家标准GB7956对消防车乘员室顶部的强度和刚度要求，即驾乘室顶部需要上人操作或维修装备时，应保证在 300mm×200mm范围能够承受质量为100kg的静载荷，5min后撤除上述载荷，驾乘室顶不应有“结构破坏或可见的永久变形”。最终实现钣金材料在强度和刚度上同时达到加强的目的，满足消防车乘员室顶部结构的要求。

该消防车乘员室顶部钣金件加强结构的制备方法如下：

步骤a、将金属薄板按尺寸进行剪板下料、切角后，得到第一金属薄板和第二金属薄板，备用；

步骤b、在第一金属薄板的内侧表面上焊接若干个连接钉11，得到钉状面板1；

步骤c、对第二金属薄板的两端分多次进行折弯成型，形成一定折弯角度的折弯部22，并在第二金属薄板的内侧表面冲出与所述连接钉11对应的连接钉穿孔21，得到碟状围板2；

步骤d、将所述钉状面板1和碟状围板2拼接，使连接钉11的头部对应穿设于所述连接钉穿孔21，并将所述折弯部22的外侧端分别与所述钉状面板1的两端焊接，然后在碟状围板2的外侧面上沿连接钉11头部与连接钉穿孔21的孔隙周向施焊并形成一定厚度的焊缝凸起，拼焊后得到具有盒状封闭空间的半成品；

步骤e、在拼焊后的钉状面板1和碟状围板2的内侧表面上分别涂刷所需用量的粘接剂，静置一段时间后，将所述半成品装入发泡工装的下模中，准确定位后，上模盒盖并锁紧，所述盒状封闭空间成为发泡腔；接着向发泡工装内注入所需用量的发泡剂，注入前先搅拌混合使发泡剂匀速注入发泡腔，待发泡剂注入后封闭注入口，发泡一段时间后，卸模取件，即得到钣金件加强结构成品。

具体的，步骤c中，折弯次数为8刀次。

具体的，步骤e中，发泡时间为2h，且发泡过程中对空鼓或发热不均的部位施加适度的振动或轻敲。

试验例：将本实施例的钣金件加强结构与现有技术的“波纹板”加强结构及其工艺进行对比，结果如表1所示：

表1.本实施例的钣金件加强结构与“波纹板”加强结构的各工序对比

由表1可知，本实施例的钣金件加强结构在其生产制作过程各个工序均比现有的“波纹板”加强结构具有明显的优势，整个制备工艺更为简单，下料时仅需使用普通剪板机及切角工具即可完成，整个碟状围板2仅需要折弯8刀次即可完成所需的折弯操作，发泡过程仅需静置2h，即可进入下一工序安装使用，故与现有技术需要经过激光切割下料-200余刀次折弯-焊接-粘胶后等待24h的工序相比，本实用新型大大简化了生产工序，缩短了生产周期，使下料工序成本下降93％，折弯工序成本下降97％，省去了成品之间的拼焊成本，工序等待时间下降91％，而且制作场地占用空间小，更好地满足批量化生产的需求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：包括设置于顶部的钉状面板和设置于底部的碟状围板，所述碟状围板与所述钉状面板的两端连接以围成盒状封闭空间，所述盒状封闭空间内填充有发泡填充物，所述钉状面板为金属薄板，其内表面焊接有若干个连接钉，所述碟状围板的内表面上对应连接钉的位置开设有连接钉穿孔；

所述碟状围板是由金属薄板折弯而成，且所述碟状围板的两端具有朝向内侧弯曲的折弯部，所述折弯部的折弯角度为135～150°。

2.根据权利要求1所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述碟状围板与所述钉状面板的两端焊接固定，所述钉状面板和碟状围板的厚度设置为3～5mm。

3.根据权利要求1所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述连接钉垂直于所述钉状面板，所述连接钉的个数设置为8～12个。

4.根据权利要求3所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述连接钉的直径设置为6～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述发泡填充物是由注入盒状封闭空间的发泡剂发泡成型，所述发泡填充物的厚度设置为20～30mm。

6.根据权利要求1所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述连接钉包括相连接的头部和杆部，所述头部穿设于所述连接钉穿孔，并且所述头部与所述连接钉穿孔焊接。

7.根据权利要求6所述的一种消防车乘员室顶部钣金件加强结构，其特征在于：所述连接钉头部与连接钉穿孔焊接处的孔隙周向形成一定厚度的焊缝凸起。

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