CN108791348A - 轨道车辆的牵引梁 - Google Patents

Abstract

本发明提供一轨道车辆的牵引梁，在满足车体强度的同时能够满足车体的轻量化需求。所述牵引梁包括上盖板、下盖板以及连接于两者之间的腹板，还包括采用铝型材挤压而成的车钩安装座，所述上盖板的底面预留有接口并横向间隔地布置有三个以上所述腹板，所述下盖板盖合于相邻所述腹板之间，所述车钩安装座与所述接口接合后隔挡于各所述腹板的前端，以便与各所述下盖板的前端接合，形成箱型梁。

Description

轨道车辆的牵引梁

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及轨道车辆的牵引梁。

背景技术

现有技术中，牵引梁包括两个腹板，在这两个腹板之间通过铆钉连接有车钩安装座，通过车钩安装座与车钩连接，进而实现牵引力的传递。在这种结构中，采用的是碳钢的车钩安装座，该车钩安装座用过碳钢板拼焊而成，然后再通过铆钉连接到牵引梁的腹板上。

上述现有技术存在以下问题：

由于碳钢结构的车钩安装座较为笨重，这就使得牵引梁与车钩安装座连接后的结构较重，无法满足车体的轻量化要求。

更为重要的是，牵引梁的两个腹板仅在横向上通过车钩安装座连接，在上下方向为敞口结构，当承受过大的压缩载荷时，这两个腹板会产生外翻，甚至在局部发生较大变形，增加了牵引梁的局部应力，影响牵引梁的承载能力。

因此，如何设计轨道车辆的牵引梁，在满足车体强度的同时兼顾轻量化，是本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一轨道车辆的牵引梁，在满足车体强度的同时能够满足车体的轻量化需求。

为实现上述目的，本发明提供了一轨道车辆的牵引梁，包括上盖板、下盖板以及连接于两者之间的腹板，还包括采用铝型材挤压而成的车钩安装座，所述上盖板的底面预留有接口并横向间隔地布置有三个以上所述腹板，所述下盖板盖合于相邻所述腹板之间，所述车钩安装座与所述接口接合后隔挡于各所述腹板的前端，以便与各所述下盖板的前端接合，形成箱型梁。

本方案的牵引梁，在上盖板的底面横向间隔地布置有三个以上腹板，在多个腹板的支撑下，上盖板的强度得以保证，此时就可以在不影响上盖板强度的情况下扩展其横向宽度，形成适用于重型车的车体；同时，在相邻腹板的下端还可以盖合下盖板，避免腹板因承受过大的拉压载荷而导致其下端外扩，进而防止因腹板外扩而引起局部应力集中；尤其是，上盖板的底面预留有接口，车钩安装座接入该接口后，隔挡于各腹板的前端，此时，下盖板的前端与该车钩安装座接合，那么，两相邻的腹板、盖合于两者上端的上盖板、盖合于两者下端的下盖板、以及隔挡于两者前端的车钩安装座，共同围成一个后端开口的箱体，形成整体结构的箱型梁，提升了牵引梁的整体强度，进而保证了车体的强度；并且，车钩安装座与牵引梁连为一体，可以通过牵引梁提供对车钩的定位力，此时的车钩安装座就可以采用铝型材挤压而成，与现有技术中铸钢结构的车钩安装座相比，具有明显的减重效果，最大限度地实现了轻量化。

可选地，所述上盖板的底面在与所述腹板相对应的位置均设有立筋，所述立筋与各自所对应的所述腹板在上下方向对接焊连。

可选地，还包括前腹板，所述上盖板的底面在其前端的左右两侧设有所述前腹板，所述上盖板的底面在与所述前腹板相对应的位置设有前立筋，所述前立筋与各自对应的所述前腹板在上下方向对接焊连；各所述前立筋与各所述立筋共同围成所述接口。

可选地，所述车钩安装座包括安装板和后筋板，所述安装板设有车钩安装孔，所述安装板的后端在与各所述腹板相对应的位置均设有所述后筋板，所述后筋板与各自所对应的所述腹板、以及与各自对应的所述立筋在前后方向对接焊连。

可选地，所述车钩安装座还包括前筋板，所述安装板的前端在与各所述前腹板相对应的位置均设有所述前筋板，所述前筋板与各自所对应的所述前腹板、以及与各自对应的所述前立筋在前后方向对接焊连。

可选地，处于左右两侧的所述后筋板与各自对应的所述腹板在对接处拼接形成减重孔。

可选地，还包括第一加强筋，所述第一加强筋呈开口向后的U型，其前端与各所述下盖板的后端连接，后端的两侧均形成向内弯曲的弧形末端，所述弧形末端用于连接枕梁。

可选地，还包括L型的第二加强筋，所述第二加强筋以其一侧边的背面沿前后方向连接于所述立筋的外侧，其另一侧边用于连接枕梁，且所述另一侧边的内侧设有加强弧部。

可选地，还包括后立筋，设于所述上盖板的底面，并与所述第一加强筋的两侧接合。

可选地，所述上盖板、所述下盖板和所述腹板均设有减重孔。

附图说明

图1为本发明所提供牵引梁在一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图2为图1所示牵引梁在不盖合下盖板时的立体结构示意图；

图3为图1所示牵引梁中上盖板的结构示意图；

图4为图1所示牵引梁中车钩安装座的结构示意图。

图1-图4中：

上盖板1、接口11、下盖板2、腹板3、车钩安装座4、安装板41、后筋板42、前筋板43、立筋5、前腹板6、前立筋7、减重孔8、第一加强筋9、弧形末端91、第二加强筋10、加强弧部101、后立筋20。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。

本文所述的上下、左右、前后以轨道车辆的行驶状态为参照，以垂直于轨道面的方向为上下方向，在上下方向上，指向轨道面的方向为下，背离轨道面的方向为上；在平行于轨道面的平面内，轨道车辆的运行方向所指向的方向为前，与前相背的方向为后，在该平面内，垂直于前后的方向为左右方向，沿轨道车辆的运行方向看，处于左手边的方向为左，处于右手边的方向为右。

本文所述的纵向是指轨道车辆或者轨道面的延伸方向，与前后方向相同；本文所述的横向是指轨道车辆或者轨道面的宽度方向，与左右方向相同。

本文所述的第一、第二等词仅用于区分相同或类似结构的两个以上的部件，或者相同或类似的两个以上的结构，不表示对顺序的特殊限定。

如背景技术所述，现有技术中的牵引梁，在左右两侧的腹板3之间安装有车钩安装座4，该车钩安装座4采用铸钢结构，采用碳钢板拼焊而成，然后通过铆钉与两侧的腹板3连接。这种结构的牵引梁，在连接车钩安装座4后非常笨重，不能满足轻量化的设计需求。并且，除了车钩安装座4，两侧的腹板3之间基本上不存在其他连接结构，在俯视状态下，该牵引梁大致呈H型，车钩安装座4构成该H的中间一横，可见，该牵引梁的上下方向形成敞口，为敞口结构。这种敞口结构的牵引梁，当承受120吨的压缩载荷时，两侧的腹板3会外翻，变形最大处可达6-7mm，极大地增加了牵引梁的局部应力，导致局部应力集中，影响整个牵引梁的强度。

针对上述技术问题，本方案提供了一轨道车辆的牵引梁，将车钩安装座4集成于该牵引梁，与牵引梁设置为一体结构，以实现轻量化设计，并以箱型替代现有的敞口结构，以满足强度要求。

如图1和图2所示，本方案涉及一轨道车辆的牵引梁，包括上盖板1、下盖板2以及连接于两者之间的腹板3，在上盖板1的底面横向间隔地布置有三个以上的腹板3，其中两个腹板3分别处于上盖板1的左右两侧，其余的腹板3布置在左右两侧的腹板3之间；相对于两侧的腹板3而言，其余的腹板3处于上盖板1的中间(即被两侧的腹板3所围成的中部区域)，这些腹板3可以在横向上等间距布置，以便对上盖板1进行支撑；下盖板2盖合在相邻的腹板3之间，具体盖合于相邻的腹板3的下端，也就是说，相邻的腹板3之间均盖合有一个下盖板2。

同时，本方案的牵引梁还包括采用铝型材挤压而成的车钩安装座4；上盖板1的底面还预留有用于接合车钩安装座4的接口11，车钩安装座4与该接口11接合后，隔挡于各腹板3的前端，此时，盖合于相邻腹板3之间的下盖板2便以其前端与该车钩安装座4接合，从而形成整体结构的箱型梁。

可见，本方案的牵引梁，设有多个腹板3，各腹板3的上端通过上盖板1盖合，相邻腹板3的下端通过下盖板2盖合，以区别于上下两端开口的敞口结构，如此，即使承受较大的压缩载荷，腹板3的上下两端因受到盖板的约束而不会发生外翻，从而避免局部应力集中。

尤其是，上盖板1的底面预留有接口11，车钩安装座4接入该接口11后，与牵引梁的梁体结合为一体，使得牵引梁集成了车钩安装座4，无需采用铆钉等连接件再安装车钩安装座4，提高了牵引梁的安装便捷性，利于车体的模块化生产，节约了生产制造的时间和成本。并且，由于车钩安装座4集成于牵引梁，可以借助牵引梁实现车钩的承载，车钩安装座4的结构得以简化，还可以采用铝型材挤压而成，与现有技术中铸钢的车钩安装座4相比，具有明显的减重效果，能够满足车体轻量化的设计需求。

再者，车钩安装座4接入后，隔挡于各腹板3的前端，此时，下盖板2的前端与该车钩安装座4接合，那么，腹板3的前端也被车钩安装座4封堵，此时，两相邻的腹板3、盖合于两者上端的上盖板1、盖合于两者下端的下盖板2、以及隔挡于两者前端的车钩安装座4，共同围成一个后端开口的箱体，形成整体结构的箱型梁，提升了牵引梁的整体强度，进而保证了车体的强度。并且，由于腹板3的后端与枕梁连接，可以将纵向拉压载荷传递给枕梁，通过枕梁进行承载，不会影响车体强度。

如图3所示，上盖板1的底面在与腹板3相对应的位置均设有立筋5，立筋5与各自所对应的腹板3在上下方向对接焊连。此时的立筋5由上盖板1的底面向下突出，并与腹板3同向地在前后方向延展，进而与腹板3在上下方向对接，然后焊连，实现腹板3与上盖板1的连接。

根据德国焊接标准DVS1608，对接坡口焊进行一千万次疲劳试验的极限为27MPa，而T型坡口焊进行一千万次疲劳试验的极限为20MPa。由此可知，相对于腹板3与上盖板1的底面垂直地抵接而形成T型坡口焊缝，本方案在上盖板1的底面设置立筋5将焊接面转移，从而形成线形的对接坡口焊缝，有效提高了焊缝的疲劳等级。此外，T形连接处由于几何突变存在应力集中，将焊接面下移可以避开几何突变位置，也降低了焊缝处的应力。

此外，本方案的牵引梁还包括前腹板6，上盖板1的底面在其前端的左右两侧均设有前腹板6，两侧的前腹板6设于车钩安装座4的前端。由于车钩安装座4的设置将腹板3前后分隔，此时，可以在车钩安装座4的前端设置前腹板6，对上盖板1的前端进行支撑。考虑到车钩安装座4后端的腹板3已经可以满足强度需要，前腹板6可以仅设于上盖板1的左右两侧，大致与左右两侧的腹板3能够在前后方向相接。

当设有前腹板6时，上盖板1的底面还可以在与前腹板6相对应的位置设有前立筋7，前立筋7与各自对应的前腹板6在上下方向对接焊连。此时，各前立筋7与各立筋5共同围成接口11，用于接合车钩安装座4，如图3所示。

如图4所示，车钩安装座4可以包括安装板41和后筋板42，安装板41设有车钩安装孔，用于安装车钩；安装板41的后端在与各腹板3相对应的位置均设有后筋板42，后筋板42与各自所对应的腹板3、以及与各自对应的立筋5在前后方向对接焊连。由于腹板3与立筋5在上下方向对接焊连，形成一个立板，则处于后筋板42与该立板在前后方向对接焊连时，后筋板42的上端与立筋5相对接、下端与腹板3对接，故后筋板42的上端与立筋5在前后方向对接焊连，下端与腹板3在前后方向对接焊连。

同时，车钩安装座4还包括前筋板43，安装板41的前端在与各前腹板6相对应的位置均设有前筋板43，前筋板43与各自所对应的前腹板6、以及与各自对应的前立筋7在前后方向对接焊连，即前筋板43的上端与前立筋7在前后方向对接焊连，下端与前腹板6在前后方向对接焊连。

如此，车钩安装座4与腹板3的焊接、车钩安装座4与前腹板6的焊接、前腹板6与上盖板1的焊接、腹板3与上盖板1的焊接均由T型坡口焊转变为对接坡口焊，提高了焊缝的疲劳等级，也降低了焊缝处的应力。

如图1和图2所示，上盖板1、下盖板2和腹板3均可以为变厚度的结构，可以在应力水平较低的部位开设减重孔8，有效地减轻了牵引梁的重量。

具体而言，车钩安装座4可以其处于左右两侧的后筋板42与各自对应的腹板3在对接处拼接形成减重孔8，此时，在左右两侧的腹板3的前端形成有减重孔8，还可以在腹板3的后端开设减重孔8。上盖板1可以在其处于相邻腹板3之间的部分开设减重孔8，下盖板2可以在其中部开设减重孔8。同时，减重孔8的形状和尺寸都可以根据各部件的结构进行区别设置。

在上述基础上，本方案的牵引梁还可以包括第一加强筋9，第一加强筋9呈开口向后的U型，其前端与各下盖板2的后端连接，后端的两侧均形成向内弯曲(即朝向U型的内侧弯曲)的弧形末端91，弧形末端91用于连接枕梁。第一加强筋9以其两侧向内弯曲形成的弧形末端91，增加了其开口端的强度，进而提高与枕梁的连接强度。

牵引梁还可以包括第二加强筋10，第二加强筋10呈L型，具有两个侧边，其中一侧边以其背面与立筋5的外侧连接，且该一侧边沿前后方向延伸，以便对立筋5的前后方向进行加强，该一侧边在牵引梁的纵向延伸，可以称之为纵部；第二加强筋10的另一侧边处于左右方向，构成用于连接枕梁的横部。左侧的第二加强筋10以其横部与第一加强筋9的左侧的弧形末端91对接，共同形成枕梁左侧的连接结构，右侧的第二加强筋10以其横部与第一加强筋9的右侧的弧形末端91对接，共同形成枕梁右侧的连接结构。同时，第二加强筋10在其横部的内侧设有加强弧部101，或者说L型的直角处具有一个加厚的内弧结构，以增加强度。此处的内侧是指L型的两侧边所包围的一侧，背面是指与内侧相背的一面。

通过第一加强筋9和第二加强筋10的设置，增大了牵引梁与枕粱在横向上的连接长度，降低了牵引梁与枕粱的焊缝应力。

此外，牵引梁还可以包括后立筋20，设于上盖板1的底面，并与第一加强筋9的两侧接合，用于实现第一加强筋9的辅助定位。该后立筋20可以处于中间的各腹板3的后端，具体可以处于与中间的各腹板3相对应的立筋5的后端。以设置四个腹板3为例，可以设置两个后立筋20，且两个后立筋20可以大致呈开口向后的V型，以便与U型的第一加强筋9匹配，分别与该第一加强筋9的两侧接合。

其中，立筋5、前立筋7和后立筋20都是指由上盖板1的底面向下延伸较小高度形成的短筋，这些筋板在前后方向具有一定的延伸长度，以便与相匹配的腹板3或者前腹板6等结构对接。

需要说明的是，为便于观察，附图1-图4均将牵引梁倒置，即图中的上下方向与实际的上下方向相反，但这仅仅是为了便于本领域技术人员能够观察到牵引梁的结构，并不是牵引梁的实际使用状态。为此，在图1-图4中对实际的方向进行了示意，以便于理解。

以上对本发明所提供轨道车辆的牵引梁进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.轨道车辆的牵引梁，包括上盖板(1)、下盖板(2)以及连接于两者之间的腹板(3)，其特征在于，还包括采用铝型材挤压而成的车钩安装座(4)，所述上盖板(1)的底面预留有接口(11)并横向间隔地布置有三个以上所述腹板(3)，所述下盖板(2)盖合于相邻所述腹板(3)之间，所述车钩安装座(4)与所述接口(11)接合后隔挡于各所述腹板(3)的前端，以便与各所述下盖板(2)的前端接合，形成箱型梁。

2.如权利要求1所述的牵引梁，其特征在于，所述上盖板(1)的底面在与所述腹板(3)相对应的位置均设有立筋(5)，所述立筋(5)与各自所对应的所述腹板(3)在上下方向对接焊连。

3.如权利要求2所述的牵引梁，其特征在于，还包括前腹板(6)，所述上盖板(1)的底面在其前端的左右两侧设有所述前腹板(6)，所述上盖板(1)的底面在与所述前腹板(6)相对应的位置设有前立筋(7)，所述前立筋(7)与各自对应的所述前腹板(6)在上下方向对接焊连；各所述前立筋(7)与各所述立筋(5)共同围成所述接口(11)。

4.如权利要求3所述的牵引梁，其特征在于，所述车钩安装座(4)包括安装板(41)和后筋板(42)，所述安装板(41)设有车钩安装孔，所述安装板(41)的后端在与各所述腹板(3)相对应的位置均设有所述后筋板(42)，所述后筋板(42)与各自所对应的所述腹板(3)、以及与各自对应的所述立筋(5)在前后方向对接焊连。

5.如权利要求4所述的牵引梁，其特征在于，所述车钩安装座(4)还包括前筋板(43)，所述安装板(41)的前端在与各所述前腹板(6)相对应的位置均设有所述前筋板(43)，所述前筋板(43)与各自所对应的所述前腹板(6)、以及与各自对应的所述前立筋(7)在前后方向对接焊连。

6.如权利要求4所述的牵引梁，其特征在于，处于左右两侧的所述后筋板(42)与各自对应的所述腹板(3)在对接处拼接形成减重孔(8)。

7.如权利要求2-6任一项所述的牵引梁，其特征在于，还包括第一加强筋(9)，所述第一加强筋(9)呈开口向后的U型，其前端与各所述下盖板(2)的后端连接，后端的两侧均形成向内弯曲的弧形末端(91)，所述弧形末端(91)用于连接枕梁。

8.如权利要求7所述的牵引梁，其特征在于，还包括L型的第二加强筋(10)，所述第二加强筋(10)以一侧边的背面沿前后方向连接于所述立筋(5)的外侧，其另一侧边用于连接枕梁，且所述另一侧边的内侧设有加强弧部(101)。

9.如权利要求7所述的牵引梁，其特征在于，还包括后立筋(20)，设于所述上盖板(1)的底面，并与所述第一加强筋(9)的两侧接合。

10.如权利要求7所述的轨道车辆的牵引梁，其特征在于，所述上盖板(1)、所述下盖板(2)和所述腹板(3)均设有减重孔(8)。