前端牵引梁传力结构、端部底架及轨道车辆的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及前端牵引梁传力结构、端部底架及轨道车辆。

背景技术：

在车体端部底架设计中，由于端部底架需要承受来自车钩的纵向压缩载荷较大，导致前端牵引梁刀把处(鱼腹型的弧线段处)应力过高，通常采用的手段是加厚牵引梁的板材厚度以提高承载车钩的纵向压缩载荷能力，但此方式导致整个前端牵引梁较重。也增加了端部底架的重量、制造成本和制造难度。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种前端牵引梁传力结构，以在不明显增加前端牵引梁重量的情况下，提高前端牵引梁承受车钩压缩载荷能力。

本发明还提出一种端部底架。

本发明还提出一种轨道车辆。

根据本发明第一方面实施例的一种前端牵引梁传力结构，包括：缓冲梁，上端在位于所述缓冲梁的中心轴线的两侧分别设有端门立柱安装部，用于安装端门立柱；

一对边梁，分别连接在所述缓冲梁的两端；

前端牵引梁，包括一对前端牵引梁本体，一对所述前端牵引梁本体的后端均连接至车钩安装座，一对所述前端牵引梁本体分别倾斜连接至所述缓冲梁的后侧且对应所述端门立柱安装部处；

一对所述前端牵引梁本体、所述车钩安装座与所述缓冲梁构成三角形传力结构。

根据本发明的一个实施例，每个所述前端牵引梁本体包括l型腹板、设置在所述l型腹板的水平段并与所述l型腹板的竖直段间隔相对的加强筋板，以及固定盖设在所述l型腹板的竖直段与所述加强筋板上的盖板；

所述l型腹板一体弯折成型，并在折弯处形成过渡圆角。

根据本发明的一个实施例，所述l型腹板在远离所述水平段的一侧的轮廓形状呈鱼腹型，具体包括依次相连的第一直线段、弧线段以及第二直线段，所述第一直线段与所述水平段之间的间距大于所述第二直线段与所述水平段之间的间距，所述弧线段呈类s型，所述弧线段的一端与所述第一直线段平滑过渡连接，所述弧线段的另一端与所述第二直线段平滑过渡连接；

所述加强筋板的相应侧呈与该鱼腹型相匹配的形状；

所述盖板包括盖设在所述第一直线段的第一盖板、盖设在所述弧线段的弧形盖板以及盖设在所述第二直线段的第二盖板。

根据本发明的一个实施例，所述弧形盖板的厚度大于所述第一盖板的厚度以及所述第二盖板的厚度。

根据本发明的一个实施例，每个所述前端牵引梁本体设有贯穿所述竖直段与所述加强筋板的开孔，所述开孔的四周封装有封板。

根据本发明的一个实施例，所述开孔开设在所述l型腹板位于所述弧线段对应的所述竖直段处；

所述封板形状与所述开孔形状相适应，所述封板插设在所述开孔中并与所述l型腹板以及所述加强筋板焊接。

根据本发明的一个实施例，所述开孔的形状呈直角三角形，所述直角三角形开孔的斜边朝向所述弧线段对应的位置处。

根据本发明的一个实施例，所述缓冲梁的后侧两端分别构造有安装槽，所述安装槽的开口朝向所述车钩安装座所在方向，所述端门立柱安装部位于所述安装槽的上侧面，所述前端牵引梁本体的前端插设在所述安装槽中且贴靠在所述端门立柱安装部的下侧。

根据本发明第二方面实施例的一种端部底架，包括：

所述的前端牵引梁传力结构，所述缓冲梁前侧两端分别设置有防爬器安装座；

一对斜梁，每个所述斜梁的后端均连接至所述边梁，前端均连接至所述缓冲梁的后侧且对应所述防爬器安装座处；

一对前端横梁，分别设于所述车钩安装座的横向两侧，每个所述前端牵引梁本体的后端以及每个所述斜梁的后端均连接至所在侧的所述前端横梁。

根据本发明第三方面实施例的一种轨道车辆，包括一对端门立柱，还包括所述的前端牵引梁传力结构或所述的端部底架，一对所述端门立柱安装在所述缓冲梁的所述端门立柱安装部上。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种前端牵引梁传力结构，采用一对前端牵引梁本体、车钩安装座与缓冲梁构成三角形传力结构，结构稳定，承受车钩压缩载荷能力强，由此无需通过增加牵引梁的板材厚度来提高承载车钩的纵向压缩载荷能力，避免了增加前端牵引梁的重量。

本发明实施例的一种端部底架，前端牵引梁本体、斜梁与前端横梁构成三角形传力结构；通过形成稳定的三角形传力结构，能够快速将防爬器的压缩载荷传递至牵引梁及边梁，不会在防爬器后端地板处产生局部应力集中。

本发明实施例的一种轨道车辆，其中，端门立柱、前端牵引梁与斜梁形成稳定的框架结构共同承担车钩的压缩和拉伸载荷，提高了端部底架的承载能力。且由于安装有如上所述的前端牵引梁传力结构或端部底架，具有上述前端牵引梁传力结构或端部底架的全部优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的前端牵引梁传力结构的俯视结构示意图；

图2是发明实施例的前端牵引梁传力结构中前端牵引梁本体的立体结构示意图；

图3是本发明实施例的前端牵引梁传力结构中斜梁的立体结构示意图；

图4是本发明实施例的前端牵引梁传力结构中缓冲梁的立体结构示意图，其中，示出了安装槽；

图5是发明实施例轨道车辆的局部结构示意图，其中示出了端门立柱。

附图标记：

10：缓冲梁；11：安装槽；11-1：连接孔；11-2：导向孔；12：防爬器安装座；13：端门立柱安装部；20：前端牵引梁；21：前端牵引梁本体；22：l型腹板；22-1：水平段；22-2：竖直段；23：加强筋板；24：盖板；24-1：第一盖板；24-2：弧形盖板；24-3：第二盖板；25：开孔；26：封板；30：斜梁；31：竖板；32：横板；33：缺口；40：前端横梁；50：辅助横梁；60：车钩安装座；70：边梁；80：端门立柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图4所示，第一方面，根据本发明实施例的一种前端牵引梁传力结构，包括缓冲梁10、一对边梁70，以及前端牵引梁20。

需要说明的是，沿轨道车辆从前至后(即从车头向后)的方向为本实施例前端牵引梁传力结构中所描述的“前”、“后”方位，轨道车辆的长度方向为“纵向”、轨道车辆的宽度方向为“横向”。

本实施例中，缓冲梁10的上端即上表面在位于缓冲梁10的中心轴线的两侧分别设有端门立柱安装部13，用于安装端门立柱。

一对边梁70分别连接在缓冲梁10的两端；换言之，缓冲梁10安装在一对边梁70之间，形成框架结构。

前端牵引梁20包括一对前端牵引梁本体21，一对前端牵引梁本体21的后端均连接至车钩安装座60，车钩安装座60用于安装车钩，车钩位于一对前端牵引梁本体21之间，一对前端牵引梁本体21分别倾斜延伸，即一对前端牵引梁本体21之间呈角度设置，使得每个前端牵引梁本体21的前端均连接至缓冲梁10的后侧且对应端门立柱安装部13处。

由此，一对前端牵引梁本体21、车钩安装座60与缓冲梁10构成三角形传力结构，结构稳定，承受车钩压缩载荷能力强，由此无需通过增加牵引梁的板材厚度来提高承载车钩的纵向压缩载荷能力，避免了增加前端牵引梁20的重量。

需要说明的是，通过前端牵引梁本体21、车钩安装座60与缓冲梁10构成三角形传力结构，车钩安装在车钩安装座60上，当车钩承受压缩载荷时，将压缩载荷传递到车钩安装座60，即车钩安装座60与车钩同时承受压缩载荷，车钩安装座60作为三角形传力结构的顶点，将所承受的压缩载荷由前端牵引梁本体21传递至缓冲梁10的端门立柱安装部13，即传递到端门立柱，由端门立柱耗散部分载荷，端门立柱承载能力强，此外，缓冲梁10和边梁70同时也耗散部分载荷，缓冲梁10和边梁70承载能力强；由此前端牵引梁本体21自身所承受的载荷相对较小，从而，对前端牵引梁20的强度要求并无需过高，进而无需增加整个前端牵引梁20的板材厚度。并降低了端部底架的重量、制造成本和制造难度。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，每个前端牵引梁本体21包括l型腹板22、设置在l型腹板22的水平段22-1并与l型腹板22的竖直段22-2间隔相对的加强筋板23，以及固定盖设在l型腹板22的竖直段22-2与加强筋板23上的盖板24。换言之，加强筋板23与竖直段22-2之间留有间距，盖板24盖设在加强筋板23与竖直段22-2上，围成前端牵引梁本体21的空腔，本实施例通过单独设置盖板24，便于前端牵引梁本体21组装。

具体地，l型腹板22包括竖直段22-2以及与竖直段22-2垂直连接的水平段22-1，且竖直段22-2与水平段22-1一体弯折成型，且在弯折处形成过渡圆角，避免应力集中。

在实际安装时，先将加强筋板23固定在l型腹板22的水平段22-1使得加强筋板23与竖直段22-2平行，然后在加强筋板23与竖直段22-2上固定盖板24，形成前端牵引梁本体21。

根据本发明的一个实施例，l型腹板22在远离水平段22-1的一侧的轮廓形状呈鱼腹型，具体包括依次相连的第一直线段、弧线段以及第二直线段，第一直线段与水平段22-1之间的间距大于第二直线段与水平段22-1之间的间距，即前端牵引梁本体21的横截面为变截面，弧线段呈类s型，弧线段的一端与第一直线段平滑过渡连接，弧线段的另一端与第二直线段平滑过渡连接；弧线段又称为前端牵引梁20的刀把处。

为了便于盖板24安装，加强筋板23的相应侧呈与该鱼腹型相匹配的形状，即加强筋板23也呈鱼腹型。

具体地，为了适应l型腹板22以及加强筋板23的鱼腹型形状，盖板24包括盖设在第一直线段的第一盖板24-1、盖设在弧线段的弧形盖板24-2以及盖设在第二直线段的第二盖板24-3。

根据本发明的一个实施例，弧形盖板24-2的厚度大于第一盖板24-1的厚度以及第二盖板24-3的厚度。由于端部底架承受来自车钩的纵向压缩载荷较大，导致前端牵引梁20刀把处(即弧线段)应力过高，本实施例可以单独加厚盖设在弧线段的弧形盖板24-2的厚度，以增强刀把处的强度，避免加厚前端牵引梁20的整体厚度，实现了前端牵引梁20的减重。也就是说，第一盖板24-1以及第二盖板24-3的厚度可以不增加，从而有利于前端牵引梁20的减重。

根据本发明的一个实施例，每个前端牵引梁本体21设有贯穿竖直段22-2与加强筋板23的开孔25，通过设置开孔25一方面便于前端牵引梁本体21减重，另一方面，满足了车下走线的需求；开孔25的四周封装有封板，封板26可以焊接在开孔25处，通过设置封板起到了加强筋的作用，增强了前端牵引梁本体21的强度，避免以往的前端牵引梁本体21需要在腹板与加强筋板23之间设置加强筋的麻烦。通过设置封板可以防止前端牵引梁20的腹板在受力作用下发生屈曲。

一个具体实施例，开孔25开设在l型腹板22大致位于弧线段对应的竖直段22-2处；

封板形状与开孔25形状相适应，封板插设在开孔25中并与l型腹板22以及加强筋板23焊接，从而对容易发生屈曲的l型腹板22位置(即弧线段对应的竖直段22-2)进行强度加强，避免发生屈曲。

为了便于结构优化以及根据受力分析，开孔25的形状呈直角三角形，直角三角形开孔25的斜边朝向弧线段对应的位置处，通过开孔25形状的优化设计，能够进一步提高前端牵引梁本体21的强度。

如图4所示，为了便于前端牵引梁本体21与缓冲梁10的快速、稳定连接，根据本发明的一个实施例，缓冲梁10的后侧两端分别构造有安装槽11，安装槽11的开口朝向车钩安装座60所在方向，端门立柱安装部13位于安装槽11的上侧面，前端牵引梁本体21的前端插设在安装槽11中且贴靠在端门立柱安装部13的下侧。前端牵引梁本体21的前端高度与安装槽11的高度相匹配，从而使得前端牵引梁本体21插设在安装槽11中后，前端牵引梁本体21的上下侧面均贴靠在安装槽11内的上下侧壁，可以通过将前端牵引梁本体21的上下侧面与安装槽11内的上下侧壁焊接，以将前端牵引梁本体21的前端与缓冲梁10固定连接。

第二方面，根据本发明实施例的一种端部底架，如图1所示，包括：

前端牵引梁传力结构，缓冲梁10前侧两端分别设置有防爬器安装座12，防爬器安装在防爬器安装座12上；

一对斜梁，每个斜梁30的后端均连接至边梁70，斜梁30的前端均连接至缓冲梁10的后侧且对应防爬器安装座12处；

一对前端横梁40，分别设于车钩安装座60的横向两侧，每个前端牵引梁本体21的后端以及每个斜梁30的后端均连接至所在侧的前端横梁40。

前端牵引梁本体21、斜梁30与前端横梁40构成三角形传力结构。

由于端部底架需要承受较大的防爬压缩载荷，通常采用的手段是在防爬器后端安装小纵梁连接至前端横梁，小纵梁将防爬压缩载荷直接传递至前端横梁，在连接处容易引起应力集中。

本实施例以防爬器安装座12作为三角形传力结构的顶点，通过形成稳定的三角形传力结构，能够快速将防爬器的压缩载荷传递至牵引梁及边梁70，不会在防爬器后端地板处产生局部应力集中，而且简化了端部底架结构。

此外，本实施例通过将前端牵引梁本体21连接至端门立柱安装部13处，便于端门立柱80、前端牵引梁20与斜梁30形成稳定的框架结构共同承担车钩的压缩和拉伸载荷，提高了端部底架的承载能力。

具体地，端门立柱安装部13可以为安装槽11的上侧壁通过加厚侧壁形成，也可以是另外设置在安装槽11的上侧壁的补强板。

根据本发明的一个实施例，防爬器安装座12形成在安装槽11的底壁外侧，需要说明的是，与开口槽的开口相对的侧壁为底壁。如图4所示，安装槽11的底壁构造有与防爬器安装座12贯通的多个连接孔11-1以及位于多个连接孔11-1之间的导向孔11-2，防爬器安装座12可以为一体成型在安装槽11的底壁外侧的安装板，防爬器通过连接件穿过连接孔11-1将防爬器安装在防爬器安装座12上，也即缓冲梁10上。

如图4所示，本实施例的导向孔11-2可以呈工字型，在防爬器受压向后溃缩时，防爬器的导向机构沿导向孔11-2退至安装槽11内。

具体地，斜梁30的前端插设在安装槽11中且位于安装槽11靠近边梁70的一侧，斜梁30的前端高度与安装槽11内的高度相匹配，使得斜梁30插设在安装槽11中后，斜梁30的上下侧面均贴靠在安装槽11内的上下侧壁，可以通过将斜梁30的上下侧面与安装槽11内的上下侧壁焊接，以将斜梁30的前端与缓冲梁10固定连接。

根据本发明的一个实施例，一对边梁70相对的一侧分别构造有开口朝向彼此的开口槽，即开口槽朝向缓冲梁10的中心线方向，缓冲梁10的两端插设在开口槽中，具体地，安装槽11用于插设在开口槽中的高度与开口槽的高度相匹配且小于安装槽11其他部位的高度，可以理解的是，安装槽11包括两段槽体，一段槽体用于安装前端牵引梁本体21以及斜梁30，该段槽体的高度相对较高，另一端槽体用于插设在开口槽中，由于边梁70的高度限制，开口槽的高度较低，因此与开口槽匹配连接的槽体高度相对较低，两段槽体过渡连接，在连接处形成有倾斜弧面。

具体地，斜梁30的后端插设在开口槽中，为了便于斜梁30的后端与前端横梁40连接，斜梁30的后端可以部分位于开口槽中，另有部分外露出开口槽，便于与前端横梁40连接。

如图3所示，一个具体实施例，斜梁30包括竖板31以及由竖板31的上下两侧向同一侧弯折延伸的横板32，形成横截面为u型的结构，竖板31由一端朝向另一端宽度逐渐变大，以适应斜梁30的两端分别安装在不同高度的边梁70的开口槽以及缓冲梁10的安装槽11中，本实施例，安装槽11的高度大于开口槽的高度，适应地，本实施例的竖板31的大端安装在安装槽11中，且该大端的上下两侧与安装槽11的上下侧壁抵靠，竖板31的小端安装在开口槽中，且该小端的上下两侧与开口槽的上下侧壁抵靠，为了便于制造，竖板31下侧可以为平面，上侧为斜面。横板32在远离竖板31的一侧两端分别构造为内凹的弧形面，换言之，横板32远离竖板31的一侧轮廓线具有直线段以及位于该直线段两端并与该直线段平滑过渡连接的弧线段。通过在横板32的两端分别设置内凹的弧形面，使得斜板与前端横梁40连接处避免应力集中。

根据本发明的一个实施例，横板32的两端与竖板31之间留有间隙，从而在横板32与竖板31的两端形成缺口33，横板32的两端在间隙处可调节，为了使得横板32的两端能够更好地与安装槽11以及开口槽的上下侧壁贴合，通过设置缺口33，使得横梁的端部构造成自由端，能够上下弯折，形成弧面，从而适应安装槽11内以及开口槽内的表面形状。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，前端横梁40的一端连接至前端牵引梁本体21的后端侧壁，前端横梁40的另一端插设在开口槽中，斜梁30的两侧横板32搭接在前端横梁40的上下表面，并在搭接处焊接，使得斜梁30的两个横板32与前端横梁40的上下表面固定连接，进而将斜梁30与前端横梁40固定连接在一起，而且采用此种连接方式，在连接处竖板31两侧的横板32与前端横梁40的上下表面较好地匹配连接，安装快速、简便，连接强度高，且避免了应力集中。

再次参见图1，此外，前端横梁40背离斜梁30的一侧两端分别构造为内凹的弧形面，避免了前端横梁40与前端牵引梁本体21连接处，以及前端横梁40与边梁70连接处的应力集中。

此外，为了增强端部底架的强度，缓冲梁10与前端横梁40之间还设有辅助横梁50，为了便于辅助横梁50设置，辅助横梁50可以包括三段，两侧的各一段辅助横梁50分别连接在斜梁30与前端牵引梁本体21之间，中间的一段辅助横梁50连接在一对前端牵引梁本体21之间。本实施例的端部底架由于设置上述前端牵引梁传力结构，具有前端牵引梁传力结构的所有优点，在此不再赘述。

第三方面，如图5所示，并结合图1，本发明实施例还提供了一种轨道车辆，包括一对端门立柱80，以及前端牵引梁传力结构或端部底架，一对端门立柱80安装在缓冲梁10的端门立柱安装部13上，端门立柱80、前端牵引梁20与斜梁30形成稳定的框架结构共同承担车钩的压缩和拉伸载荷，提高了端部底架的承载能力，简化端部底架结构，而且由于前端牵引梁自重减小，从而减小了车体自重。本实施例的轨道车辆具有前端牵引梁传力结构或端部底架的所有优点，在此不再赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

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