一种轨道车辆车体底架结构的制作方法

本发明涉及一种轨道车辆车体底架结构，属于轨道车辆车体结构技术领域。

背景技术：

轨道交通车辆由于涉及到公共交通安全，要求作为主承载结构的车体强度好。但考虑节能，又需要各部件尽可能的轻量化。车体底架结构作为主要承载结构以及碰撞吸能的主要区域，关乎行车安全，往往结构设计的比较复杂，不利于现场生产。如何设计一个强度好，满足车辆碰撞安全需求，并且轻量化程度高、生产工艺性好的车体前端结构是目前急需解决的一个问题。

在相关技术中，现有齿轨转向架轴距比普通转向架大，电机、齿轮集中布置于车辆中心侵占车体原缓冲梁布置空间，无缓冲梁布置空间，故无法采纳传统轨道车辆车体结构，需重新开发一种新的适用于齿轨车辆、传力路径优、强度高、轻量化程度高、生产工艺性能好的车体底架结构。

技术实现要素：

为了适应齿轨车辆无缓冲梁布置空间的需求，优化底架前端结构传力路径，满足车辆传力及碰撞吸能需求，本发明提供一种轨道车辆车体底架结构。具体技术方案如下。

一种轨道车辆车体底架结构，其特征在于，包括中部地板、前端地板、底架边梁、防爬器安装梁和车钩安装梁；所述中部地板、前端地板、防爬器安装梁和车钩安装梁横向方向上的两端均与所述底架边梁固定连接，所述车钩安装梁在平行于纵向方向的竖直截面中呈t型结构，所述车钩安装梁在纵向方向上的两端分别与所述中部地板的端部和所述前端地板的端部固定连接；所述防爬器安装梁固定设置在所述前端地板下方，所述防爬器安装梁和车钩安装梁之间通过至少两个前端过渡梁固定连接，所述前端过渡梁沿着所述纵向方向延伸；所述中部地板下方还固定设置有横梁，所述横梁的两端分别与所述底架边梁固定连接，所述横梁和所述车钩安装梁之间通过若干个肋梁固定连接，所述肋梁沿着所述纵向方向延伸。

采用上述的技术方案，中部地板、前端地板和防爬器安装梁都围绕着车钩安装梁设置，组成零件种类数量少，结构简单，制造方便，极大地提升了车体底架结构的生产工艺性，降低了生产难度；而且防爬器安装梁和车钩安装梁上受到来自于防爬器和车钩的作用力时，可以通过横梁、前端过渡梁和底架边梁多条传力路径保证传力路径顺畅，结构刚度好，满足车辆压缩/拉伸传力及碰撞吸能需求。

进一步地，所述底架边梁的下表面设置固定设置有加强纵梁，所述加强纵梁在纵向上横跨所述横梁、防爬器安装梁和车钩安装梁，且所述防爬器安装梁和车钩安装梁横向方向上的两端均与所述加强纵梁固定连接。加强纵梁可以增强车体底架端部区域的整体强度和刚度，同时满足与防爬器安装梁以及车钩安装梁的连接。

进一步地，所述底架边梁的底部固定设置有牵引座连接结构，所述牵引座连接结构位于相比于所述横梁更远离所述车钩安装梁的位置，所述牵引座连接结构用于固定连接转向架。转向架的牵引力和制动力通过该牵引座连接结构传递到底架边梁上。

进一步地，所述牵引座连接结构上开设有螺栓孔和位于螺栓孔之间的凹槽结构。与转向架相连的牵引座可以通过螺栓固定于牵引座连接结构，同时，牵引座上的凸起结构可以与该凹槽结构相配合实现纵向限位，可以实现螺栓松动之后的二次防护。

进一步地，所述底架边梁采用中空型材，且所述底架边梁的底部型材板进行加厚处理。这样可以满足牵引座连接结构的安装以及强度要求。

进一步地，所述防爬器安装梁采用横向整体中空型材，所述防爬器安装梁横向方向上的两端均开设有防爬器安装孔，两个防爬器安装孔之间具有开口向下的缺口。防爬器安装孔用来安装防爬器，两个防爬器安装孔之间的缺口用来避让车钩。横向整体中空型材是指型材是一体成型的型材，且中空结构的延伸方向平行于横向方向。

进一步地，所述车钩安装梁采用横向整体中空型材，所述车钩安装梁的中部开设有车钩安装孔，所述车钩安装孔在纵向方向上对应于所述防爬器安装梁的缺口。车钩安装梁和防爬器安装梁均采用中空型材，可以减少焊缝数量，提升底架组装效率和质量。

进一步地，所述肋梁的下边缘为圆弧状。肋梁圆弧过渡，便于力的传递，有效解决车钩压缩/拉伸力的传递问题以及转向架的安装空间问题。

进一步地，所述前端地板下方还设置有前端加强梁，所述前端加强梁的两端分别与所述底架边梁固定连接。前端加强梁能够有效抑制前端由于刚度低导致的点头而引起的应力集中。

本发明的车体底架结构具有组成零件数量少、重量轻、结构简单、制造方便、强度好的特点。底架结构通过多条传力路径保证传力路径顺畅，结构刚度好，满足车辆压缩/拉伸传力及碰撞吸能需求，且有效错开转向架安装空间且保证与转向架的安全连接。

附图说明

图1是本发明的车体底架结构的示意图；

图2是车钩安装梁的连接示意图；

图3是底架边梁的示意图；

图4是牵引座连接结构的连接示意图。

图5是车钩受拉时的传力示意图；

图6是防爬器压缩时的传力示意图。

图中：中部地板1、前端地板2、底架边梁3、底部型材板3.1、防爬器安装梁4、防爬器安装孔4.1、缺口4.2、车钩安装梁5、车钩安装孔5.1、筋板5.2、前端过渡梁6、横梁7、肋梁8、加强纵梁9、牵引座连接结构10、螺栓孔10.1、凹槽结构10.2、不锈钢垫板10.3、车钩11、前端加强梁12、横向方向x、纵向方向y。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1-4，一种轨道车辆车体底架结构，其包括中部地板1、前端地板2、底架边梁3、防爬器安装梁4和车钩安装梁5；中部地板1、前端地板2、防爬器安装梁4和车钩安装梁5横向方向x上的两端均与底架边梁3固定连接，车钩安装梁5在平行于纵向方向y的竖直截面中呈t型结构，车钩安装梁5在纵向方向y上的两端分别与中部地板1的端部和前端地板2的端部固定连接；防爬器安装梁4固定设置在前端地板2下方，防爬器安装梁4和车钩安装梁5之间通过至少两个前端过渡梁6固定连接，前端过渡梁6沿着纵向方向y延伸；中部地板1下方还固定设置有横梁7，横梁7的两端分别与底架边梁3固定连接，横梁7和车钩安装梁5之间通过若干个肋梁8固定连接，肋梁8沿着纵向方向y延伸，肋梁8的下边缘为圆弧状，肋梁8圆弧过渡，便于力的传递，有效解决车钩压缩/拉伸力的传递问题以及转向架的安装空间问题；前端地板2下方还设置有前端加强梁12，前端加强梁12的两端分别与底架边梁3固定连接，前端加强梁能够有效抑制前端由于刚度低导致的点头而引起的应力集中。

如图1、图3所示，底架边梁3的下表面设置固定设置有加强纵梁9，加强纵梁9在纵向上横跨横梁7、防爬器安装梁4和车钩安装梁5，且防爬器安装梁4和车钩安装梁5横向方向上的两端均与加强纵梁9固定连接。加强纵梁9可以增强车体底架端部区域的整体强度和刚度，同时满足与防爬器安装梁4以及车钩安装梁5的连接。

如图1、图4所示，底架边梁3的底部固定设置有牵引座连接结构10，牵引座连接结构10位于相比于横梁更远离车钩安装梁5的位置，牵引座连接结构10用于固定连接转向架(未图示)。转向架的牵引力和制动力通过该牵引座连接结构传递到底架边梁上；牵引座连接结构10上开设有螺栓孔10.1和位于螺栓孔10.1之间的凹槽结构10.2。与转向架相连的牵引座可以通过螺栓固定于牵引座连接结构10，同时，牵引座上的凸起结构可以与该凹槽结构10.2相配合实现纵向限位，可以实现螺栓松动之后的二次防护。牵引座连接结构10采用不锈钢材质，与底架边梁3采用螺栓连接，牵引座连接结构10与底架边梁3通过不锈钢垫板10.3过渡，能有效缓解局部应力集中以及微动疲劳。牵引座连接结构10采用“z”字形结构，安装定位方便。牵引座连接结构10强弱分配合理，在与转向架牵引座直接相连的局部应力集中位置加强，其余位置适当减弱以降低重量。

如图3所示，底架边梁3采用中空型材，且底架边梁3的底部型材板3.1进行加厚处理。这样可以满足牵引座连接结构10的安装以及强度要求，加强底架边梁3传力路线的可靠性。

如图5所示，防爬器安装梁4采用中空型材，防爬器安装梁4横向方向上的两端均开设有防爬器安装孔4.1，防爬器安装孔4.1开设位置的壁厚可以进行加厚处理，两个防爬器安装孔4.1之间具有开口向下的缺口4.2。防爬器安装孔4.1用来安装防爬器(未图示)，两个防爬器安装孔4.1之间的缺口4.2用来避让车钩11。

如图1、图2所示，车钩安装梁5采用中空型材，所述车钩安装梁5的中部开设有车钩安装孔5.1，所述车钩安装孔5.1在纵向方向y上对应于防爬器安装梁4的缺口4.2。车钩安装梁5和防爬器安装梁4均采用横向整体中空型材，可以减少焊缝数量，提升底架组装效率和质量。车钩安装梁5纵向方向上的两个侧壁进行加厚处理，提升整体强度；车钩安装梁的型材纵向方向上两段自带焊接结构(凸起)，便于与中部地板1、前端地板2的焊接连接；车钩安装梁5中设置有倾斜的筋板5.2，可以有效地将力传递到中部地板1和前端地板2。

如图5-6所示，本发明的底架结构传力路径传力路径顺畅、且有多条传力路径。车钩压缩/拉伸力可纵向通过车钩安装梁5传递到肋梁8，再传递到横梁7上，横梁7上的力可纵向传向中部地板1，横向传向底架边梁3，车钩安装梁5的力还可以通过前端过渡梁6、防爬器安装梁4传递至底架边梁3。防爬器压缩力横向可传递到底架边梁3上，还可纵向传递到前端过渡梁6，后续传力路径与车钩压缩/拉伸力传递路径一致。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

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