水平梁结构及具有其的转向架的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆领域，具体而言，涉及一种水平梁结构及具有其的转向架。

背景技术：

目前，轨道车辆用水平梁采用金属焊接结构，安装于转向架构架端部，中间部位安装电气设备，运营过程中承受垂向、横向和纵向的振动冲击载荷，呈简支梁形式。

然而，因传统的金属水平梁由碳钢钢管、钢板下料焊接组成，其身重量大，且工作中承受的振动加速度高，导致在运营过程中设备安装座筋板焊缝出现开裂失效的问题，目前的解决方案是局部补强及结构优化，但未能降低水平梁自身重量，后期的运营中仍存在焊缝开裂失效的风险。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种水平梁结构及具有其的转向架，以解决现有技术中的水平梁结构的重量较大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种水平梁结构，用于设置在转向架的构架上，水平梁结构包括：梁体，梁体为管状结构，梁体由碳纤维材料制成；电气设备安装座，设置在梁体上，电气设备安装座用于安装电气设备；其中，电气设备安装座包括第一安装层和第二安装层，第一安装层包裹在第二安装层的外侧；第一安装层由碳纤维材料制成，第二安装层由泡沫芯制成。

进一步地，电气设备安装座包括电气设备安装座主体和第一连接部，第一连接部与电气设备安装座主体连接，第一连接部具有第一连接孔，第一连接部通过第一连接孔套设在梁体上；电气设备安装座主体用于安装电气设备。

进一步地，电气设备安装座与梁体之间采用树脂传递模塑成型，以使电气设备安装座与梁体相连接。

进一步地，水平梁结构还包括：安装销，设置在梁体上，安装销包括安装销主体和安装销连接部，安装销连接部与安装销主体连接，安装销连接部用于与梁体连接；安装销主体与构架的安装部相适配，以使安装销主体与构架的安装部连接。

进一步地，梁体沿第一预设方向具有相对设置的第一连接端和第二连接端，安装销为两个，一个安装销设置在第一连接端上，另一个安装销设置在第二连接端上。

进一步地，安装销连接部插设在梁体上，安装销连接部与梁体的内壁为花键联接。

进一步地，安装销连接部包括第一固定件和插设件，第一固定件与安装销主体连接，第一固定件上设置有第一紧固孔；插设件与第一固定件连接且设置在第一固定件远离安装销主体的一侧；其中，梁体包括第二固定件，第二固定件上设置有第二紧固孔；插设件插设在梁体内，安装销通过插设在第一紧固孔和第二紧固孔内的紧固件固定连接。

进一步地，水平梁结构还包括：排障器安装座，包括排障器安装座主体和第二连接部，第二连接部与排障器安装座主体连接，第二连接部具有第二连接孔，第二连接部通过第二连接孔套设在梁体上；排障器安装座主体用于安装排障器。

进一步地，水平梁结构还包括：止转部，包括止转部主体和第三连接部，第三连接部与止转部主体连接，第三连接部具有第三连接孔，第三连接部通过第三连接孔套设在梁体上；止转部主体与构架上的止挡件相适配，以通过止挡件止挡止转部，以使水平梁结构在预定角度内转动。

进一步地，止转部包括第一止转层和第二止转层，第一止转层包裹在第二止转层的外侧；第一止转层由碳纤维材料制成，第二止转层由泡沫芯制成。

进一步地，梁体由拉挤成型工艺和/或缠绕成型工艺制成。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种转向架，包括构架和水平梁结构，水平梁结构设置在构架上，其中，水平梁结构为上述的水平梁结构。

本实用新型的水平梁结构用于设置在转向架的构架上，该水平梁结构包括梁体和电气设备安装座，该水平梁结构的梁体为管状结构且由碳纤维材料制成；并且，该水平梁结构的电气设备安装座包括第一安装层和第二安装层，第一安装层包裹在第二安装层的外侧；第一安装层由碳纤维材料制成，第二安装层由泡沫芯制成；这样的设置可以大幅减轻水平梁结构的自身重量，有效降低运营成本及维护保养成本；并且，采用碳纤维材料具有强度高、耐候性好的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的水平梁结构的一个实施例的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的水平梁结构的另一个实施例的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的水平梁结构的梁体的一个实施例的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的水平梁结构的梁体的另一个实施例的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的水平梁结构的安装销的一个实施例的安装示意图；

图6示出了根据本实用新型的水平梁结构的安装销的一个实施例的结构示意图；

图7示出了根据本实用新型的水平梁结构的安装销的另一个实施例的安装示意图；

图8示出了根据本实用新型的水平梁结构的安装销的另一个实施例的结构示意图；

图9示出了根据本实用新型的水平梁结构的止转部的结构示意图；

图10示出了根据本实用新型的水平梁结构的电气设备安装座的结构示意图；

图11示出了根据本实用新型的水平梁结构的排障器安装座的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、梁体；11、第二固定件；12、第一花键部；14、第二紧固孔；20、安装销；21、安装销主体；22、安装销连接部；221、第一固定件；222、插设件；223、第一紧固孔；224、第二花键部；30、电气设备安装座；31、电气设备安装座主体；32、第一连接部；321、第一连接孔；70、排障器安装座；71、排障器安装座主体；72、第二连接部；721、第二连接孔；80、止转部；81、止转部主体；82、第三连接部；821、第三连接孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型提供了一种水平梁结构，请参考图1至图11，用于设置在转向架的构架上，水平梁结构包括：梁体10，梁体10为管状结构，梁体10由碳纤维材料制成；电气设备安装座30，设置在梁体10上，电气设备安装座30用于安装电气设备；其中，电气设备安装座30包括第一安装层和第二安装层，第一安装层包裹在第二安装层的外侧；第一安装层由碳纤维材料制成，第二安装层由泡沫芯制成。

本实用新型的水平梁结构用于设置在转向架的构架上，该水平梁结构包括梁体10和电气设备安装座30，该水平梁结构的梁体10为管状结构且由碳纤维材料制成；并且，该水平梁结构的电气设备安装座30包括第一安装层和第二安装层，第一安装层包裹在第二安装层的外侧；第一安装层由碳纤维材料制成，第二安装层由泡沫芯制成；这样的设置可以大幅减轻水平梁结构的自身重量，有效降低运营成本及维护保养成本；并且，采用碳纤维材料具有强度高、耐候性好的优点。

其中，电气设备为天线，该天线用于接收车辆的控制系统发送的信号并对该信号进行传输。

在本实施例中，电气设备安装座30包括电气设备安装座主体31和第一连接部32，第一连接部32与电气设备安装座主体31连接，第一连接部32具有第一连接孔321，第一连接部32通过第一连接孔321套设在梁体10上；电气设备安装座主体31用于安装电气设备。

优选地，电气设备安装座主体31位于梁体10的下方。这样的设置便于电气设备的安装。

优选地，电气设备安装座主体31为板状结构。

在本实施例中，电气设备安装座30与梁体10之间采用树脂传递模塑成型，以使电气设备安装座30与梁体10相连接。其中，树脂传递模塑的英文名为resintransfermoulding，简称rtm。

在本实施例中，水平梁结构还包括安装销20，设置在梁体10上，安装销20包括安装销主体21和安装销连接部22，安装销连接部22与安装销主体21连接，安装销连接部22用于与梁体10连接；安装销主体21与构架的安装部相适配，以使安装销主体21与构架的安装部连接。这样的设置实现了水平梁结构与构架的连接。

优选地，梁体10沿第一预设方向具有相对设置的第一连接端和第二连接端，安装销20为两个，一个安装销20设置在第一连接端上，另一个安装销20设置在第二连接端上。

在一个实施例中，安装销连接部22插设在梁体10上，安装销连接部22与梁体10的内壁为花键联接。其中，安装销连接部22与梁体10采用胶水连接。

具体实施时，梁体10的内壁上设置有第一花键部12，安装销连接部22上设置有第二花键部224，第一花键部12与第二花键部224均沿第一预设方向延伸，第二花键部224与第一花键部12相适配，以使梁体10与安装销连接部22卡设连接，避免梁体10与安装销连接部22发生相对转动。

在另一个实施例中，安装销连接部22包括第一固定件221和插设件222，第一固定件221与安装销主体21连接，第一固定件221上设置有第一紧固孔223；插设件222与第一固定件221连接且设置在第一固定件221远离安装销主体21的一侧；其中，梁体10包括第二固定件11，第二固定件11上设置有第二紧固孔14；插设件222插设在梁体10内，安装销20通过插设在第一紧固孔223和第二紧固孔14内的紧固件固定连接。其中，插设件222与梁体10采用胶水连接。

在本实施例中，水平梁结构还包括排障器安装座70，包括排障器安装座主体71和第二连接部72，第二连接部72与排障器安装座主体71连接，第二连接部72具有第二连接孔721，第二连接部72通过第二连接孔721套设在梁体10上；排障器安装座主体71用于安装排障器。

优选地，排障器安装座70由碳纤维材料制成。这样的设置进一步减轻了水平梁结构的重量。

优选地，排障器安装座70与梁体10之间采用树脂传递模塑成型，以使排障器安装座70与梁体10相连接。

在本实施例中，水平梁结构还包括止转部80，包括止转部主体81和第三连接部82，第三连接部82与止转部主体81连接，第三连接部82具有第三连接孔821，第三连接部82通过第三连接孔821套设在梁体10上；止转部主体81与构架上的止挡件相适配，以通过止挡件止挡止转部80，以使水平梁结构在预定角度内转动。其中，梁体10绕第一转动中心线转动，第一转动中心线沿第一预设方向延伸。

具体实施时，止转部80沿第二预设方向延伸。其中，第一预设方向为水平方向，第二预设方向为竖直方向。

优选地，止转部80包括第一止转层和第二止转层，第一止转层包裹在第二止转层的外侧；第一止转层由碳纤维材料制成，第二止转层由泡沫芯制成。

优选地，梁体10由拉挤成型工艺和/或缠绕成型工艺制成。

本实用新型涉及轨道交通设备，具体涉及一种基于拉挤缠绕、手工铺层及模压成型技术的水平梁结构。传统的金属水平梁由碳钢钢管、钢板下料焊接组成，因自身重量大，工作中承受的振动加速度高，导致实际运营过程中出现焊缝开裂的失效问题，后期虽经过结构优化，但未能降低水平梁自身重量，实际运营中仍存在焊缝开裂失效的风险。因此，有效降低水平梁自身重量，对于提高结构可靠性至关重要。本实用新型基于碳纤维材料重量轻，强度高及耐候性好的特点，通过采用先进的碳纤维复合材料及成熟的复合材料成型技术获得一种高轻量化的碳纤维水平梁结构，从而大幅减轻结构自身重量，有效降低运营成本及维护保养成本，本申请可有效提高结构的可靠性和安全性。

目前，轨道车辆用水平梁采用金属焊接结构，安装于转向架构架端部，中间部位安装电气设备，运营过程中承受垂向、横向和纵向的振动冲击载荷，呈简支梁形式。因自身重量大，运营过程中，设备安装座筋板焊缝曾出现开裂失效，目前的解决方案是局部补强及结构优化，但未能降低结构重量，后期的运营中仍存在开裂失效的风险，因此，本实用新型的水平梁结构采用碳纤维复合材料，其具有重量轻、强度高及耐候性好的优点。

本实用新型的水平梁结构碳纤维水平梁具有重量轻、成型技术简单及可靠性高的优点。结构采用分部操作一体成型技术，对主结构部件制造预成型体，后期rtm共固化一体成型，提高了结构的可靠性。对于接口金属件采用胶结及混合连接的制造技术。梁体碳纤维部件采用拉挤缠绕成型技术，具有成型效率高，质量稳定的特点。其他碳纤维部件采用手工铺层及模压成型技术，技术成熟，质量稳定。分部操作一体成型技术能有效降低成型技术难度，降低了整体结构的研发和制造成本，同时高强度碳纤维能有效减少维护频次，降低检修维护成本。

本实用新型主要由安装金属销(即安装销)、梁体、天线安装座(电气设备安装)、排障器安装座和止挡垫板(即止转部)组成，针对于局部连接方式的不同，采用了两种方案，如图1、图2所示。安装金属销(图6、图8)通过金属加工方式成型并钻孔，并通过胶结(图5)或混合连接(图7)技术组装于梁体，其功能为后期与橡胶节点压装后与构架端部连接，为整个水平梁的安装接口部件。梁体(图3、图4)为基于拉挤缠绕成型技术的碳纤维管状结构。止挡垫板(图9)内部泡沫芯结构，可模压制备预成型体，后期通过rtm(即树脂传递模塑成型)与梁体共固化成型，该结构在实际使用中与橡胶板接触，起水平梁止转作用。天线安装座采用芯材及增强材料模压制备预成型体，后期通过rtm与梁体共固化成型，以达到减重目的，该结构主要用以安装天线设备。排障器安装座(图11)采用湿法缠绕模压成型技术制备预成型体，后期通过rtm与梁体共固化成型，该部件为排障器安装接口部件。

本实用新型还提供了一种转向架，包括构架和水平梁结构，水平梁结构设置在构架上，水平梁结构为上述实施例中的水平梁结构。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的水平梁结构用于设置在转向架的构架上，该水平梁结构包括梁体10和电气设备安装座30，该水平梁结构的梁体10为管状结构且由碳纤维材料制成；并且，该水平梁结构的电气设备安装座30包括第一安装层和第二安装层，第一安装层包裹在第二安装层的外侧；第一安装层由碳纤维材料制成，第二安装层由泡沫芯制成；这样的设置可以大幅减轻水平梁结构的自身重量，有效降低运营成本及维护保养成本；并且，采用碳纤维材料具有强度高、耐候性好的优点。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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