一种底架结构及其底架边梁组装结构的制作方法

2021-02-06 22:02:42|

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本实用新型涉及轨道车辆车体结构技术领域，特别涉及一种底架结构及其底架边梁组装结构。

背景技术：

为了适应不同高度站台，方便乘客上下车，一般将车门设置在低地板区。但由于设备与转向架的高度限制，不能做成整体低地板的形式，需保留一部分高地板区。在当前的车体底架结构中，存在如下的缺点：

1、高低地板及高低边梁的连接焊缝多、变形大，容易产生应力集中；

2、底架与转向架的连接通常采用焊接安装座，由于座子需承受交变载荷，如果焊缝有缺陷或载荷异常，极有可能造成焊缝疲劳破坏，给车辆安全运营留下安全隐患。

因此，如何克服当前的车体底架结构所存在的弊端，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种底架边梁组装结构，通过设置二级缓冲结构降低了高边梁与低边梁连接处的应力集中，提高了底架承载能力，解决了底架高低边梁连接焊缝多，变形大的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种底架边梁组装结构，包括：高边梁、低边梁及连接于所述高边梁与所述低边梁之间的连接机构；

所述连接机构设有第一过渡断面，和/或，所述高边梁与所述低边梁的连接处设有第二过渡断面。

优选地，所述连接机构包括：l形板和连接板；

所述l形板竖直端连接于所述低边梁内侧顶端面，水平端连接于所述低边梁内侧侧面，所述连接板一端连接于所述l形板拐角，另一端连接于所述高边梁内侧底端面。

优选地，所述第一过渡断面为设置于所述l形板竖直部分靠近所述低边梁端头的一端的圆角断面，所述圆角断面能够使所述低边梁内侧端头与所述连接机构一端为过渡设置。

优选地，所述高边梁具有用于同转向架配合的避让结构。

优选地，所述避让结构为开设于所述高边梁下部的高边梁缺口。

优选地，所述第二过渡断面为设置于所述高边梁的所述高边梁缺口靠近所述低边梁端头一端的圆弧端面，所述圆弧端面能够使所述高边梁缺口的一端与所述低边梁外侧端头为过渡设置。

优选地，所述高边梁具有用于同转向架安装座配合的安装结构。

优选地，所述安装结构为设置于所述高边梁底部的矩形腔；

所述底架边梁组装结构还包括：

安装于所述矩形腔，用于同所述转向架安装座配合的螺纹板组件。

优选地，所述高边梁外侧设有第一连接接头，且所述第一连接接头具有焊接垫板；

所述低边梁外侧设有用于同所述第一连接接头和/或所述焊接垫板连接配合的第二连接接头。

一种底架结构，包括：第一端端部结构、底架边梁组装、高地板、第二端端部结构、隔墙和低地板，所述底架边梁组装为如上所述的底架边梁组装结构。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的底架边梁组装结构，通过设置第一过渡断面以及第二过渡断面，实现了为底架边梁组装结构构建二级缓冲结构，有助于缓解高边梁与低边梁之间的连接应力，不仅降低了高边梁与低边梁连接处的应力集中，而且还减少了底架高低边梁连接焊缝变形大等问题，从而进一步提升了底架结构的承载能力。

本实用新型还提供了一种应用上述底架边梁组装结构的底架结构，由于采用了上述的技术方案，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的底架结构的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的底架边梁组装结构的示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本实用新型实施例提供的第一级缓冲结构的连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第二级缓冲结构的连接示意图；

图6为本实用新型实施例提供的底架边梁与转向架安装座的连接示意图。

其中，1为第二端端部结构；2为底架边梁组装，21为高边梁，21a为高边梁缺口，21b为第二过渡断面，21c为第一连接接头，21d为矩形腔，22为低边梁，22a为门洞，22b为低边梁外板，22c为第二连接接头，23为l形板，23a为第一过渡断面，24为连接板；3为高地板；4为第一端端部结构；5为隔墙；6为低地板；7为转向架安装座；8为螺纹板；9为螺栓。

具体实施方式

针对上述问题和不足，本实用新型实施例提供了一种新型的车体底架结构，适应了不同高度站台。通过设置二级缓冲结构降低了高边梁与低边梁连接处的应力集中，提高了底架承载能力，解决了底架高低边梁连接焊缝多，变形大的问题。同时通过优化底架边梁型材断面，采用底架边梁直接与转向架的抗侧滚座和抗蛇形减震器座连接，取消了过渡安装座，解决了过渡安装座焊缝存在疲劳破坏的问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的底架边梁组装结构，包括：高边梁21、低边梁22及连接于高边梁21与低边梁22之间的连接机构，其结构可以参照图2所示；

连接机构设有第一过渡断面23a，和/或，高边梁21与低边梁22的连接处设有第二过渡断面21b。需要说明的是，低边梁22内侧为悬空腔体结构。因此，需要采用连接机构连接于高边梁21内侧与低边梁22内侧之间，以确保底架边梁组装结构的刚度。进一步地，如图3所示，第一过渡断面23a即为第一过渡端面，以便于更好的释放高边梁21与低边梁22之间的连接应力。相应地，第二过渡断面21b即为第二过渡端面，也以便于释放高边梁21与低边梁22在连接处的应力。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的底架边梁组装结构中，通过设置第一过渡断面以及第二过渡断面，实现了为底架边梁组装结构构建了二级缓冲结构，有助于减缓高边梁与低边梁之间的连接应力，不仅降低了高边梁与低边梁连接处的应力集中，而且还减少了底架高低边梁连接焊缝变形大等问题，从而进一步提升了底架结构的承载能力。

具体地，连接机构包括：l形板23和连接板24，其结构可以参照图3所示；

l形板23竖直端连接于低边梁22内侧顶端面(即图4中低边梁22内侧的顶筋板)，水平端连接于低边梁22内侧侧面(即图4中低边梁22的内侧侧筋板)，连接板24一端连接于l形板23拐角，另一端连接于高边梁21内侧底端面(即图4中高边梁21的内侧底筋板)。即为通过l形板23和连接板24，以为高边梁21和低边梁22构建了内侧连接结构，进而有助于形成作为内侧缓冲结构的第一过渡断面23a，以降低了高边梁与低边梁在内侧连接处的应力集中。在本方案中，l形板23与低边梁22为平齐设置，其水平端需与内侧侧筋板对齐并连接，以使得l形板23和连接板24两者形成的空腔可与左边型材空腔相对应，不仅方便连接机构的焊接，而且也为高低边梁的内侧连接结构提供了良好的刚度。

在本方案中，如图3所示，第一过渡断面23a为设置于l形板23靠近低边梁22端头的一端的圆角断面(即为圆角端面，以便于l形板一端与低边梁22内侧端头形成过渡配合)，圆角断面能够使低边梁22内侧端头与连接机构一端为过渡设置，以减缓高边梁21与低边梁22在内侧连接处的应力，进而起到了第一级缓冲结构的效果，从而降低了高边梁21与低边梁22内侧连接处的应力集中，以此提高了底架承载能力。

具体地，高边梁21具有用于同转向架配合的避让结构，以避免高边梁21与转向架构架发生装配干涉，确保车体结构装配的可操作性。

具体地，如图2所示，避让结构为开设于高边梁21下部的高边梁缺口21a，以便于很好地为转向架构架腾出安装空间，以确保车体结构之间的有序配合。在本方案中，选用高边梁缺口21a作为高边梁21的避让结构，具有结构简单，易于加工等特点，而且还能够利用高边梁缺口21a在靠近高边梁21与低边梁22连接处的一端以形成第二级缓冲结构(详情见下文)。

为了进一步优化上述的技术方案，如图3所示，第二过渡断面21b为设置于高边梁21的高边梁缺口21a靠近低边梁22端头的一端的圆弧端面(即为圆弧端面，以便于高边梁缺口21a一端与低边梁22外侧端头形成过渡配合)，圆弧端面能够使高边梁缺口21a一端与低边梁22外侧端头为过渡设置，以减缓高边梁21与低边梁22在外侧连接处的应力，相应地，进而起到了第二级缓冲结构的效果，以减少了高边梁21与低边梁22在外侧连接处的应力集中现象。在本方案中，结合上文中的第一级缓冲结构，两者构成了底架边梁组装结构的二级缓冲结构，从而大大降低了连接处的应力集中，提高了底架承载能力，同时降低了焊接变形。

在本方案中，高边梁21具有用于同转向架安装座7配合的安装结构。通过该安装结构即可实现了底架边梁与转向架安装座7的直接连接，进而取消了过渡安装座的过渡连接，从而解决了过渡安装座焊缝存在疲劳破坏的问题，进一步提高了车体与转向架连接的可靠性。

具体地，安装结构为设置于高边梁21底部的矩形腔21d，其结构可以参照图6所示；在本方案中，选用矩形腔21d作为高边梁21同转向架安装座7配合的安装结构，不仅可以增强高边梁21安装结构的刚度，而且还实现了螺纹板组件的内置安装，有效避免外界环境对螺纹板组的影响，从而确保了安装结构的使用寿命；

底架边梁组装结构还包括：

安装于矩形腔21d，用于同转向架安装座7配合的螺纹板组件；不难理解的是，螺纹板组件包括了螺纹板8和螺栓9。在本方案中，选用螺纹板8作为螺栓9的螺母，主要利用螺栓9带动螺纹板8的转动，以便于螺纹板8侧端与矩形腔21d内腔壁形成卡位配合，即为实现了螺纹板8的固定，进而方便螺栓9的安装。具体地，首先在矩形腔21d中预装入螺纹板8，然后再通过螺栓9将高边梁21与转向架安装座7连接，即可实现了底架边梁与转向架安装座7的直接连接。进一步地，底架边梁与转向架安装座7选用螺纹板组件进行直接相连，具有连接形式简单，连接可靠性高等特点。

为了进一步优化上述的技术方案，如图4和图5所示，高边梁21外侧设有第一连接接头21c，且第一连接接头21c具有焊接垫板，以增加第一连接接头21c与第二连接接头22c的接触面积；低边梁22外侧设有用于同第一连接接头21c和/或焊接垫板连接配合的第二连接接头22c；

具体地，通过第一连接接头21c和第二连接接头22c的对接，即可实现了高边梁21外侧与低边梁22外侧的连接。尤其地，通过第一连接接头21c设有焊接垫板，有助于增加第一连接接头21c与第二连接接头22c的对接面积，以进一步增强了高边梁21与低边梁22连接的可靠性。在本方案中，第一连接接头21c和第二连接接头22c的对接端头采用倒角设置，以便于增大两者的焊接接触面积，以又进一步增强了高低边梁连接的可靠性。

由此可见，高边梁21与低边梁22具有内外侧的双重连接结构。具体地，通过第一连接接头21c和第二连接接头22c的对接，即可实现了高边梁21与低边梁22在外侧的直接连接，再通过在两者的连接处(即为在高边梁缺口21a靠近该连接处的一端)设置第二过渡断面21b，即可实现了高边梁21与低边梁22在外侧的缓冲结构。相应地，通过连接机构实现了高边梁21与低边梁22在内侧的间接连接，再通过连接机构的第一过渡断面23a，以实现了高边梁21与低边梁22在内侧的缓冲结构，以此构建了底架高低边梁的二级缓冲结构，以降低高边梁与低边梁连接处的应力集中，从而提高了底架的承载能力。

本实用新型实施例还提供了一种底架结构，如图1所示，包括：第一端端部结构1、底架边梁组装2、高地板3、第二端端部结构4、隔墙5和低地板6，所述底架边梁组装2为如上所述的底架边梁组装结构，由于采用了上述的技术方案，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型车体底架由第一端端部结构、底架边梁组装、高地板、第二端端部结构、隔墙、低地板等结构组成。采用二级缓冲结构降低高边梁与低边梁连接处的应力集中，提高了底架承载能力。通过优化底架边梁的型材断面，设置矩形腔，在腔中放置螺纹安装块，通过螺栓直接连接底架边梁与转向架的抗侧滚座和抗蛇形减震器座，取消了过渡安装座，提高了车体与转向架连接的可靠性。

本实用新型的底架结构如图1所示。底架主要由第二端端部结构1、底架边梁组装2、高地板3、第一端端部结构4、隔墙5、低地板6等组成，其中隔墙5连接高地板3和低地板6。

图2为底架边梁组装示意图(仰视图)。主要由高边梁21、低边梁22、l形板23和连接板24组成。在转向架区域，将高边梁21下部型腔加工，形成高边梁缺口21a，避免高边梁21与转向架构架干涉。低边梁22根据车体总体参数加工，形成车门门洞22a。

图3为底架边梁组装(即图2)的局部放大图i。将靠近端头的低边梁22型腔内侧加工掉，仅保留低边梁外板22b，形状可根据造型进行加工，如此设计，是为了形成第一级缓冲结构，保留低边梁外板22b为了造型美观，如果只从受力方向考虑，低边梁外板22b也可以加工掉。高边梁21与低边梁22之间通过l形板23和连接板24相连接，其中l形板23通过圆角断面过渡减缓应力，此部分形成的结构为第一级缓冲结构。高边梁21加工出圆弧断面，通过圆弧断面的过渡设置，减少了应力集中现象。然后与低边梁22进行连接，该处形成的结构为第二级缓冲结构。通过这两级缓冲结构，大大降低了连接处的应力集中，提高了底架承载能力，同时降低了焊接变形。在本方案中，一级缓冲和二级缓冲的原理都是通过圆弧过渡，释放应力。现有的结构都是一级缓冲，本专利设置二级缓冲的目的是因为此处应力集中较大，只设置一级缓冲并不能释放全部应力。

图4为第一级缓冲结构连接示意图。低边梁22外侧通过第二连接接头22c与高边梁21的带焊接垫板的第一连接接头21c连接，内侧通过l形板23连接，其中l形板23与低边梁22平齐，一端与内部筋板对齐并连接。连接板24连接l形板23与高边梁21。

图5为第二级缓冲结构连接示意图。低边梁22仅通过第二连接接头22c与高边梁21的带焊接垫板的第一连接接头21c连接。

图6为底架边梁与转向架安装座连接示意图。在现有技术中，采用在底架下部焊接过渡安装座的形式。而本结构为了能够在高边梁21型材中放置螺纹板而设计成矩形腔21d的形式。具体地，高边梁21下部设置矩形腔21d，将螺纹板8放入外侧的型腔内，通过螺栓9将高边梁21直接与转向架安装座7连接在一起，取消了现有技术的过渡安装座，避免了焊缝承载发生疲劳破坏的风险，提高了连接可靠性。

实用新型效果或特点

本实用新型底架结构简单，易模块化生产，强度好，方便了乘客和车站工作人员。设置二级缓冲结构优化了车体底架边梁结构，降低了应力集中，减少了焊接变形，提高了生产效率和外形美观。采用底架边梁型材与转向架的抗侧滚座和抗蛇形减震器座直接相连，连接形式简单、可靠性高，具有良好的经济效益和社会效益。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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