专利名称：轨道车辆牵引梁的制作方法
技术领域：
本发明是针对应用于轨道车辆的牵引梁结构与焊接方式的改进，属于机械制造领域。
背景技术：
随着目前国内城市轨道交通的迅速普及与推广，对于构成驱动系统主要部件的牵引梁提出了更高的设计和使用要求。如应用于轻轨列车、地铁的牵引梁是连接、并向车体传递转向架驱动力的中心部件，也是实现车辆快速和安全行驶的动力传输关键设备。现有牵引梁普遍地采用碳钢焊接结构，因为考虑到碳钢的腐蚀需要给碳钢板留出足够的腐蚀余量，从而增大了牵引梁自身的重量，但也从另一侧面增大了牵引梁自身的重量，不利于车体轻量化设计和提高列车运行速度。而且，牵引梁与车体下方的枕梁、边梁连接后的应力较为集中，易于造成牵引梁应力集中而增加应力损坏的机率、从而明显地缩短牵引梁的使用寿命。另外，还存在着牵引梁与车钩安装连接的复杂问题，不利于从牵引梁内部进行喷漆操作而降低了牵引梁防腐处理的可操作性。有鉴于此，特提出本专利申请。
发明内容
本发明所述的轨道车辆牵引梁，能够解决上述现有技术存在的问题而采取一种中空的口型箱型整体结构，在其部件上采取多种轻量化设计特征，从而达到结构刚度与轻量化的兼顾。发明目的之一，在保证牵引梁结构刚度与连接强度的前提下，用不锈钢板制造牵引梁，彻底解决了碳钢牵引梁的腐蚀问题，而且不需要喷涂油漆。发明目的之二，利用不锈钢高强度的特性和耐腐蚀性能，实现最大限度地轻量化设计，以利于提高城轨列车的行驶速度。扩大牵引梁与枕梁等结构的连接面积，以期改善应力损坏程度。发明目的之三，利用激光焊接速度快，焊接热输入量小的特点，用激光焊焊接不锈钢牵引梁，克服不锈钢板容易变形的缺点，控制了不锈钢牵引梁的焊接变形，达到了使用要求。本发明中牵引梁所有焊缝都可用激光焊接。发明目的之四，实现一种结构简易的车下安装连接解决方案。为实现上述发明目的，所述的轨道车辆牵引梁主要包括有:依次激光焊焊接的一对侧部的牵弓I梁腹板、上盖板、下盖板和车钩安装板。与现有技术的区别之处在于，两侧的牵引梁腹板与上盖板、下盖板焊接而形成截面形状为口型的整体箱型结构；所述箱型结构的一侧端连接车钩安装板，箱型结构的截面积向车钩安装板逐渐地变大；构成牵引梁的所有部件均为不锈钢板。如上述基本特征，通过焊接牵引梁腹板、上盖板和下盖板而构成牵引梁的整体结构框架，这一口型的箱型结构能够较好地兼顾轻量化与结构刚度。变截面的箱型结构，能够实现驱动力传输地直接与抗形变性能。用不锈钢板制造牵引梁能够彻底地解决碳钢牵引梁的腐蚀问题。为进一步地提高上述箱型结构的局部刚度和承载能力，可采取的改进措施是，上盖板是一平面结构的板材。为提高牵引梁整体的抗拉伸与抗形变性能，可将牵引梁下盖板设置有连续的第一段平面、中段斜面和第二段平面；牵引梁腹板的下端面与下盖板连接，并具有与下盖板相同形状与角度的连续的平面和斜面。如上所述的牵引梁上、下两个端面的不同结构与形状，有效地提高了牵引梁与枕梁等结构连接后的应力面积，牵引梁的截面为平滑过渡，没有截面突变，避免了应力集中，应力也较为分散，能够均衡牵引梁在传递驱动力过程中的作用力。针对牵引梁腹板的改进措施是，牵引梁腹板的上端面为一平面并与上盖板进行焊接，其下端面与下盖板进行焊接。更为细化与优选的方案是，在第一段平面与中段斜面连接的拐点处、牵引梁腹板的侧部与上盖板、下盖板之间设置有筋板。从提高定向传输驱动力的角度考虑，所述的牵引梁箱型结构，其与枕梁焊接的端部截面积最小，其与车钩安装板焊接的端部截面积最大。为提高上述箱型结构的整体刚度与机械强度，在牵引梁箱型结构内部，在两侧的牵引梁腹板之间设置有数个横向筋板，横向筋板分别与牵引梁腹板、上盖板进行焊接连接。并且，可在横向筋板上设置有通孔。上述内部纵向、横向交叉连接的筋板提供了网格状的补强结构，因此箱型结构虽然内部中空，但其整体刚度与强度并不低于现有技术的结构。基于相同的设计构思，在车钩安装板与牵引梁腹板之间，设置有横向补强筋板和垂向补强筋板。其中，垂向补强筋板上其中还可设置有数个用于通过车钩安装螺栓的通过孔。为便于安装连接车钩，在车钩安装板上设置有数个用于安装车钩的车钩安装孔。为更好地实施轻量化设计，在上盖板上设置有数个长圆孔。 在下盖板上设置有数个通孔。为提高安装车钩一侧结构的刚性与稳定性，在靠近车钩安装板的牵引梁端部设置一个端板，在端板后侧焊接数个端板横向筋板和端板纵向筋板。为便于安装防爬器或吸能装置，在端板设置有数个用于安装防爬器或吸能装置的安装孔。综上内容，本发明轨道车辆牵引梁具有以下优点和有益效果:1、通过采取中空的口型箱型整体结构，同时实现提高牵引梁的结构刚度、降低自重的轻量化设计。2、在保证牵引梁连接强度的前提下，通过轻量化设计而有利于提高列车运行速度。3、牵引梁采用不锈钢板焊接而成，解决了枕梁的腐蚀问题，并且利用不锈钢高强度特性进行轻量化设计。4、利用激光焊接，有效地控制了牵引梁的焊接变形。5、有效地改善了牵引梁应力集中的问题，从而明显地降低应力损坏程度和有效延长使用寿命。
现结合以下附图对本发明做进一步地说明。图1是所述轨道车辆牵引梁的结构示意图；图2是图1的底部反向示意图；图3是图1的侧向示意图；图4是图2中去除下盖板后的结构示意图；如图1至图4所示，牵引梁腹板1、上盖板2、下盖板3、车钩安装板5、筋板6、第一段平面11、中段斜面12、第二段平面13、垂向补强筋板14、横向筋板15、横向补强筋板16、端板横向筋板19、端板纵向筋板20、长圆孔21、长方孔22、通过孔23、安装孔24、通孔31、车钩安装孔51。
具体实施例方式实施例1，如图1至图4所示，所述的轨道车辆牵引梁主要包括有，一对牵引梁腹板
1、上盖板2、下盖板3和车钩安装板5。其中，2个侧部的牵引梁腹板I与上盖板2、下盖板3分别进行焊接连接，从而形成截面形状为口型、截面积从一端向另一端逐渐变小的箱型结构。在箱型结构的一端连接车钩安装板5。所述的箱型结构，其与枕梁焊接连接的端部截面积最小，其与车钩安装板5连接的端部截面积最大。箱型结构具有较大的纵向刚度。车钩安装在牵引梁的车钩安装板5上，牵引梁另一端和枕梁焊接在一起，因此牵引梁可承受车体整车的纵向载荷。箱型结构在车钩安装板5处的截面积最大，以满足车钩的安装需要。上盖板2是一平面结构的板材。下盖板3设置有连续的第一段平面11、中段斜面12和第二段平面13。牵引梁腹板I与下盖板3连接，具有和下盖板相同的连续的第一段平面、中段斜面和第二段平面。在箱型结构内部，2个牵引梁腹板I之间设置有2个数个横向筋板15，横向筋板15均与牵引梁腹板1、上盖板2、下盖板3进行焊接连接。在上盖板2上设置有若干个长圆孔21。车钩安装板5与牵引梁腹板I之间设置有横向补强筋板16和垂向补强筋板14，在车钩安装板5上设置有数个用于安装车钩的车钩安装孔51，在垂向补强筋板14上设置有车钩安装螺栓通过的通过孔23。车钩通过车钩安装孔51安装在牵引梁上，安装在车钩安装板5的后面。也可以通过将垂向补强筋板14放在车钩安装板5的后面，而实现将车钩安装在车钩安装板5的前面。车钩共有两种安装方式。为提高安装车钩一侧结构的刚性与稳定性，在靠近车钩安装板5的牵引梁端部设置一个端板18，在端板18后侧焊接数个端板横向筋板19和端板纵向筋板20。在端板18上设置有数个用于安装防爬器或吸能装置的安装孔24，防爬器或吸能装置通过安装孔24安装在牵引梁的端板上。在下盖板3上设置有数个通孔31。如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种轨道车辆牵引梁，包括有依次激光焊焊接的一对侧部的牵引梁腹板(1)、上盖板(2)、下盖板(3)和车钩安装板(5)，其特征在于: 两侧的牵引梁腹板(1)与上盖板(2)、下盖板(3)焊接而形成截面形状为口型的整体箱型结构； 所述箱型结构的一侧端连接车钩安装板(5)，箱型结构的截面积向车钩安装板(5)逐渐地变大。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:上盖板(2)是一平面结构的板材。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:牵引梁下盖板(3)设置有连续的第一段平面(11)、中段斜面(12)和第二段平面(13)； 牵引梁腹板(1)的下端面与下盖板(3)连接，并具有与下盖板(3)相同形状与角度的连续的平面和斜面。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:牵引梁腹板(1)的上端面为一平面并与上盖板(2)进行焊接，其下端面与下盖板(3)进行焊接。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在第一段平面(11)与中段斜面(12)连接的拐点处、牵引梁腹板(1)的侧部与上盖板(2)、下盖板(3)之间设置有筋板(6)。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:所述的牵引梁箱型结构，其与枕梁焊接的端部截面积最小，其与车钩安装板(5)焊接的端部截面积最大。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在牵引梁箱型结构内部，在两侧的牵引梁腹板(1)之间设置有数个横向筋板(15)，横向筋板(15)分别与牵引梁腹板(I)、上盖板(2)进行焊接连接。
8.根据权利要求7所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在横向筋板(15)上设置有通孔(22)。
9.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在车钩安装板(5)与牵引梁腹板(I)之间，设置有横向补强筋板(16)和垂向补强筋板(14)。
10.根据权利要求9所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:垂向补强筋板(14)上设置有数个用于通过车钩安装螺栓的通过孔(23)。
11.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在车钩安装板(5)上设置有数个用于安装车钩的车钩安装孔(51)。
12.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在上盖板(2)上设置有数个长圆孔(21)。
13.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在下盖板(3)上设置有数个通孔(31)。
14.根据权利要求6所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在靠近车钩安装板(5)的牵引梁端部设置一个端板(18)，在端板(18)后侧焊接数个端板横向筋板(19)和端板纵向筋板(20)。
15.根据权利要求14所述的轨道车辆牵引梁，其特征在于:在端板(18)设置有数个用于安装防爬器或吸能装置的安装孔(24)。
16.根据权利要求15所述的轨道车辆 激光焊不锈钢牵引梁，其特征在于:牵引梁所用钢板均为不锈钢材料。
全文摘要
本发明所述的轨道车辆牵引梁，采取一种中空的口型箱型整体结构，在其部件上采取多种轻量化设计特征，从而达到结构刚度与轻量化的兼顾。在保证牵引梁结构刚度与连接强度的前提下，用不锈钢板制造牵引梁，彻底解决了碳钢牵引梁的腐蚀问题，而且不需要喷涂油漆。轨道车辆牵引梁包括有依次激光焊焊接的一对侧部的牵引梁腹板、上盖板、下盖板和车钩安装板。两侧的牵引梁腹板与上盖板、下盖板焊接而形成截面形状为口型的整体箱型结构；所述箱型结构的一侧端连接车钩安装板，箱型结构的截面积向车钩安装板逐渐地变大；构成牵引梁的所有部件均为不锈钢板。
文档编号B61G9/20GK103085831SQ201110338710
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者刘龙玺, 龚明, 牟晓莎, 钟元木, 顾玉林, 吕玄赫 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司