一种全型材底架前端结构的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体而言，涉及一种全型材底架前端结构。

背景技术：

底架前端属于铝合金车体制造中的关键工序,起到车体的承重和牵引作用,是制造工序的重中之重,因此对底架前端的主体结构要求极其严格。

传统的底架前端一般采用板材拼焊而成，或者为板材和型材混合拼焊结构，焊接工序复杂，组装耗时长。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种全型材底架前端结构。

本发明实施例提供了一种全型材底架前端结构，包括：防爬器接口型材部、端梁型材部、车钩接口型材部、排障器接口型材部和牵引梁型材部；

所述防爬器接口型材部设置在所述端梁型材部的正面，并与所述端梁型材部插接连接；

所述端梁型材部与所述车钩接口型材部横向并排设置，且所述端梁型材部的侧部与所述车钩接口型材部的侧部插接连接；

所述排障器接口型材部设置在所述端梁型材部和/或所述车钩接口型材部的背面下侧；

所述牵引梁型材部设置在所述车钩接口型材部的背面，并与所述车钩接口型材部插接连接。

在一种可能的实现方式中，所述防爬器接口型材部包括第一防爬器接口型材和第二防爬器接口型材，所述第一防爬器接口型材与所述第二防爬器接口型材之间横向插接连接；

所述第一防爬器接口型材和所述第二防爬器接口型材均设有纵向的防爬器接口插接端，所述防爬器接口插接端与所述端梁型材部插接连接。

在一种可能的实现方式中，所述端梁型材部包括第一端梁型材和第二端梁型材，所述第一端梁型材与所述第二端梁型材之间横向插接连接；

所述第一端梁型材与所述第二端梁型材的正面均设有纵向的端梁正插接端，所述端梁正插接端与所述防爬器接口型材部插接连接；

所述第二端梁型材的侧部设有横向的端梁侧插接端，所述端梁侧插接端与所述车钩接口型材部的侧部插接连接。

在一种可能的实现方式中，所述端梁型材部还包括纵向设置的端梁背部型材；

所述端梁背部型材设置在所述第二端梁型材的背面，且所述端梁背部型材的下端面与所述排障器接口型材部相连，所述端梁背部型材的上端面与所述牵引梁型材部的上端面均用于与车辆的中部地板相连。

在一种可能的实现方式中，所述车钩接口型材部包括多个车钩接口型材，多个所述车钩接口型材横向并排设置，且相邻的两个所述车钩接口型材之间插接连接；两侧的所述车钩接口型材与所述端梁型材部插接连接；

其中的两个所述车钩接口型材的背面设有纵向的车钩接口背插接端，所述车钩接口背插接端与所述牵引梁型材部插接连接。

在一种可能的实现方式中，所述牵引梁型材部包括牵引梁本体型材和牵引梁尾部型材；

所述牵引梁本体型材纵向设置，且所述牵引梁本体型材的一端与所述车钩接口型材部的背面插接连接；

所述牵引梁尾部型材横向设置，并与所述牵引梁本体型材的另一端相连。

在一种可能的实现方式中，所述牵引梁尾部型材设有横向宽度逐渐增大的尾翼。

在一种可能的实现方式中，所述牵引梁本体型材包括牵引梁上部型材和牵引梁下部型材；所述牵引梁上部型材和所述牵引梁下部型材上下设置，且插接连接；

所述牵引梁上部型材的下端面为向上方延展的凹弧面，所述牵引梁下部型材的形状与所述凹弧面相匹配。

在一种可能的实现方式中，所述端梁型材部和所述车钩接口型材部的型材断面为封闭的矩形腔形状。

在一种可能的实现方式中，所述防爬器接口型材部的正面设有防爬器安装孔；

所述车钩接口型材部的正面设有车钩安装孔；

所述排障器接口型材部的下端面设有排障器中端安装孔，所述防爬器接口型材部的正面下方设有排障器前端安装孔，所述牵引梁型材部的下端面设有排障器后端安装孔。

本发明实施例上述提供的方案中，各个部件均为型材结构，重量轻，且易于加工；各个型材之间采用插接连接的方式，可以实现快速组装，组装工时少，且只有插接部位需要焊接，焊接工序简单。该底架前端结构为车辆前端的防爬器、车钩和排障器集中提供安装接口，可以实现集成化安装，减少了各设备安装所需的额外固定结构；且底架前端结构将型材模块化，可以实现适应安装，并可满足不同强度等级的车体需求。同时，还底架前端结构可以实现全型材受力，整体上增加了端梁背部型材和牵引梁尾部型材两级传递路径，受力能力更强；且该牵引梁尾部型材横向设置，实现了均布受力，提高了纵向承载能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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示出了本发明实施例所提供的全型材底架前端结构的第一整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的全型材底架前端结构的第二整体结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的防爬器接口型材部的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的防爬器接口型材部和端梁型材部的结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的全型材底架前端结构的前端部分结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的全型材底架前端结构的俯视结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的全型材底架前端结构的侧视结构示意图；

图8示出了图7中的a-a剖视图；

图9示出了本发明实施例所提供的安装后的全型材底架前端结构的正面结构示意图；

图10示出了本发明实施例所提供的安装后的全型材底架前端结构的背面结构示意图。

图标：

10-防爬器接口型材部、11-第一防爬器接口型材、12-第二防爬器接口型材、13-防爬器接口插接端、101-防爬器安装孔、102-防爬器压溃管回退孔、20-端梁型材部、21-第一端梁型材、22-第二端梁型材、23-端梁背部型材、24-端梁正插接端、25-端梁侧插接端、30-车钩接口型材部、31-车钩接口侧部型材、32-车钩接口中部型材、33-车钩接口背插接端、301-车钩安装孔、40-排障器接口型材部、401-排障器中端安装孔、402-排障器前端安装孔、403-排障器后端安装孔、51-牵引梁本体型材、511-牵引梁上部型材、512-牵引梁下部型材、52-牵引梁尾部型材、521-尾翼、100-中部地板、200-侧部边梁。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的一种全型材底架前端结构，参见图1和图2所示，包括：防爬器接口型材部10、端梁型材部20、车钩接口型材部30、排障器接口型材部40和牵引梁型材部。

其中，防爬器接口型材部10设置在端梁型材部20的正面，并与端梁型材部20插接连接。端梁型材部20与车钩接口型材部30横向并排设置，且端梁型材部20的侧部与车钩接口型材部30的侧部插接连接。排障器接口型材部40设置在端梁型材部20和/或车钩接口型材部30的背面下侧。牵引梁型材部设置在车钩接口型材部30的背面，并与车钩接口型材部30插接连接。

本发明实施例中，防爬器接口型材部10用于提供安装防爬器的接口；相应的，车钩接口型材部30可以提供安装车钩的接口，排障器接口型材部40可以提供安装排障器的接口，从而使得防爬器、车钩、排障器均可以安装在该底架前端结构上，实现集中安装。同时，该底架前端结构将各个型材模块化，且型材之间均可采用插接方式连接，根据车辆的要求或者基于防爬器、车钩、排障器的安装接口的位置，能够快速调整或更换型材，以实现适应安装，并可满足不同强度等级的车体需求。

本实施例中，横向并排设置的端梁型材部20和车钩接口型材部30可以作为该底架前端结构的基座，防爬器接口型材部10设置在端梁型材部20的正面，牵引梁型材部设置在车钩接口型材部30的背面。由于车辆前端一般左右两侧均需要设置防爬器，如图1所示，此时可以设置两个防爬器接口型材部10，且分别设置在该底架前端结构的左右两侧。相应的，需要设置两个端梁型材部20，如图所示，两个端梁型材部20分别设置在车钩接口型材部30的两侧。同时，将牵引梁型材部设置在车钩接口型材部30的背面，可以传递纵向受力。将排障器接口型材部40设置在端梁型材部20和/或车钩接口型材部30的背面下侧，可以更好地固定安装排障器；图1和图2中以该端梁型材部20和车钩接口型材部30的背面均设有排障器接口型材部40为例示出。

本发明实施例提供的一种全型材底架前端结构，各个部件均为型材结构，重量轻，且易于加工；各个型材之间采用插接连接的方式，可以实现快速组装，组装工时少，且只有插接部位需要焊接，焊接工序简单。该底架前端结构为车辆前端的防爬器、车钩和排障器集中提供安装接口，可以实现集成化安装；且底架前端结构将型材模块化，可以实现适应安装，并可满足不同强度等级的车体需求。

在上述实施例的基础上，参见图1至图3所示，防爬器接口型材部10包括第一防爬器接口型材11和第二防爬器接口型材12，第一防爬器接口型材11与第二防爬器接口型材12之间横向插接连接。第一防爬器接口型材11和第二防爬器接口型材12均设有纵向的防爬器接口插接端13，防爬器接口插接端13与端梁型材部20插接连接。

本发明实施例中，为了更好的固定防爬器接口型材部10，该防爬器接口型材部10的两侧均需要固定在端梁型材部20上，即与该端梁型材部20插接连接；本实施例中为了简化制作防爬器接口型材部10的工序，将防爬器接口型材部10分为可以横向插接连接的第一防爬器接口型材11和第二防爬器接口型材12，通过两个防爬器接口型材(即第一防爬器接口型材11和第二防爬器接口型材12)即可形成防爬器接口型材部10。同时，如图3所示，两个防爬器接口型材的均设有纵向的防爬器接口插接端13，使得防爬器接口型材通过该防爬器接口插接端13可以插接在端梁型材部20上。

需要说明的是，本实施例中的“纵向”指的是车辆长度上的方向，图3至图6中的左右方向均为“纵向”；相应的，“横向”指的是与该“纵向”垂直的一个方向，图3至图6中的上下方向均为“横向”。

可选的，参见图4所示，端梁型材部20包括第一端梁型材21和第二端梁型材22，第一端梁型材21与第二端梁型材22之间横向插接连接。

具体的，如图4所示，第一端梁型材21与第二端梁型材22的正面均设有纵向的端梁正插接端24，端梁正插接端24与防爬器接口型材部10插接连接；第二端梁型材22的侧部设有横向的端梁侧插接端25，端梁侧插接端25与车钩接口型材部30的侧部插接连接。

本发明实施例中，与上述的防爬器接口型材部10类似，该端梁型材部20也可以分为能够横向插接的第一端梁型材21和第二端梁型材22，且两个端梁型材(即第一端梁型材21和第二端梁型材22)的正面均设有端梁正插接端24，且该端梁正插接端24可以与防爬器接口型材部10插接连接。具体的，参见图4所示，该端梁正插接端24与防爬器接口插接端13之间插接连接，从而实现端梁型材部20与防爬器接口型材部10之间插接。

此外，本实施例中的第二端梁型材22与车钩接口型材部30的侧部插接连接。如图4所示，该第二端梁型材22的侧部设有横向的端梁侧插接端25，基于该端梁侧插接端25实现端梁型材部20与车钩接口型材部30之间的插接连接。

可选的，参见图5所示，该车钩接口型材部30包括多个车钩接口型材，多个车钩接口型材横向并排设置，且相邻的两个车钩接口型材之间插接连接；两侧的车钩接口型材与端梁型材部20插接连接。此外，其中的两个车钩接口型材的背面设有纵向的车钩接口背插接端33，车钩接口背插接端33与牵引梁型材部插接连接。

本发明实施例中，车钩接口型材部30由模块化的多个车钩接口型材组成，通过调整车钩接口型材的数量或者更换不通横向长度的车钩接口型材，可以调整车钩接口型材部30的长度，使得该底架前端结构可以适应安装不同位置的防爬器等。且将车钩接口型材部30分为多个车钩接口型材，可以简化车钩接口型材的加工工艺，方便加工。图5中以车钩接口型材部30包括三个车钩接口型材为例说明。

参见图5所示，该车钩接口型材部30包括位于中间的车钩接口中部型材32和位于两侧的两个车钩接口侧部型材31，三个车钩接口型材(即一个车钩接口中部型材32和两个车钩接口侧部型材31)横向并排设置，并插接连接；且两侧的两个车钩接口侧部型材31还与端梁型材部20插接，如图5所示，该车钩接口侧部型材31与端梁侧插接端25插接连接。同时，两个车钩接口侧部型材31的背面设有纵向的车钩接口背插接端33，使得牵引梁型材部可以插接在该车钩接口背插接端33上，实现车钩接口型材部30与牵引梁型材部之间的插接连接。

在上述实施例的基础上，参见图6所示，牵引梁型材部包括牵引梁本体型材51和牵引梁尾部型材52；图6中以包含两个牵引梁本体型材51和一个牵引梁尾部型材52为例说明。其中，牵引梁本体型材51纵向设置，且牵引梁本体型材51的一端与车钩接口型材部30的背面插接连接；牵引梁尾部型材52横向设置，并与牵引梁本体型材51的另一端相连。其中，该牵引梁本体型材51与该牵引梁尾部型材52之间具体可以为t型连接。

本发明实施例中，该牵引梁本体型材51可以把牵引力和制动力传递给车钩，同时还可以承受设备载荷以及牵引中水平纵向和横向的冲击载荷的作用力。如图7和图8所示，该牵引梁本体型材51包括牵引梁上部型材511和牵引梁下部型材512；牵引梁上部型材511和牵引梁下部型材512上下设置，且插接连接。可选的，牵引梁上部型材511的下端面为向上方延展的凹弧面，牵引梁下部型材512的形状与凹弧面相匹配。

本发明实施例中，该牵引梁型材部除了包含牵引梁本体型材51之外，还包括横向设置的牵引梁尾部型材52横向设置，以实现该牵引梁型材部在横向上均匀受力。具体的，该牵引梁尾部型材52设有横向宽度逐渐增大的尾翼521；基于该尾翼521可以进一步将纵向力横向传递人实现均匀受力，提高该底架前端结构的纵向承载能力。

可选的，参见图1和图2所示，该端梁型材部20还包括纵向设置的端梁背部型材23。端梁背部型材23设置在第二端梁型材22的背面，且端梁背部型材23的下端面与排障器接口型材部40相连，端梁背部型材23的上端面与牵引梁型材部的上端面均用于与车辆的中部地板100相连。

本发明实施例中，该端梁背部型材23纵向设置，从而可以传递纵向力。其中，该端梁背部型材23的下端面与排障器接口型材部40相连，二者之间实现t型连接；同时，该端梁背部型材23的上端面可以设置在车辆底架的中部地板100上，实现对端梁背部型材23的固定以及力传递。同时，本实施例中的牵引梁型材部的上端面也设置在中部地板100上，例如，牵引梁上部型材511的上端面可以与中部地板100相连。如图7所示，该端梁背部型材23的上端面与牵引梁上部型材511的上端面平齐，即二者处于同一水平面上。

本发明实施例提供的底架前端结构具体设置在底架上，其安装后的示意图参见图9和图10所示，图9为正视角度的三维结构示意图，图10为背视角度的三维结构示意图。其中，该底架前端结构的端梁型材部20的外侧部设置在侧部边梁200上，端梁型材部20和车钩接口型材部30的背面均与中部地板100相连，且端梁背部型材23的上端面以及牵引梁上部型材511的上端面设置在中部地板100的底侧，具体可参见图10所示。

本发明实施例中，可以在型材上开设安装孔，以安装防爬器、车钩、排障器等。可选的，该底架前端结构可预先与中部地板100、侧部边梁200组装完成后，再进行整体机加工，以获得定位较精确的安装孔，为防爬器、排障器、车钩的安装提供便利接口。具体参见图9和图10所示，防爬器接口型材部10的正面设有防爬器安装孔101；车钩接口型材部30的正面设有车钩安装孔301；排障器接口型材部40的下端面设有排障器中端安装孔401，防爬器接口型材部10的正面下方设有排障器前端安装孔402，牵引梁型材部的下端面设有排障器后端安装孔403。

本实施例中，该防爬器安装孔101用于安装防爬器，车钩安装孔301用于安装车钩，而排障器安装孔用于安装排障器。其中，排障器安装孔包括排障器中端安装孔401、排障器前端安装孔402和排障器后端安装孔403三类，三类排障器安装孔分别设置在排障器接口型材部40的下端面、防爬器接口型材部10的正面下方、牵引梁型材部的下端面(例如牵引梁上部型材511的部分下端面等)，从而实现对排障器的整体安装。此外，如图10所示，该防爬器接口型材部10上还开有防爬器压溃管回退孔102。

本实施例中，该底架前端结构可以实现全型材受力，且最多可以实现七级受力传递。以防爬器受到纵向力为例说明，该纵向力的传递路径依次为：防爬器接口型材部10→端梁型材部20→端梁背部型材23→牵引梁本体型材51→牵引梁尾部型材52→中部地板100→侧部边梁200，从而实现七级受力传递。而传统无枕梁的底架前端中，多采用厚板加型材参与受力，共计五级；本实施例提供的底架前端结构整体上增加了端梁背部型材23和牵引梁尾部型材52两级传递路径，受力能力更强；且该牵引梁尾部型材52横向设置，实现了均布受力，提高了纵向承载能力。

本实施例提供的底架前端结构可直接应用于城轨列车带司机室端的前端区域，其静强度与载荷满足en12663-1《铁路应用设施.铁路车辆车体结构要求.第一部分：机车与客用车(和货车的替代方法)》中p－iii类的要求；在承受垂直载荷的同时，沿车钩安装纵向水平方向施加1200kn的静压载荷，拉伸载荷960kn，结构应力不超过设计许用应力。在最恶劣工况(1.3aw3+车钩座1200kn纵向压缩工况)下进行仿真后说明该底架前端结构可靠。

可选的，参见图1至图6所示，端梁型材部20和车钩接口型材部30的型材断面为封闭的矩形腔形状，在减轻型材重量的同时也可以保证型材的承载能力。其他型材也可采用了类似的矩形腔形状结构，本实施例对此不做限定。

本发明实施例提供的一种全型材底架前端结构，各个部件均为型材结构，重量轻，且易于加工；各个型材之间采用插接连接的方式，可以实现快速组装，组装工时少，且只有插接部位需要焊接，焊接工序简单。该底架前端结构为车辆前端的防爬器、车钩和排障器集中提供安装接口，可以实现集成化安装，减少了各设备安装所需的额外固定结构；且底架前端结构将型材模块化，可以实现适应安装，并可满足不同强度等级的车体需求。同时，还底架前端结构可以实现全型材受力，整体上增加了端梁背部型材23和牵引梁尾部型材52两级传递路径，受力能力更强；且该牵引梁尾部型材52横向设置，实现了均布受力，提高了纵向承载能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。