轨道车辆及其铰接车体的车端连接结构的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道车辆及其铰接车体的车端连接结构。

背景技术：

在铰接动车组设计过程中，其车端连接结构需满足传递较大的载荷，同时保证载荷在高低变化中的充分传递。目前，现有铰接动车组的车端连接结构采用单纯的铝合金材质，存在重量大、尺寸大、焊接量大、应力集中区域安全裕量小等一系列问题。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对铰接车体的车端连接结构提供创新解决方案，以克服上述技术缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆及其铰接车体的车端连接结构，通过结构优化可有效控制结构自重及尺寸，在降低结构焊接量的基础上，能够获得良好的受力状态。

本实用新型提供的铰接车体的车端连接结构，包括牵引梁和与所述牵引梁的端部焊接固定的枕梁，所述牵引梁和所述枕梁的材质为铝合金；还包括钢结构安装座，所述安装座具有与所述枕梁固定的第一安装面、与所述牵引梁固定的第二安装面和用于固定铰接机构的第三安装面，其中，所述第一安装面与所述枕梁及所述第二安装面与所述牵引梁之间，分别通过紧固件固定连接。

优选地，所述安装座采用钢板焊接成形，且所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面采用机加工艺成形。

优选地，所述牵引梁的端部上表面开设有下凹安装部，所述枕梁置于所述下凹安装部中，且所述枕梁与所述牵引梁的上表面大致齐平。

优选地，所述牵引梁为平行设置的两个，所述安装座的两个侧板插装于两个所述牵引梁之间，且所述侧板的外表面形成与相应侧所述牵引梁固定的所述第二安装面，所述安装座的与两个所述侧板固定的顶板上表面形成与所述枕梁固定的所述第一安装面，所述第一安装面与所述牵引梁的所述下凹安装部的底面大致齐平。

优选地，所述安装座的与两个所述侧板固定的端板外表面形成用于固定铰接机构的第三安装面，所述顶板的端部板沿纵向伸出于所述端板的外表面。

优选地，所述安装座的两个侧板分别纵向延伸形成加强固定段，所述加强固定段与所述下凹安装部内侧的所述牵引梁固定。

优选地，所述安装座还包括顶部筋板、横向筋板和纵向筋板，所述顶部筋板固定设置在所述顶板内侧的两个所述加强固定段之间，所述横向筋板固定设置在所述顶板下方的两个所述侧板之间，所述纵向筋板固定设置在所述端板和所述横向筋板之间。

优选地，所述牵引梁采用铝合金型材制成，所述枕梁采用铝合金型材和铝合金板材组焊成形。

优选地，所述紧固件为铆钉或螺纹紧固件。

本发明还提供一种轨道车辆，包括车体和位于相邻车体之间的铰接结构，所述车体的端部采用如前所述的铰接车体的车端连接结构。

针对现有铰接车体，本实用新型创新地提出了钢铝复合车端结构，以实现铰接机构载荷的传递。具体地，牵引梁和枕梁的材质为铝合金，两者之间通过紧固件分别与钢结构安装座固定连接，并在该钢结构安装座上配置有用于固定铰接机构的安装面，由此为铰接机构提供连接及定位等功能接口。与现有技术相比，本实用新型具有下述有益技术效果：

首先，本方案采用钢铝复合结构，由钢结构安装座提供铰接机构安装接口，将来自于铰接机构的低高度载荷传递到牵引梁等较高的区域，将载荷高低传递导致的应力集中设置在在钢结构位置，大大提高了结构的安全性。

其次，相比于单纯铝合金材质的车端连接结构，可缩小结构尺寸，大大提高了空间利用效率，减小了与走行机构干涉的风险。

再次，通过钢铝复合结构，减少了同等载荷要求下纯铝材结构的重量，提高了车辆轻量化程度。

最后，本方案通过紧固件固定连接牵引梁和枕梁，确保钢铝结构之间连接的可靠性；减少了焊接量和调修量，在有效提高生产效率和合格率的基础上，能够进一步降低制造成本。

附图说明

图1为具体实施方式所述铰接车体的车端连接结构示意图；

图2为图1中所示车端连接结构的钢结构安装座与牵引梁的装配关系示意图；

图3为图1的侧视图；

图4为图1的俯视图。

图中：

安装座1、顶板11、第一安装面111、侧板12、第二安装面121、加强固定段122、端板13、第三安装面131、加强筋板14、顶部筋板15、横向筋板16、纵向筋板17、枕梁2、牵引梁3、下凹安装部31、铆钉4、安装接口5。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示牵引梁与枕梁作为描述主体，详细说明铰接车体车端连接结构的具体方案。应当理解，该自体结构非本申请的核心发明点所在，其主体构成对本申请请求保护的技术方案不具备实质性的限制作用。

请参见图1，该图示出了本实施方式所述铰接车体车端连接结构的整体结构示意图。

该用于铰接车体的车端连接结构，基于铝合金材质的枕梁2和牵引梁3的端部形成结构整体，其钢结构安装座1固定设置在两者之间。

其中，铝合金枕梁2与铝合金牵引梁3的端部焊接固定，钢结构安装座1分别通过紧固件(4)与枕梁2和牵引梁3固定连接。

具体地，该安装座1具有与枕梁2固定的第一安装面111，与牵引梁3固定的第二安装面121，以及用于固定铰接机构(图中未示出)的第三安装面131。本方案中，第一安装面111与枕梁2之间，及第二安装面121与牵引梁3之间，分别通过铆钉4固定连接；结构设计时，根据具体承载需要开设相应数量的，穿装铆钉4进行铆固。这里，钢结构安装座1为铰接机构提供连接及定位等功能安装接口5，将来自于铰接机构的低高度载荷传递到牵引梁等较高的区域(图1中箭头所示为载荷传递路径)，将载荷高低传递导致的应力集中设置在在钢结构位置，大大提高了结构的安全性。

本方案通过紧固件固定连接牵引梁和枕梁，确保钢铝结构之间连接的可靠性；减少了焊接量和调修量，生产效率和合格率得以有效保障。可以理解的是，上述安装座1与枕梁2和牵引梁3的固定连接关系中，例如但不限于图中优选示例所示的铆接固定，该紧固件也可以采用螺纹紧固件，只要满足基本功能需要均可。相比较而言，采用铆钉固定的方式具有较好的操作工艺性，且连接可靠性更高。

与单纯铝合金材质的车端连接结构相比，本方案采用钢铝复合结构，可缩小结构尺寸，大大提高了空间利用效率；并且可减少同等载荷要求下纯铝材结构的重量，提高了车辆轻量化程度。

作为优选，安装座1可采用钢板焊接成形，制造成本较低；在此基础上，相应的第一安装面111、第二安装面121和第三安装面131采用机加工艺成形，以确保组装精度。

为了获得更优的结构整体受力状态，可以对关联适配结构作进一步优化。请一并参见图2，该图为图1中所示车端连接结构的钢结构安装座与牵引梁的装配关系示意图。

结合图1和图2所示，在牵引梁3的端部上表面开设有下凹安装部31，枕梁2置于该下凹安装部31中，两者焊接固定，枕梁2与牵引梁3的上表面大致齐平。应当理解，这里“大致齐平”是指，在高度方向上，枕梁2与牵引梁3端部的上部分叠合，两者上表面大致齐平可获得良好的整体承载能力，同时便于上部车体等功能构成的合理布置，

本方案的牵引梁3为平行设置的两个，且两者横向间隔布置，具有较好的承载能力。

如前所述，安装座1可采用钢板焊接成形，具体结构配置可以根据不同产品类型进行确定。例如但不限于，图中所示的安装座1构成，该钢结构安装座1兼顾了良好承载能力及控制自重两方面的设计要求，主要构成包括一块水平设置的顶板11、两块沿纵向平行设置的侧板12和一块横向设置端板13，三者相互垂直并分别焊接固定。请一并参见图3和图4，其中，图3为图1的侧视图，图4为图1的俯视图。

其中，安装座1的两个侧板12插装于两个牵引梁3之间，且侧板12的外表面形成第二安装面121，分别与相应侧牵引梁3进行固定；与两个侧板12固定的顶板11上表面形成第一安装面111，与枕梁2固定；该第一安装面111与牵引梁3的下凹安装部31的底面大致齐平，也即，顶板11的第一安装面111与牵引梁3的下凹安装部31的底面，共同建立与枕梁2适配的固定连接关系。

其中，与两个侧板12固定的端板13外表面形成第三安装面131，用于固定铰接机构，也就是说，铰接机构(图中未示出)的安装接口相对于枕梁2位于下方；进一步地，该顶板11的端部板沿纵向伸出于端板13的外表面，当然，可以在顶板11的端部板沿与端板13的外表面之间设置加强筋板14。

另外，安装座1的两个侧板12分别纵向延伸形成加强固定段122，该加强固定段122与下凹安装部31内侧的牵引梁3固定。结合图2、图3和图4所示，基于侧板12本体，该加强固定段122沿牵引梁3分别纵向向内、竖向向上延伸，可增加安装座1与牵引梁3之间的铆接固定适配面，从而提高结构的承载能力。

此外，该安装座1还包括与基础结构焊接连接的顶部筋板15、横向筋板16和纵向筋板17。其中，顶部筋板15固定设置在顶板11内侧的两个加强固定段122之间，具体地，该顶部筋板15上开设有凹槽，以适配车体关联结构的装配需求，同时，相比于顶板11的板厚，该顶部筋板15根据需要可选择增厚板材。其中，横向筋板16固定设置在顶板11下方的两个侧板12之间，纵向筋板17固定设置在端板13和横向筋板16之间。由此，进一步提高整体承载能力，整体上确保结构安全性。

需要说明的是，牵引梁3和枕梁2可以采用型材，也可采用型材与板材组焊成形。作为优选，牵引梁3采用铝合金型材制成，枕梁2采用铝合金型材和铝合金板材组焊成形。

下面简要说明本实施方式所述铰接车体车端连接结构的加工组装工艺。

本方案中，安装座1由多块钢板拼焊而成，根据不同位置强度需要设置不同厚度，拼焊完成后整体加工，保证各铆接安装平面具有良好的平面度。枕梁2由多块型材及板材组焊而成，整体组焊完毕后进行铆接平面及铆钉安装孔的加工。牵引梁3可由单个型材加工而成，与安装座1铆接完毕后进一步加工，最后与枕梁2组焊在一起。整个结构中，钢质安装座1采用较小的结构尺寸及重量完成了传递铰接机构载荷的目的，且具有较高的安全系数。

除前述车端连接结构外，本实施方式还提供一种轨道车辆，包括车体和位于相邻车体之间的铰接结构，以及转向架等功能构成，其中，车体的端部采用如前所述的铰接车体的车端连接结构。需要说明的是，该轨道车辆的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，本领域普通技术人员可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“顶面”和“底面”等指示的方位或位置关系是基于车体的通常基准定义的，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。