CN1035802A - 整体承载组合式系列车架 - Google Patents

Abstract

一种整体承载组合式系列车架，特别适用于半挂车和载重车，该车架分段组成，有横梁转挑结构(1)、梁板结构(3)、空间桁架组合结构(4)，如图1。本发明特点是包括载重车、客车在内，这些结构均由几何形状简单的杆件、板件组成，并联成车箱、车架承重结构合一的整体；大型集装箱半挂车牵引座处的车架高度可压缩到80-100毫米，所以其整备质量轻，承载面低，工艺简单，原材料利用率高，制造系列车型尤为方便，有理想的经济效益和社会效益。

Description

本发明涉及一种整体承载组合式系列车架，特别是半挂车和载重车车架。

一般车架是纵梁单梁式承载，除轮胎等直接传载于地面的构件外，所有另部件几乎都是它的负荷;在载重车中，车架和车箱承重结构重复，致使车辆的整备质量大，承载面高。这不仅耗费的原材料较多，也不利于节约能源，对运输安全和车辆通过性也有影响。在载重车中还存在后悬挂处两纵梁间距较狭，车箱两侧外悬较大，致使车辆侧向稳定性欠理想的问题。

减轻车辆整备质量，其途径有很多，如采用以塑代钢等办法。但对目前还必须应用钢材来制作的中、大吨位的车架来讲，人们常以高强度钢板通过模具和大型设备来延压纵梁;在半挂车中，还有用不同厚度的钢板通过长焊缝的焊接来制作纵梁;有的再在上述纵梁的腹板上打孔洞。但由于是单梁式承载，因此不仅所能减轻的整备质量不多，而且工艺比较复杂。对采用延压纵梁的车架来讲，还存在产品的更新，必须受模具更新的牵制，再则高强度钢板的材源也比较紧张。

在半挂车车架中，还有采用把高度较小的工字钢，沿其腹板的中部按一定的曲折规律截开，然后再平行移位、焊接，使其变为一根高度较大的、腹板带自然孔洞的工字钢作纵梁，例如波兰D-18型半挂车的车架纵梁就是这种形式。它对减轻车架整备质量确有较好的效果，但由于它的工艺更为复杂，在设备和技术条件上的要求也更高，致使一般厂家难以达到。另外，它也是纵梁单梁式承载的车架，因此仍难以从根本上减轻车辆的整备质量。

车辆承载面的高度，关系着运输安全，也影响能源的消耗，与它的通过性更有关。这在一般的车辆中，矛盾还不十分显著，而在集装箱运输中就比较突出，因为这直接决定于它是否超高的问题。解决的办法，是压缩车架与牵引座接触部分的高度。但这部分高度受相应截面弯矩的控制，无法能有较多的降低。因此，在大吨位集装箱半挂车中，为避免超高，不得不采用限制牵引车后轮胎直径的办法来解决。例如交通部“六五”国家科技攻关项目之一的JTBG35J40′集装箱半挂车就是一个典型的例子。这样，不仅车辆运行时需带的备胎增多，而且能降低的承载面高度的数值也不多。另外，在轮胎承载强度上也不能说不存在一定的勉强性。

最近，在大型客车中，有采用“三段式车架”的，即前、后段为冲压槽形直梁，中段为框架结构，这相对于原来一通到底的直梁式车架来讲，确有很大改进，但它无法解决载重车车箱、车架承重结构重复和半挂车牵引座处的车架高度进一步压缩的问题。再则，其本身也尚存在后悬挂处两纵梁间距较狭，车箱两侧外悬较大，致使车辆侧向稳定性欠理想等问题。

本发明的目的是提供一种承载面既低，整备质量又轻;制造工艺既简单，对制造系列车型又方便，侧向稳定性也比较好的车架。

本发明所提出的车架，有横梁转挑结构（1）或（2）、梁板结构（3）、空间桁架组合结构（4），这些结构由几何形状简单的杆件、板件组合，并联接成车箱、车架承重结构合一的牢固承载整体，联接前、后两大结构的横梁转挑结构（1）或（2）位于梁板结构（3）之后，空间桁架组合结构（4）之前。

本发明横梁转挑结构（1）有转挑横梁（6）、联接垫板（7）、封面板（8）、（9）、（10），转挑横梁（6）是一根整体杆件，也可被纵梁（11）所割截，转挑横梁（6）置于联接垫板（7）后部，封面板（8）、（9）及（10）之间。横梁转挑结构（2）有联接托板（12）及置于联接托板（12）上的转挑横梁（6）、传力竖杆（13）、抗扭杆（14）、端部封头板（15）、杆端联接板（16）、杆侧联接板（17）或支撑板（18），其转挑横梁是一根或一根以上置于车箱前端或发动机后壁的杆件，转挑横梁（6）之两端与传力竖杆（13）、杆侧联接板（17）、端部封头板（15）及置于端部封头板（15）前下方的抗扭杆（14）相联接，杆端联接板（16）位于传力竖杆（13）上部，杆侧联接板（17）位于传力竖杆（13）的侧面，撑板（18）用于空间桁架下弦杆（32）低于原车架前半段的纵梁（5）底面的横梁转挑结构（2）中，它位于传力竖杆（13）与联接垫板（12）的前半节之间。

本发明的梁板结构（3）有四根或四根以上的前悬梁（19）、横格梁（20）、前边梁（21）、侧边梁（22）及起双重作用的联接垫板（7）、封面板（8）、（9），前悬梁（19）、横格梁（20）、前边梁（21）或侧边梁（22）置于联接垫板（7）之上，封面板（8）、（9）位于前悬梁（19）或前悬梁（19）与侧边梁（22）之间，其中二根前悬梁（19）可以被割截转挑横梁（6）的纵梁（11）端部杆件所代替，板件尺寸及其与杆件之间的相对位置可有不同组合。

本发明的空间桁架组合结构（4）有纵梁（11）、侧边梁（22）、或纵加劲（31）和二榀或二榀以上以纵梁（11）、或侧边梁（22）、或纵加劲（31）为上弦杆的平面桁架（23）、联接横梁（24）、斜杆（25）、悬挂支座托梁（26）、（27）、侧悬梁（28）或栏板立柱总成（29）及一个或一个以上的附属梁板结构（30），平面桁架（23）位于车架跨中或跨中和后部，悬挂支座托梁（26）、（27）位于跨中的平面桁架（23）之后纵梁（11）之下，其中二榀平面桁架（23）的尾部与悬挂支座托梁（26）联接，纵加劲（31）位于联接横梁（24）之间，附属梁板结构（30）位于车架后部或两悬挂支座托梁（26）、（27）之间，附属梁板结构（30）也可在其他部位增设。

本发明的平面桁架（23）是以纵梁（11）、侧边梁（22）、一根或一根以上纵加劲（31）为上弦杆，与下弦杆（32）、腹杆（33）所组成的三角形、四边形或其他几何图形为基本单元，并通过刚性联接组成，平面桁架（23）之下弦杆（32）或腹杆（33）可以再增设一根或一根以上辅杆（34），桁架每个节间的辅杆根数及截面积大小均可有不同组合。

本发明的附属梁板结构（30）有纵梁（11）、联接横梁（24）、梁板加劲（35）、加强板（36），加强板（36）置于梁板加劲（35）或梁板加劲（35）与纵梁（11）之间，板件尺寸及其与杆件之间的相对位置也可有不同组合。

本发明的横梁转挑结构（1）或（2）及梁板结构（3）与空间桁架组合结构（4）中，所有杆件之截面可以是方管、矩形管、园管、园钢，也可以是槽形、工字形、板形或它们的组合截面。

由于本发明不仅将原有车辆单梁式承载的实体结构和车箱、车架承重构件重复的实体结构变为整体承载的空间桁架组合结构，还将原有技术中必不可少的侧边梁等自重负荷变为承载杆件，并免除了纵梁及车箱承重构件的制作工序，因此，不仅简化了工艺，更大大地减轻了整备质量，也节省了原材料的消耗。

由于本发明将原有半挂车纵梁一通到头的单梁承载结构变为高度低、强度调节幅度大的梁板结构，并通过横梁转挑结构与其后面的空间桁架组合结构联为牢固整体，因此，不仅减轻了整备质量，更使不同吨位不同轴距的半挂车车架与牵引座接触部分的高度，均可压缩到80～100毫米，达到大吨位集装箱半挂车也持有较低承载面的目的。

由于本发明将载重车、客车等原车架，齐车箱前端或发动机后壁截取下来的前半段，与横梁转挑结构后面的空间桁架组合结构牢固地联为整体，所以既能减轻载重车、客车等车辆的整备质量，又能不改变车辆操纵机构、转向机构的联接和另配件规格的使用，达到了易于实施，便于推广的目的。

由于本发明的整个车架均是由几何形状简单、不需另加制作的杆件、板件直接拼装而成，而且对不同吨位、不同轴距的车架，只需增减杆件的根数、调节板件的尺寸即可。因此，不仅工艺简单，而且材料损耗率低，原材料通用性好，制造系列车型尤为方便，对具模及大型设备的要求也少。

由于本发明不仅对半挂车仍能应用宽间距的叠托式悬挂支座，而且对载重车、客车的后桥也能应用宽间距叠托式悬挂支座，弥补了原车辆后悬挂处两纵梁间距较狭，车箱两侧外悬较大的缺陷，提高了车辆运行时的侧向稳定性。

因此，本发明结构合理，工艺简单，适用面广，原材料利用率高，通用性好，对设备要求不高，一般厂家均能制造;产品通过性好，安全度高，能够节油省料，有理想的经济效益和社会效益。

本发明的具体结构由以下附图和实施例给出。

图1、图2是由横梁转挑结构（1）所组成的半挂车系列车架三大结构相对位置示意图，其中图1是俯视图，图2是纵剖视图。

图3～图7是由横梁转挑结构（2）所组成的中、大吨位载重车、客车系列车架三大结构相对位置示意图，其中图3是中吨位、发动机后壁不超过车箱前端的载重车正视图，图4是大吨位、发动机后壁超过车箱前端的载重车正视图，图5是空间桁架下弦杆与原车架前半段的纵梁底面在同一水平面的客车正视图，图6是能设置行李仓的、空间桁架下弦杆低于原车架前半段的纵梁底面的客车正视图，图7是图3～图6的A-A剖视图。

图8～图11是横梁转挑结构（1）部件组合图，其中图8（a）是联接垫板（7）、封面板（8）延伸到前悬梁（19′）为止的俯视图，图8（b）是联接板（7）、封面板（8）延伸到侧边梁（22）的俯视图，图9是图8的纵剖视图，图10、图11是图8的B-B及C-C剖视图。

图12～图17是横梁转挑结构（2）部件组合图，其中图12是正视图，图13、图14、图15是图12的D-D、E-E及F-F剖视图，图16是图15的G-G剖视图，图17是空间桁架下弦杆（32）低于原车架前半段的纵梁（5）底面的横梁转挑结构（2）的正视图。

图18～图22是梁板结构（3）部件组合图，其中图18是起双重作用的联接垫板（7）、封面板（8）延伸到前悬梁（19′）为止的俯视图，图19是起双重作用的联接垫板（7）、封面板（8）延伸到侧边架（22）的俯视图，图20是图18、图19的纵剖视图，图21是图18的H-H剖面图，图22是图19的I-I剖面图。

图23～图31是空间桁架组合结构（4）部件组合图，其中图23是可以布置二榀或四榀平面桁架的俯视图，图24是可以布置六榀平面桁架的俯视图，图25是图23、图24的纵剖视图，图26是图3的车架纵剖视图，图27是图4的车架纵剖视图，图28（a）、（b）与图29（a）、（b）是图23布置二榀或四榀平面桁架时的J-J剖视图，图30是其中二榀平面桁架高度加大，并设有水平联杆（38）的J-J剖视图，图31是图24的K-K剖视图。

图32～图34是平面桁架（23）部件组合图，其中图32是以三角形为基本单元的刚性联接平面桁架，图33是以四边形为基本单元的刚性联接平面桁架及其带一块腹板（33）的剖面图（a）和带二块腹板（33）的剖面图（b），图34是增设一根或一根以上辅杆（34）的平面桁架剖视图。

图35（a）、（b）、（c）是附属梁板结构（30）部件组合图，其中（a）是俯视图，（b）是纵剖视图，（c）是L-L剖面图。

图36是根据图1、图2由图8（a）、图18、图23、图25、图29（a）、图32、图35组合而成的半挂车车架平面图，图37是其正视图，图38是其纵剖视图。

图39是根据图3由图12、图26、图28（a）、图32、图35组合而成的中吨位载重车车架平面图（即车箱平面图），图3是其正视图。

图40是根据图4由图12、图27、图29（a）、图32、图35组合而成的长轴距、大吨位载重车车架平面图（即车箱平面图），图41是其正视图。

下面以图36、图39、图40及其有关视图为实例，按照拼装工艺顺序，详细说明本发明的实施情况。

图36是铺设铁底板的、侧栏板为三节的半挂车车架，由图29（a）和图25知，它具有四榀平面桁架（23）与一个附属梁板结构（30）所形成的空间桁架组合结构，通过图8（a）的横梁转挑结构（1）与图18的梁板结构（3）牢固地联为整体。该车架可按如下工艺顺序拼装：

先由纵梁（11）、联接横梁（24）、整体承托式联接钢板（42）、三角形补角式联接钢板（43）、梁板加劲（35）、加强板（36）所形成的平面框架，通过转挑横梁（6）、联接垫板（7）、封面板（8）、（9）、（10）与前悬梁（19）联为整体，再在前悬梁（19）之间和两侧联以横格梁（20），纵梁（11）之两侧联以侧悬梁（28）、栏板立柱总成（29），并以前边梁（21）、侧边梁（22）、后边梁（37）封固，再在转挑横梁（6）与侧边梁（22）之间及纵梁（11）与后边梁（37）之间联以三角形补角式联接钢板（43），并加上底板加劲（41）。然后，将上述已形成的车架平面翻身，使其底面向上，在后桥轴线（46）之前、后及整体承托式联接钢板（42）的上面，联以悬挂支座托梁（26）、（27），再在侧边梁（22）上，自转挑横梁（6）起联以平面桁架（23），在纵梁（11）上，自与转挑横梁前壁距离为（45）起，联以平面桁架（23），这二榀平面桁架（23）的尾部与悬挂支座托梁（26）联为整体。最后，在平面桁架之间联以斜杆（25）即可。

图39是铺设铁底板的中吨位载重车车架，由它的组合视图图28（a）、图26知，它的空间桁架组合结构是由二榀平面桁架（23）与一个附属梁板结构（30）形成，通过横梁转挑结构（2），与齐车箱前端截取的原车架前半段的纵梁（5），牢固地联为整体，根据其组合视图之图12、图13、图26，该车架可按如下工艺顺序拼装：

先将纵梁（11）、联接横梁（24）、整体承托式联接钢板（42）、三角形补角式联接钢板（43）形成平面框架，其中第一道联接横梁（24）根据固定传动轴的要求定位，第二、三道联接横梁（24′）、（24″）根据后桥悬挂支座位置定位，在纵梁（11）之两侧及中间联以侧悬梁（28）、梁板加劲（35）、加强板（36）及底板加劲（41），并以前边梁（21）、侧边梁（22）、后边（37）封固，形成车架平面。然后，将车架平面翻身，使其底面向上，在后桥轴线（46）之前、后及整体承托式联接钢板（42）的上面，联以悬挂支座托架（26）、（27），在纵架（11）前端，通过杆端联接板（16），联以已与杆侧联接板（17）联为整体的传力竖杆（13），在传力竖杆（13）的前侧联以转挑横梁（6），在其后侧联以平面桁架（23），平面桁架（23）的尾部与悬挂支座托梁（26）联接，最后将已与抗扭杆（14）及端部封头板（15）联为整体的原车架前半段的纵梁（5）与转挑横梁（6）联接，并加上联接托板（12）及车架尾部的挂钩总成（47）即可。

图40是铺设铁底板的长轴距、大吨位载重车车架，由它的组合视图图29（a）、图27知，它是由四榀平面桁架（23）和一个附属梁板结构（30）形成的空间桁架组合结构，通过转挑横梁结构（2），与齐发动机后壁截取的原车架前半段的纵梁（5），牢固地联为整体。它的拼装工艺顺序与图39基本相同，所不同的是：其除车架跨中有平面桁架（23）外，在车架的后部纵梁底下也有平面桁架（23），所以必须同时联上，并与悬挂支座托梁（27）联为整体;它的纵梁（11）和整个车架平面有越过横梁转挑结构（2）的外挑部分（39），必要时再设置垫块（40）。

本发明各附图及实施例中，其转挑横梁（6）、纵梁（11）、联接横梁（24）、前边梁（21）、侧边梁（22）、后边梁（37）、传力竖杆（13）、抗扭杆（14）、纵加劲（31）及底板加劲（41）均采用异型钢管;前悬梁（19）、横格梁（20）、侧悬梁（28）、梁板加劲（35）均采用槽钢;平面桁架的下弦杆（32）、腹杆（33）采用园管或板件。

本发明各杆件、板件之间均用电焊固结。

显然，根据图5、图6和用车单位的实际需要，还能组合成各种客车车架和用于其他方面的派生车型，即使在同一种车型中，其总体布置和外形也可以各异，各杆件的截面形状也可以是不同的几何图形，因此，在本发明要旨范围内，还能进行的各种变形组合，不能把它排除在本发明之外。但申请人认为，本发明附图及实施例中所列的总体布置和所采用的杆件截面为该类车型最理想的实施方案。

附图中的序号说明：

1-横梁转挑结构    9-封面板

2-横梁转挑结构    10-封面板

3-梁板结构    11-纵梁

4-空间桁架组合结构    12-联接托板

5-原车架前半段的纵梁    13-传力竖杆

6-转挑横梁    14-抗扭杆

7-联接垫板    15-端部封头板

8-封面板    16-杆端联接板

17-杆侧联接板    42-整体承托式联接钢板

18-支撑板    43-三角形补角式联接钢板

19-前悬梁    44-铁底板

20-横格梁    45-纵梁底下的平面桁架起

21-前边梁    始节点到转挑横梁前壁

22-侧边梁    的距离。

23-平面桁架    46-后桥轴线

24-联接横梁    47-挂钩总成

25-斜杆

26-悬挂支座托梁

27-悬挂支座托梁

28-侧悬梁

29-栏板立柱总成

30-附属梁板结构

31-纵加劲

32-下弦杆

33-腹杆或腹板

34-辅杆

35-梁板加劲

36-加强板

37-后边梁

38-水平联杆

39-纵梁及车架悬挑部分

40-垫块

41-底板加劲

Claims (8)

1、一种整体承载组合式系列车架，车架分段组成，其特征在于有横梁转挑结构(1)或(2)、梁板结构(3)、空间桁架组合结构(4)，这些结构由几何形状简单的杆件、板件组合，并联接成车箱、车架承重结构合一的牢固承载整体，联接前、后两大结构的横梁转挑结构(1)或(2)位于梁板结构(3)之后，空间桁架组合结构(4)之前。

2、根据权利要求1所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于横梁转挑结构（1）有转挑横梁（6）、联接垫板（7）、封面板（8）、（9）、（10），转挑横梁（6）是一根整体杆件，也可被纵梁（11）所割截，转挑横梁（6）置于联接垫板（7）后部，封面板（8）、（9）及（10）之间。

3、根据权利要求1所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于横梁转挑结构（2）有联接托板（12）及置于联接托板（12）上的转挑横梁（6）、传力竖杆（13）、抗扭杆（14）、端部封头板（15）、杆端联接板（16）、杆侧联接板（17）或支撑板（18），其转挑横梁是一根或一根以上置于车箱前端或发动机后壁的杆件，转挑横梁（6）之两端与传力竖杆（13）、杆侧联接板（17）、端部封头板（15）及置于端部封头板（15）前下方的抗扭杆（14）相联接，杆端联接板（16）位于传力竖杆（13）上部，杆侧联接板（17）位于传力竖杆（13）的侧面。

4、根据权利要求1、2所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于梁板结构（3）有四根或四根以上的前悬梁（19）、横格梁（20）、前边梁（21）、侧边梁（22）及起双重作用的联接垫板（7）、封面板（8）、（9），前悬梁（19）、横格梁（20）、前边梁（21）或侧边梁（22）置于联接垫板（7）之上，封面板（8）、（9）位于前悬梁（19）或前悬梁（19）与侧边梁（22）之间，其中二根前悬梁（19）可以被割截转挑横梁（6）的纵梁（11）端部杆件所代替，板件尺寸及其与杆件之间的相对位置可有不同组合。

5、根据权利要求1～4所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于空间桁架组合结构（4）有纵梁（11）、侧边梁（22）、或纵加劲（31）和二榀或二榀以上以纵梁（11）、或侧边梁（22）、或纵加劲（31）为上弦杆的平面桁架（23）、联接横梁（24）、斜杆（25）、悬挂支座托梁（26）、（27）、侧悬梁（28）或栏板立柱总或（29）及一个或一个以上的附属梁板结构（30），平面桁架（23）位于车架跨中或跨中和后部，悬挂支座托梁（26）、（27）位于跨中的平面桁架（23）之后纵梁（11）之下，其中二榀平面桁架（23）的尾部与悬挂支座托梁（26）联接，纵加劲（31）位于联接横梁（24）之间，附属梁板结构（30）位于车架后部或两悬挂支座托梁（26）、（27）之间，附属梁板结构（30）也可在其他部位增设。

6、根据权利要求1～5所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于平面桁架（23）是以纵梁（11）、侧边梁（22）、一根或一根以上纵加劲（31）为上弦杆，与下弦杆（32）、腹杆（33）所组成的三角形、四边形或其他几何图形为基本单元，并通过刚性联接组成，平面桁架（23）之下弦杆（32）或腹杆（33）可以再增设一根或一根以上辅杆（34），桁架每个节间的辅杆根数及截面积大小均可有不同组合。

7、根据权利要求1～6所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于，附属梁板结构（30）有纵梁（11）、联接横梁（24）、梁板加劲（35）、加强板（36），加强板（36）置于梁板加劲（35）或梁板加劲（35）与纵梁（11）之间，板件尺寸及其与杆件之间的相对位置也可有不同组合。

8、根据权利要求1～7所述的整体承载组合式系列车架，其特征在于横梁转挑结构（1）或（2）及梁板结构（3）与空间桁架组合结构（4）中，所有杆件之截面可以是方管、矩形管、园管、园钢，也可以是槽形、工字形、板形或它们的组合截面。

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