CN104029692A - 铁路集装箱车用底架和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁路集装箱车用底架和车辆。铁路集装箱车用底架包括:侧梁,侧梁为鱼腹形,侧梁为两个,两个侧梁间隔且平行设置,两个侧梁彼此靠近的一侧为内侧,两个侧梁彼此远离的一侧为外侧;导风部,导风部设置在侧梁的迎风面处;端梁,端梁设置在侧梁的端部;小横梁,小横梁的两端与两个侧梁一一对应连接;枕梁,枕梁的两端与两个侧梁一一对应连接,枕梁位于小横梁与端梁之间。由于侧梁上设置有导风部,因而当铁路集装箱车用底架运行时,侧梁迎风面上的来风被导风部导引开,从而有效减少了铁路集装箱车用底架的运行空气阻力、有效减少了牵引功率负荷、避免了能源浪费、保证了行驶安全性,进而保证了铁路集装箱车用底架的运行平稳性。

Description

铁路集装箱车用底架和车辆
技术领域
本发明涉及铁路运输设备技术领域,更具体地,涉及一种铁路集装箱车用底架和车辆。
背景技术
目前,我国研制生产了X4K型、X70型集装箱车等多种型号的铁路集装箱专用车,这些车辆的铁路集装箱车用底架仅能在120km/h速度级以下运行。
按照我国路网条件,列车运行速度小于200km/h的线路上,开行普通客车和货物列车,实施客货共线运输;在列车运行速度200~250km/h、且有砟的线路上可开行快捷货物列车。随着我国经济结构、产业结构的调整,货物运输市场需求发生了相应的变化,消费市场客户需求已从“少品种、大批量、少批次、长周期转变为“多品种、小批量、多批次、短周期”,货物运输结构也向高附加值货物方向发展,因此,亟需生产出能够满足120km/h~220km/h行驶要求的铁路集装箱车用底架。
现有技术中的铁路集装箱车用底架的侧梁为鱼腹形,但侧梁的迎风面上没有设置导风部。当车辆在低速运行时,由于空气阻力较小,可以不考虑空气阻力对车辆运行安全性和平稳性的影响。但是当具有上述铁路集装箱车用底架的车辆在快速情况下运行时,由于空气阻力较大,会导致车辆存在安全运行性低、平稳性差、车辆动力学性能差、车辆牵引功率增加、能源浪费等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种铁路集装箱车用底架和车辆,以解决现有技术中铁路集装箱车用底架存在空气阻力大、运行平稳性差、车辆动力学性能差的问题。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,提供了一种铁路集装箱车用底架,包括:侧梁,侧梁为鱼腹形,侧梁为两个,两个侧梁间隔且平行设置,两个侧梁彼此靠近的一侧为内侧,两个侧梁彼此远离的一侧为外侧;导风部,导风部设置在侧梁的迎风面处;端梁,端梁设置在侧梁的端部;小横梁,小横梁的两端与两个侧梁一一对应连接;枕梁,枕梁的两端与两个侧梁一一对应连接,枕梁位于小横梁与端梁之间。
进一步地,侧梁的两端沿侧梁的中部对称设置,且侧梁的两端均具有收缩段,收缩段与侧梁的中部之间的交接处为迎风段,导风部设置在迎风段上。
进一步地,导风部为位于迎风段上的弧形导风面。
进一步地,导风部为导风板,导风板设置在迎风段上,且导风板向侧梁的外侧倾斜设置。
进一步地,侧梁包括:梁体;防风板,防风板沿梁体的长度方向设置在梁体的外侧,防风板为平板形。
进一步地,导风部为位于迎风段内的防风板边缘处的导风面,导风面向防风板的外侧面倾斜延伸。
进一步地,防风板上具有观察孔。
进一步地,防风板上具有脚踏孔。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括连接梁,连接梁的第一端与小横梁连接,连接梁的第二端与枕梁连接。
进一步地,连接梁的第一端的厚度大于连接梁的第二端的厚度。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括加固板,加固板设置在小横梁的下端且向枕梁一侧伸出,连接梁的第一端的下端面与加固板连接。
进一步地,连接梁包括:连接梁上盖板;腹板,腹板靠近小横梁一侧的厚度大于腹板靠近枕梁一侧的厚度;连接梁下盖板,连接梁上盖板设置在腹板的上端,连接梁下盖板设置在腹板的下端,连接梁下盖板包括沿连接梁的第一端向第二端方向依次连接的加固板、立板、圆弧板和横板,加固板水平设置、立板竖直设置、横板水平设置。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括:牵引梁,端梁通过牵引梁与枕梁连接,侧梁和端梁的上端均高于小横梁的上端、枕梁的上端、端梁的上端和牵引梁的上端;端板,端板设置在端梁的外侧,且端板的内侧、侧梁的内侧、小横梁的上端、枕梁的上端、端梁的上端和牵引梁的上端之间形成凹形容纳空间。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括:锁闭元件;锁闭支撑座,锁闭元件设置在锁闭支撑座上,锁闭支撑座设置在侧梁的内侧并位于侧梁的上端与下端之间,且锁闭支撑座的上端面高于小横梁、枕梁和牵引梁的上端。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括导向座,导向座设置在侧梁的上端,导向座朝向凹形容纳空间的一侧具有导向斜面。
进一步地,铁路集装箱车用底架还包括挡板,挡板设置在端板的朝向凹形容纳空间的一侧。
根据本发明的另一个方面,提供了一种车辆,包括铁路集装箱车用底架,铁路集装箱车用底架是上述的铁路集装箱车用底架。
本发明中的侧梁为鱼腹形,侧梁为两个,两个侧梁间隔且平行设置,两个侧梁彼此靠近的一侧为内侧,两个侧梁彼此远离的一侧为外侧,导风部设置在侧梁的迎风面处,端梁设置在侧梁的端部;小横梁的两端与两个侧梁一一对应连接,枕梁的两端与两个侧梁一一对应连接,枕梁位于小横梁与端梁之间。由于侧梁上设置有导风部,因而当铁路集装箱车用底架运行时,侧梁迎风面上的来风被导风部导引开,从而有效减少了铁路集装箱车用底架的运行空气阻力、有效减少了牵引功率负荷、避免了能源浪费、保证了行驶安全性,进而保证了铁路集装箱车用底架的运行平稳性和车辆的动力学性能。同时,本发明中的铁路集装箱车用底架还具有结构简单、制造成本低的特点。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示意性示出了本发明中的铁路集装箱车用底架的结构示意图;
图2示意性示出了图1的主视图;以及
图3示意性示出了本发明中的铁路集装箱车用底架的局部结构示意图。
图中附图标记:10、侧梁;11、中部;12、收缩段;13、迎风段;14、防风板;14a、观察孔;14b、脚踏孔;20、导风部;30、端梁;40、小横梁;50、枕梁;60、连接梁;61、第一端;62、第二端;63、连接梁上盖板;64、腹板;65、连接梁下盖板;65a、加固板;65b、立板;65c、圆弧板;65d、横板;70、牵引梁;80、端板;90、锁闭元件;91、锁闭支撑座;92、导向座;92a、导向斜面;93、挡板;94、大横梁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的第一个方面,提供了一种铁路集装箱车用底架。如图1至图3所示,铁路集装箱车用底架包括侧梁10、导风部20、端梁30、小横梁40和枕梁50,侧梁10为鱼腹形,侧梁10为两个,两个侧梁10间隔且平行设置,两个侧梁10彼此靠近的一侧为内侧,两个侧梁10彼此远离的一侧为外侧;导风部20设置在侧梁10的迎风面处;端梁30设置在侧梁10的端部;小横梁40的两端与两个侧梁10一一对应连接;枕梁50的两端与两个侧梁10一一对应连接,枕梁50位于小横梁40与端梁30之间。由于侧梁10上设置有导风部20,因而当铁路集装箱车用底架运行时,侧梁10迎风面上的来风被导风部导引开,从而有效减少了铁路集装箱车用底架的运行空气阻力、有效减少了牵引功率负荷、避免了能源浪费、保证了行驶安全性,进而保证了铁路集装箱车用底架的运行平稳性和车辆的动力学性能。同时,本发明中的铁路集装箱车用底架还具有结构简单、制造成本低的特点。
本发明中的侧梁10包括梁体和防风板14,防风板14沿梁体的长度方向设置在梁体的外侧,防风板14为平板形。当车辆高速运行或交会时,在空气阻力和/或大风共同作用形成横向倾翻力矩的情况下,由于防风板14为平板形,因而侧梁10的外侧表面为平面,此时铁路集装箱车用底架仍能保持较好的运行平稳性,避免倾翻,保证了铁路集装箱车用底架的运行可靠性。
当然,梁体和防风板14还可以一体成型。本发明中集装箱所产生的垂向力和车辆运行所产生的纵向力主要是通过鱼腹形的侧梁10来承载和传递的。
本发明中的侧梁10的两端沿侧梁10的中部11对称设置,且侧梁10的两端均具有收缩段12,收缩段12与侧梁10的中部11之间的交接处为迎风段13,导风部20设置在迎风段13上。铁路集装箱车用底架在向前行驶的过程中,与行驶方向同向的纵向来风直接吹向侧梁10,由于侧梁10是鱼腹形的,因而迎风段13也就位于收缩段12与侧梁10的中部11之间的交接处,当在迎风段13上设置有导风部20时,纵向来风吹向侧梁10的迎风段13后被导风部20导引向远离铁路集装箱车用底架的方向,从而有效减少了铁路集装箱车用底架行驶中的空气阻力,保证了铁路集装箱车用底架的运行安全。
在一个未图示的实施例中,导风部20为导风板,导风板设置在迎风段13上,且导风板向侧梁10的外侧倾斜设置。由于导风板向侧梁10的外侧倾斜设置,因而纵向来风吹向导风板后,风向改变,纵向来风沿着导风板的导风方向向侧梁10的外侧离开,从而保证了导风板的导风可靠性。
如图2所示的优选实施方式中,导风部20为位于迎风段13上的弧形导风面。由于导风部20为位于迎风段13上的弧形导风面,因而有效避免迎风段13与收缩段12或中部11交界处产生的空气涡流,从而提高了铁路集装箱车用底架的空气动力学性能,同时还能有效降低连接处的应力水平,进而保证了侧梁10的强度。
优选地,导风部20为位于迎风段13内的防风板14边缘处的导风面,导风面向防风板14的外侧面倾斜延伸。由于防风板14边缘处具有导风面,且导风面向防风板14的外侧面倾斜延伸,因而纵向来风吹向导风面后,风向改变,纵向来风沿着导风面的导风方向向侧梁10的外侧离开,从而保证了导风部20的导风可靠性。
如图1和图2所示,防风板14上具有脚踏孔14b。由于在防风板14上设置脚踏孔14b,因而方便工作人员踩踏铁路集装箱车用底架,从而顺利攀爬到车辆上。优选地,脚踏孔14b为多个,多个脚踏孔14b分布设置在防风板14上。
本发明中的铁路集装箱车用底架还包括连接梁60,连接梁60的第一端61与小横梁40连接,连接梁60的第二端62与枕梁50连接。由于枕梁50通过连接梁60与小横梁40连接,因而使得小横梁40起到牵引侧梁10的作用,使车体纵向力顺畅传递至侧梁10起到了桥梁的作用,从而提高了铁路集装箱车用底架的动力学性能、保证了铁路集装箱车用底架的行驶可靠性。
优选地,小横梁40与两个侧梁10连接处构成矩形结构。由于小横梁40与两个侧梁10连接处构成矩形结构,因而保证了小横梁40的刚度,避免小横梁40局部应力集中,从而提高了小横梁40的传力可靠性。
优选地,连接梁60的第一端61的厚度大于连接梁60的第二端62的厚度。由于连接梁60的第一端61的厚度大于连接梁60的第二端62的厚度,因而保证了连接梁60与小横梁40连接处的强度,也提高了小横梁40的局部刚度,从而保证了牵引力的传递可靠性和小横梁40的使用可靠性。
本发明中的铁路集装箱车用底架还包括加固板65a,加固板65a设置在小横梁40的下端且向枕梁50一侧伸出,连接梁60的第一端61的下端面与加固板65a连接。由于在小横梁40的下端设置有加固板65a,因而提高了小横梁40的局部刚度,从而保证了小横梁40的传力可靠性和使用可靠性。
如图3所示的优选实施方式中,连接梁60包括连接梁上盖板63、腹板64和连接梁下盖板65,腹板64靠近小横梁40一侧的厚度大于腹板64靠近枕梁50一侧的厚度;连接梁上盖板63设置在腹板64的上端,连接梁下盖板65设置在腹板64的下端,连接梁下盖板65包括沿连接梁60的第一端61向第二端62方向依次连接的加固板65a、立板65b、圆弧板65c和横板65d,加固板65a水平设置、立板65b竖直设置、横板65d水平设置。优选地,加固板65a、立板65b、圆弧板65c和横板65d顺次焊接。进一步优选地,横板65d与枕梁50采用对接的形式焊接在一起。
本发明中的铁路集装箱车用底架还包括牵引梁70和端板80,端梁30通过牵引梁70与枕梁50连接,侧梁10和端梁30的上端均高于小横梁40的上端、枕梁50的上端、端梁30的上端和牵引梁70的上端;端板80设置在端梁30的外侧,且端板80的内侧、侧梁10的内侧、小横梁40的上端、枕梁50的上端、端梁30的上端和牵引梁70的上端之间形成凹形容纳空间。由于铁路集装箱车用底架具有凹形容纳空间,因而集装箱放置在铁路集装箱车用底架上时,集装箱会落箱在凹形容纳空间内,从而侧梁10和端板80均对集装箱起到止挡、限位的作用,进而提高了集装箱的放置稳定性,有效减小了翻箱的风险。同时,在当车辆高速运行或交会时,在空气阻力和/或大风共同作用形成横向倾翻力矩的情况下,由于集装箱的至少一部分位于凹形容纳空间内,因而减小了集装箱横向受风面积,从而确保了集装箱的放置稳定性和铁路集装箱车用底架的运行稳定性。
如图1和图2所示,防风板14上具有观察孔14a。由于在防风板14上设置观察孔14a,因而方便工作人员观察集装箱的落箱情况,从而提高了铁路集装箱车用底架的操作便捷性。优选地,观察孔14a为多个,多个观察孔14a分布设置在侧梁10的两端和/或中部11。
优选地,铁路集装箱车用底架还包括导向座92,导向座92设置在侧梁10的上端,导向座92朝向凹形容纳空间的一侧具有导向斜面92a(请参考图1和图3)。由于在侧梁10的上端设置导向座92,因而导向座92对集装箱起到限位、定位、导向等多重作用,从而方便集装箱落箱作业、避免集装箱落箱时磕碰到侧梁10的上端,且避免落箱后的集装箱移位、晃动,进而保证了集装箱的放置稳定性。
如图1所示,本发明中的铁路集装箱车用底架还包括挡板93,挡板93设置在端板80的朝向凹形容纳空间的一侧。由于设置有挡板93,因而当集装箱放置在凹形容纳空间内后,集装箱的至少一部分与挡板93接触,从而挡板93能够有效防止集装箱箱门意外开启、并保证端板80免受集装箱的磕碰。
优选地,铁路集装箱车用底架还包括锁闭元件90和锁闭支撑座91,锁闭元件90设置在锁闭支撑座91上,锁闭支撑座91设置在侧梁10的内侧并位于侧梁10的上端与下端之间,且锁闭支撑座91的上端面高于小横梁40、枕梁50和牵引梁70的上端。由于锁闭支撑座91设置在侧梁10的内侧并位于侧梁10的上端与下端之间,因而能够保证集装箱落箱后侧梁10能够对集装箱起到限位的作用。同时,由于锁闭支撑座91的上端面高于小横梁40、枕梁50和牵引梁70的上端,因而集装箱的支撑力均有锁闭支撑座91提供,也就是侧梁10起到支撑集装箱的作用,而小横梁40、枕梁50和牵引梁70均起到传递牵引力的作用,也能有效避免小横梁40、枕梁50和牵引梁70疲劳受损。当然,也可以将锁闭支撑座91的上端面与小横梁40、枕梁50和牵引梁70的上端设置为平齐的,这样小横梁40、枕梁50、锁闭支撑座91和牵引梁70同时对集装箱起到支撑的作用。
优选地,锁闭支撑座91为多个,锁闭元件90为多个,每个锁闭支撑座91上至少设置有一个锁闭元件90。进一步地,端梁30与枕梁50之间设置有锁闭支撑座91。
本发明中的铁路集装箱车用底架还包括大横梁94,大横梁94的两端与两个侧梁10一一对应连接,且位于侧梁10的中部11处。优选地,至少一个锁闭元件90设置大横梁94上。由于大横梁94上设置有锁闭元件90,因而大横梁94起到支撑集装箱的作用,从而保证了集装箱的放置可靠性。
作为本发明的第二个方面,提供了一种车辆。车辆包括铁路集装箱车用底架,该铁路集装箱车用底架是上的铁路集装箱车用底架。由于本发明中的铁路集装箱车用底架具有运行空气阻力、牵引功率负荷低、节约能源等特点,因而保证了车辆的行驶安全性、运行平稳性和车辆的动力学性能。
本发明中的铁路集装箱车用底架无中梁、鱼腹形侧梁10承载、外侧面平滑的全钢焊接结构。主要的质量分布在铁路集装箱车用底架的两侧,使车辆的转动惯量增大、抗变性能力强,有效提高了车辆动力学性能,同时侧梁10承载结构的底架扭转刚度明显增大,提高了铁路集装箱车用底架的疲劳可靠性。同时,鱼腹形的侧梁10的鱼腹凸出部分可以起到增加底架刚度和强度的作用,可以有效降低大风从底架下部进入的强度,从而保证车辆和集装箱的安全运行。
本发明中的铁路集装箱车用底架能够满足120千米每小时至220千米每小时速度范围内快运集装箱车辆的安全稳定运行要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种铁路集装箱车用底架,其特征在于,包括:
侧梁(10),所述侧梁(10)为鱼腹形,所述侧梁(10)为两个,两个所述侧梁(10)间隔且平行设置,两个所述侧梁(10)彼此靠近的一侧为内侧,两个所述侧梁(10)彼此远离的一侧为外侧;
导风部(20),所述导风部(20)设置在所述侧梁(10)的迎风面处;
端梁(30),所述端梁(30)设置在所述侧梁(10)的端部;
小横梁(40),所述小横梁(40)的两端与两个所述侧梁(10)一一对应连接;
枕梁(50),所述枕梁(50)的两端与两个所述侧梁(10)一一对应连接,所述枕梁(50)位于所述小横梁(40)与所述端梁(30)之间。
2.根据权利要求1所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述侧梁(10)的两端沿所述侧梁(10)的中部(11)对称设置,且所述侧梁(10)的两端均具有收缩段(12),所述收缩段(12)与所述侧梁(10)的中部(11)之间的交接处为迎风段(13),所述导风部(20)设置在所述迎风段(13)上。
3.根据权利要求2所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述导风部(20)为位于所述迎风段(13)上的弧形导风面。
4.根据权利要求2所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述导风部(20)为导风板,所述导风板设置在所述迎风段(13)上,且所述导风板向所述侧梁(10)的外侧倾斜设置。
5.根据权利要求2所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述侧梁(10)包括:
梁体;
防风板(14),所述防风板(14)沿所述梁体的长度方向设置在所述梁体的外侧,所述防风板(14)为平板形。
6.根据权利要求5所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述导风部(20)为位于所述迎风段(13)内的所述防风板(14)边缘处的导风面,所述导风面向所述防风板(14)的外侧面倾斜延伸。
7.根据权利要求5所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述防风板(14)上具有观察孔(14a)。
8.根据权利要求5所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述防风板(14)上具有脚踏孔(14b)。
9.根据权利要求1所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括连接梁(60),所述连接梁(60)的第一端(61)与所述小横梁(40)连接,所述连接梁(60)的第二端(62)与所述枕梁(50)连接。
10.根据权利要求9所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述连接梁(60)的第一端(61)的厚度大于所述连接梁(60)的第二端(62)的厚度。
11.根据权利要求10所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括加固板(65a),所述加固板(65a)设置在所述小横梁(40)的下端且向所述枕梁(50)一侧伸出,所述连接梁(60)的第一端(61)的下端面与所述加固板(65a)连接。
12.根据权利要求10所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述连接梁(60)包括:
连接梁上盖板(63);
腹板(64),所述腹板(64)靠近所述小横梁(40)一侧的厚度大于所述腹板(64)靠近所述枕梁(50)一侧的厚度;
连接梁下盖板(65),所述连接梁上盖板(63)设置在所述腹板(64)的上端,所述连接梁下盖板(65)设置在所述腹板(64)的下端,所述连接梁下盖板(65)包括沿所述连接梁(60)的第一端(61)向第二端(62)方向依次连接的加固板(65a)、立板(65b)、圆弧板(65c)和横板(65d),所述加固板(65a)水平设置、所述立板(65b)竖直设置、所述横板(65d)水平设置。
13.根据权利要求1所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括:
牵引梁(70),所述端梁(30)通过所述牵引梁(70)与所述枕梁(50)连接,所述侧梁(10)和所述端梁(30)的上端均高于所述小横梁(40)的上端、所述枕梁(50)的上端、所述端梁(30)的上端和所述牵引梁(70)的上端;
端板(80),所述端板(80)设置在所述端梁(30)的外侧,且所述端板(80)的内侧、所述侧梁(10)的内侧、所述小横梁(40)的上端、所述枕梁(50)的上端、所述端梁(30)的上端和所述牵引梁(70)的上端之间形成凹形容纳空间。
14.根据权利要求13所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括:
锁闭元件(90);
锁闭支撑座(91),所述锁闭元件(90)设置在所述锁闭支撑座(91)上,所述锁闭支撑座(91)设置在所述侧梁(10)的内侧并位于所述侧梁(10)的上端与下端之间,且所述锁闭支撑座(91)的上端面高于所述小横梁(40)、所述枕梁(50)和所述牵引梁(70)的上端。
15.根据权利要求13所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括导向座(92),所述导向座(92)设置在所述侧梁(10)的上端,所述导向座(92)朝向所述凹形容纳空间的一侧具有导向斜面(92a)。
16.根据权利要求13所述的铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架还包括挡板(93),所述挡板(93)设置在所述端板(80)的朝向所述凹形容纳空间的一侧。
17.一种车辆,包括铁路集装箱车用底架,其特征在于,所述铁路集装箱车用底架是权利要求1至16中任一项所述的铁路集装箱车用底架。
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