CN105015570B - 一种跨座式单轨列车及其端部底架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跨座式单轨列车及其端部底架，能够承受较大的载荷，同时避免产生应力集中而损坏，具有较长的使用寿命。本发明的端部底架包括由前至后依次连接的第一牵引梁、端部横梁和第二牵引梁，所述第一牵引梁和所述第二牵引梁均由前至后延伸，所述第一牵引梁设有车钩安装座，所述第二牵引梁由前至后斜向外延伸。第二牵引梁由前至后斜向外延伸，可以有效避让转向架的安装空间；第二牵引梁的前端可以正对第一牵引梁的后端连接，或者与第一牵引梁以较小的横向跨度进行连接，此时，牵引力可以由第一牵引梁沿纵向直接传递至第二牵引梁，优化了牵引力的传递方式，从而避免应力集中，延长了端部底架的使用寿命。

Description

一种跨座式单轨列车及其端部底架

技术领域

本发明涉及跨座式单轨列车技术领域，特别是涉及一种跨座式单轨列车及其端部底架。

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端部底架提出了更高的设计和使用要求。如应用于轻轨列车、地铁的端部底架是连接、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。

请参考图1，图1为现有技术中跨座式单轨列车的端部底架一种设置方式的俯视图。

如图1所示，现有技术中，跨座式单轨列车的端部底架包括端部横梁100和纵向延伸的牵引梁，其中，牵引梁包括第一牵引梁200和第二牵引梁300，端部横梁100设置在第一牵引梁200和第二牵引梁300之间，第一牵引梁200的后端与端部横梁100连接，第二牵引梁300的前端与端部横梁100连接，以形成由前至后延伸的牵引梁整体。第一牵引梁200与车钩连接，通过车钩传递纵向牵引力；第一牵引梁200的后方对应跨座式单轨列车转向架的位置，因此，为避让转向架安装空间，第二牵引梁300不会设置在第一牵引梁200的正后方，而是设置在第一牵引梁200的外侧，然后由端部横梁100沿纵向向后延伸，如图1所示。

采用上述现有结构，第一牵引梁200直接承受车钩的纵向牵引力以及纵向冲击载荷，然后通过端部横梁100传递至第二牵引梁300，进而传递至整个车体。当纵向牵引力和/或纵向冲击载荷过大时，第一牵引梁200无法承受过大载荷，且第二牵引梁300与车体下方的枕梁以及边梁的连接处的应力较为集中，容易造成整个端部底架的应力集中，进而增加应力损坏的几率，明显地缩短端部底架的使用寿命。

因此，如何设计一种跨座式单轨列车的端部底架，以便在提高其承载能力的同时，优化纵向力的传递方式，降低应力集中引起的损坏几率，延长端部底架的使用寿命，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种跨座式单轨列车及其端部底架，所述端部底架能够承受较大的载荷，同时避免产生应力集中而损坏，具有较长的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种跨座式单轨列车的端部底架，包括由前至后依次连接的第一牵引梁、端部横梁和第二牵引梁，所述第一牵引梁和所述第二牵引梁均由前至后延伸，所述第一牵引梁设有车钩安装座，所述第二牵引梁由前至后斜向外延伸。

本发明的端部底架中第二牵引梁由前至后斜向外延伸，可以有效避让转向架的安装空间。更为重要的是，第二牵引梁的前端可以正对第一牵引梁的后端连接，或者与第一牵引梁以较小的横向跨度进行连接，此时，牵引力可以由第一牵引梁沿纵向直接传递至第二牵引梁；与现有技术相比，作用于第一牵引梁的牵引力无需首先经过端部横梁横向传递，即可到达第二牵引梁，从而减小了牵引力在传递过程中的损失，优化了牵引力的传递方式；同时，牵引力通过第一牵引梁、端部横梁以及第二牵引梁共同承载，有效降低了牵引力对第一牵引梁和端部横梁的冲击强度，从而避免应力集中，延长了端部底架的使用寿命。

可选地，所述第二牵引梁的顶面和底面的边缘具有翻边。

可选地，所述第一牵引梁的顶面呈梯形设置，所述端部横梁的垂向截面呈开口向前的U型槽状，且U型槽的上边由后至前向上倾斜，以便与所述第一牵引梁的顶面的后侧搭接后焊连。

可选地，所述第一牵引梁包括第一左牵引梁和第一右牵引梁，所述车钩安装座固定设置在所述第一左牵引梁和所述第一右牵引梁之间；

和/或所述第二牵引梁包括第二左牵引梁和第二右牵引梁，所述第二左牵引梁由所述第一左牵引梁的后端向左后方延伸，所述第二右牵引梁由所述第一右牵引梁的后端向右后方延伸。

可选地，还包括横向延伸的枕梁，所述第二牵引梁的后端与所述枕梁连接。

可选地，所述第二牵引梁与所述端部横梁和/或所述枕梁采用弧形角进行过渡连接。

可选地，还包括检查门框，所述检查门框的前端与所述端部横梁连接；所述检查门框具有中空腔，所述枕梁的底面设有加强梁，所述加强梁伸入所述中空腔，并以其左右两侧与所述检查门框相应侧的边框连接。

可选地，所述检查门框采用双口型挤压型材，双口并列设置且大小不等；其中，小口处于所述检查门框的外侧，以便大口与小口形成用于安装检查门板的阶梯面。

可选地，还包括缓冲梁，所述第一牵引梁的前端与所述缓冲梁连接。

本发明还提供一种跨座式单轨列车，包括上述任一项所述的端部底架。

由于本发明的跨座式单轨列车具有上述任一项所述的端部底架，故上述任一项所述的端部底架所产生的技术效果均适用于本发明的跨座式单轨列车，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中跨座式单轨列车的端部底架一种设置方式的俯视图；

图2为本发明所提供跨坐式单轨列车的端部底架在一种具体实施方式中的立体结构示意图。

图1中：

端部横梁100、第一牵引梁200、第二牵引梁300

图2中：

第一牵引梁1、第一左牵引梁11、第一右牵引梁12、第二牵引梁2、翻边21、第二左牵引梁22、第二右牵引梁23、弧形角24、端部横梁3、车钩安装座4、枕梁5、加强梁51、检查门框6、中空腔61、支撑梁62、缓冲梁7

具体实施方式

本发明的核心是提供一种跨座式单轨列车及其端部底架，所述端部底架能够承受较大的载荷，同时避免产生应力集中而损坏，具有较长的使用寿命。

跨座式单轨转向架与普通的城轨车辆转向架有很大不同，因此跨座式单轨车体的端部底架需作多处适应性改进结构，才能满足和跨座单轨转向架的连接。以下结合附图和具体实施例，对本发明的端部底架进行具体说明，以便本领域技术人员更加准确地理解本发明。

为便于描述，本文采用列车中常用的基本方位对方向进行定义，以平行于列车运行的方向为纵向，在纵向上，处于列车运行前方的方向为前，处于列车运行方向后方的方向为后；在平行于轨道面内，垂直于纵向的方向为横向，在横向上，沿列车运行方向看，处于左侧的方向为左，处于右侧的方向为右；垂直于轨道面的方向为垂向，在垂向上，靠近轨道面的方向为下，远离轨道面的方向为上。

本文中所述的内外是以车体为参照的，靠近车体中心的方向为内，远离车体中心的方向为外。

本文中所述的第一、第二等词仅为了区别结构相同或类似的多个部件或结构，不表示对顺序的某种特殊限定。

如图2所示，本发明提供了一种跨座式单轨列车的端部底架，包括牵引梁和端部横梁3，其中，牵引梁包括前后两段梁，分别为第一牵引梁1和第二牵引梁2，两者均由前至后延伸，第一牵引梁1处于第二牵引梁2的前方，端部横梁3沿横向延伸，处于第一牵引梁1和第二牵引梁2之间；第一牵引梁1的后端与端部横梁3连接，第二牵引梁2的前端与端部横梁3连接；同时，第一牵引梁1设有车钩安装座4，用于连接车钩，以便车钩将牵引力传递至第一牵引梁1，进而借助第一牵引梁1、端部横梁3和第二牵引梁2传递至车体；本发明中，第二牵引梁2由前至后斜向外延伸。

通常，车钩安装在车体的中间，由于车钩安装座4设置在第一牵引梁1上，故第一牵引梁1通常处于车体横向的中间；对于跨座式单轨列车而言，转向架也处于车体的中间，且设置在车钩的后方，即对应第一牵引梁1的正后方；为实现牵引力的传递第一牵引梁1后连接有第二牵引梁2，通过第二牵引梁2与车体连接，将牵引力传递至车体。针对上述情况，第一牵引梁1的正后方必须留出足够的安装空间，以实现转向架的安装，同时留出走行轮的运动空间；而现有技术中将第二牵引梁2连接在端部横梁3的外侧虽然可以有效避让转向架，但诚如背景技术所述，容易产生应力集中等技术问题。因此，本发明将第二牵引梁2设置为倾斜结构，第二牵引梁2由前至后向外倾斜，则第二牵引梁2的前端可以连接在第一牵引梁1的正后方、或者距离第一牵引梁1的横向距离较小的位置，以较小的横向跨度与第一牵引梁1的后端的端部横梁3连接，如图2所示，此时，第二牵引梁2可以有效避让转向架所占用的空间。更为重要的是，第二牵引梁2与第一牵引梁1的横向跨度较小，端部横梁3此处仅相当于一个中间过渡件，牵引力可以由车钩、第一牵引梁1直接沿纵向传递至第二牵引梁2的前端，然后通过第二牵引梁2进一步传递至车体，与现有技术相比，无需经过端部横梁3沿横向传递至处于外侧的第二牵引梁2，使得牵引力的传递更为高效可靠，也减小了牵引力在传递过程中的损失；再者，由于第二牵引梁2的前端距离牵引力的冲击点更近，可以对牵引力进行有效缓冲，从而降低应力集中，减小冲击载荷对端部底架的损伤，延长端部底架的使用寿命。

具体地，第一牵引梁1可以沿纵向延伸，还可以包括第一左牵引梁11和第一右牵引梁12，两者在左右方向相对设置，则可以将车钩安装座4固定安装在两者之间。如图2所示，可以采用铆钉、螺钉、销钉等连接件将车钩安装座4固定在第一左牵引梁11和第一右牵引梁12之间，此时，第一左牵引梁11的右侧面、第一右牵引梁12的左侧面均构成车钩安装座4的连接面，可以车钩安装座4的左右两侧面分别与第一左牵引梁11和第一右牵引梁12固定连接。

同理，第二牵引梁2也可以包括第二左牵引梁22和第二右牵引梁23，第二牵引梁2由前至后向外倾斜是指，在由前至后的方向上，第二左牵引梁22向左倾斜，第二右牵引梁23向右倾斜，或者说，第二左牵引梁22向左后方延伸，第二右牵引梁23向右后方延伸。

下文中，凡是提到第一牵引梁1和第二牵引梁2时，均可以包括上述左右两个牵引梁；当对第一牵引梁1和第二牵引梁2的结构进行限定时，均可以理解为对左右两侧的牵引梁的限定，就左右两侧的牵引梁均可以采用相应的结构设置。

本领域技术人员可以根据需要设置第二牵引梁2的倾斜程度，以便在合理避让转向架占用空间的同时，兼顾牵引力传递的可靠性、降低应力集中。

进一步，由于第一牵引梁1直接承受由车钩传递来的牵引力，会产生较大的应力，故第一牵引梁1可以采用整体模压成型，以便通过母材承载较高的应力，提高第一牵引梁1的结构强度和连接强度。

第二牵引梁2可以采用挤压型材，型材的主体结构可以为口型，即第二牵引梁2所采用型材的截面可以呈口型；第二牵引梁2的顶面和底面的边缘还可以设置翻边21，以进一步增强第二牵引梁2的结构强度和连接强度。

在第二牵引梁2与端部横梁3的连接处可以加工弧形角24，以便通过弧形角24实现两者的过渡连接；如图2所示，可以在第二牵引梁2前端的凸缘加工圆弧角，该圆弧角处于前方的弧线向左或向右延伸，以便与端部横梁3的对接，然后通过焊接等连接方式固定。

当然，本领域技术人员可以根据需要设置其他形式的过渡连接结构，不限于上述弧形角24，也不限于弧形的过渡角。可以理解，设置弧形角24实现过渡连接时，一方面可以辅助增强连接强度以及可靠性；另一方面，弧形角24的过渡形式能够实现平滑过渡连接，从而有效避免应力集中。

为提升行车安全性以及连挂可靠性，本领域技术人员可以根据需要选择能够承受更大牵引力的车钩，相应的，当车钩更换时，车钩安装座4需要进行相应调整；与此同时，用于安装车钩安装座4的第一牵引梁1也需要对其强度以及结构进行调整。针对上述情况，本发明中第一牵引梁1的顶面可以呈梯形设置，梯形的一个腰处于前侧，另一个腰处于后侧，具体可以为类似等腰梯形的结构；此时，可以适度增加第一牵引梁1的高度，以增大车钩安装座4的尺寸以及结构强度，且在纵向空间一定的情况下增加了第一牵引梁1的尺寸，进而保证牵引力传递的可靠性以及稳定性。

由于第一牵引梁1的纵向长度有限，当增高第一牵引梁1时，受到纵向和垂向安装空间的限制，第一牵引梁1的顶面高度增加时，梯形两侧腰的倾斜程度也会增加，不仅可能影响第一牵引梁1本身的定位可靠性，还可能影响第一牵引梁1与端部横梁3的连接可靠性。因此，本发明进一步将端部横梁3的垂向截面设置为开口向前的U型槽状，即呈平置的U型；并且，本发明对U型槽的结构进行了改进，使得U型槽的上边由后至前向上倾斜，以便U型槽的上边能够搭接到第一牵引梁1的顶面的后侧，具体可以为第一牵引梁1的梯形顶面处于后侧的腰上；然后，可以通过焊接等定位方式将两者固定连接。此时，第一牵引梁1的后端可以直接伸入U型槽的槽口内，并可以其底面与U型槽的下边连接。

采用上述结构，一方面，如上所述第一牵引梁1的结构可以提高其强度以及连接可靠，进而满足大载荷车钩的连接需求；另一方面，第一牵引梁1的结构可以与端部横梁3相配合，保证了两者的连接可靠性；再者，第一牵引梁1的后端能够伸入端部横梁3的U型槽口内，进而通过端部横梁3进行可靠的支撑定位，进一步确保对车钩的定位可靠性，还可以分散其受到的冲击载荷。

在上述基础上，本发明还可以包括枕梁5，枕梁5可以横向延伸，第二牵引梁2的后端具体可以与枕梁5连接，从而通过枕梁5将牵引力传递至整个车体；牵引力具体可以由车钩-第一牵引梁1-端部横梁3-第二牵引梁2-枕梁5至车体的边梁依次传递。

详细地，枕梁5可以包括相对设置的顶板和底板，顶板和底板之间可以设置加强筋等结构，以提高枕梁5的结构强度，进而提高牵引力传递的可靠性；此时，第二牵引梁2的后端可以其上下两侧分别与所述顶板的前端和所述底板的前端连接，如图2所示。

枕梁5可以实现牵引力由端部底架到车体的传递，同时能够与端部横梁3和第二牵引梁2进行配合，使得第二牵引梁2斜插在端部横梁3与枕梁5之间；这种斜插式的连接方式不仅有效避让了转向架所占用的空间，还优化了纵向牵引力的传递方式，同时提高了牵引梁的结构刚度，降低了端部底架的自重。

斜插式连接方式能够优化纵向牵引力的传递方式主要体现在以下方面：

在牵引力的传递过程中，由于现有技术的牵引梁均是沿纵向延伸的，也就是说，现有技术中采用的是直插式连接；这种直插式连接的方式中，当车钩将牵引力传递至第一牵引梁1和端部横梁3时，牵引力的作用点处于端部横梁3的中间，而第二牵引梁2与端部横梁3的连接点处于端部横梁3的两侧，则牵引力会对端部横梁3产生一个弯矩，该弯矩在由端部横梁3的中间至两侧的方向上逐渐减小；可见，牵引力在由端部横梁3至第二牵引梁2的传递环节中，牵引力会被端部横梁3的内应力“吸收”，即牵引力存在一定的损失，同时还会造成端部横梁3、端部横梁3与第一牵引梁1和第二牵引梁2的连接处产生应力集中。

针对上述技术问题，本申请采用斜插式连接方式，当牵引力由第一牵引梁1传递至端部横梁3时，由于第二牵引梁2大体处于第一牵引梁1的正后方，使得牵引力的作用点与第二牵引梁2的连接点基本上处于同一纵向延长线上，也就基本上不会产生作用于端部横梁3的弯矩，减小了对端部横梁3、端部横梁3与第一牵引梁1和第二牵引梁2的连接处的冲击，进而降低应力集中的程度；此时，牵引力作用于第二牵引梁2的前端时，会产生沿第二牵引梁2方向的第一分力以及垂直于第二牵引梁2的第二分力，由于第二左牵引梁22和第二右牵引梁23的倾斜方向相反，使得两者受到的第二分力相互抵消，因此，第二牵引梁2与端部横梁3即可处于稳定状态，牵引力可沿第二牵引梁2向后传递至枕梁5；再者，牵引力直接作用于第二牵引梁2，然后通过第二牵引梁2传递至车体，不仅提高了牵引力的传递可靠性，还减小了牵引力在传递过程中的损失。

此外，第二牵引梁2的后端也可以设置弧形角24，并以弧形角24的后边向左或向右延伸，以便通过弧形角24实现与枕梁5的过渡连接；第二牵引梁2的后端可以仅以在上侧设置弧形角24，也可以根据连接需要在下侧也设置弧形角24进行连接。具体可以参照上文中关于第二牵引梁2与端部横梁3处的弧形角24进行设置。

更进一步，本发明还可以设置检查门框6，如图2所示，检查门框6可以设置在枕梁5的下方，检查门框6可以其前端与端部横梁3连接，具体可以连接在第二牵引梁2与端部横梁3的连接点的下方；检查门框6可以设置为中空框体状，其中间围合形成中空腔61，以便于通过该中空腔61观察。

枕梁5的底面可以设置加强梁51，加强梁51可以与枕梁5同向延伸，即可以沿横向延伸；进行连接时，可以将加强梁51伸入检查门框6的中空腔61，则加强梁51的左侧可以与检查门框6的左侧边连接，加强梁51的右侧可以与检查门框6的右侧边连接，从而通过加强梁51实现检查门框6与枕梁5的连接，如图2所示。

检查门框6的中空腔61内还可以设置支撑梁62，支撑梁62可以由前至后延伸，支撑梁62的前端与检查门框6的前侧边连接，后端可以与检查门框6的后侧边连接；支撑梁62具体还可以处于中空腔61的中间，从而将所述中空腔61分隔为左右两个检查窗口。此时，支撑梁62可以与枕梁5底部的加强梁51交叉连接，例如可以采用交叉焊的连接方式，或者在加强梁51的中间形成供支撑梁62穿过的通孔或者将加强梁51设置为两段，一段连接在左侧的检查窗口内，另一段连接在右侧的检查窗口内。

更为详细地，检查门框6可以采用双口型挤压型材制成，两个口可以并列设置，且两个口的大小不等。其中，小口处于检查门框6的外侧、搭扣处于检查门框6的内侧，大口与小口的顶面平齐，则大口与小口组合形成的底面为阶梯面；当安装检查门板时，检查门板即可搭接在小口的底面，然后用过焊接等固定方式实现检查门板的固定，则检查门板的顶面与小口的底面连接，可以使得检查门板的底面与大口的底面平齐；可见，大口与小口形成的阶梯面实际上构成了检查门板的安装结构。

所述双口型挤压型材是指制成检查门框6所采用的板材的截面为两个并列的口型结构；采用双口型挤压型材不仅可以满足度转向架的实时检查需求，还可以加强检查门框6的强度，进而辅助实现枕梁5强度的局部加强，提高端部底架的整体承载能力，更好地满足端部底架的刚度要求。

另外，本发明还可以包括缓冲梁7，缓冲梁7具体可以沿横向延伸，并设置在第一牵引梁1的前方，第一牵引梁1以其前端与缓冲梁7连接。当车钩与车钩安装座4连接时，在纵向牵引力的传递过程中，缓冲梁7可以起到缓冲纵向冲击载荷以及辅助承载的作用，能够提高端部底架的承载能力，延长端部底架的使用寿命。

此外，端部底架中的各部件均可以采用铝合金或者其他材料制成，以满足牵引力传递的可靠性，尤其适用于大载荷的传递。

本发明还提供了一种跨座式单轨列车，包括上述的端部底架，能够与跨座式单轨转向架相互配合，提高车钩连挂可靠性和安全性。由于跨座式单轨列车所包含的部件较多，各部件的结构均较为复杂，此处仅对其端部底架进行了详细说明，其他未尽之处烦请参照现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的跨座式单轨列车及其端部底架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种跨座式单轨列车的端部底架，包括由前至后依次连接的第一牵引梁(1)、端部横梁(3)和第二牵引梁(2)，所述第一牵引梁(1)和所述第二牵引梁(2)均由前至后延伸，其特征在于，所述第一牵引梁(1)设有车钩安装座(4)，所述第二牵引梁(2)由前至后斜向外延伸；所述第一牵引梁(1)的顶面呈梯形设置，所述端部横梁(3)的垂向截面呈开口向前的U型槽状，且U型槽的上边由后至前向上倾斜，以便与所述第一牵引梁(1)的顶面的后侧搭接后焊连。

2.如权利要求1所述的端部底架，其特征在于，所述第二牵引梁(2)的顶面和底面的边缘具有翻边(21)。

3.如权利要求1所述的端部底架，其特征在于，所述第一牵引梁(1)包括第一左牵引梁(11)和第一右牵引梁(12)，所述车钩安装座(4)固定设置在所述第一左牵引梁(11)和所述第一右牵引梁(12)之间；

和/或所述第二牵引梁(2)包括第二左牵引梁(22)和第二右牵引梁(23)，所述第二左牵引梁(22)由所述第一左牵引梁(11)的后端向左后方延伸，所述第二右牵引梁(23)由所述第一右牵引梁(12)的后端向右后方延伸。

4.如权利要求1-3任一项所述的端部底架，其特征在于，还包括横向延伸的枕梁(5)，所述第二牵引梁(2)的后端与所述枕梁(5)连接。

5.如权利要求4所述的端部底架，其特征在于，所述第二牵引梁(2)与所述端部横梁(3)和/或所述枕梁(5)采用弧形角(24)进行过渡连接。

6.如权利要求4所述的端部底架，其特征在于，还包括检查门框(6)，所述检查门框(6)的前端与所述端部横梁(3)连接；所述检查门框(6)具有中空腔(61)，所述枕梁(5)的底面设有加强梁(51)，所述加强梁(51)伸入所述中空腔(61)，并以其左右两侧与所述检查门框(6)相应侧的边框连接。

7.如权利要求6所述的端部底架，其特征在于，所述检查门框(6)采用双口型挤压型材，双口并列设置且大小不等；其中，小口处于所述检查门框(6)的外侧，以便大口与小口形成用于安装检查门板的阶梯面。

8.如权利要求6所述的端部底架，其特征在于，还包括缓冲梁(7)，所述第一牵引梁(1)的前端与所述缓冲梁(7)连接。

9.一种跨座式单轨列车，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一项所述的端部底架。