CN105774910A - 一种客车模块化前悬梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种客车模块化前悬梁结构,包括从前向后依次设置的前悬前截面梁总成、连接纵梁总成和前悬后截面梁总成。前悬前截面梁总成的中段安装有上推力座总成,底部安装有下推力座总成。连接纵梁总成包括对称设置的左连接纵梁总成和右连接纵梁总成。左连接纵梁总成的左侧安装有左气囊支架总成。右连接纵梁总成的右侧安装有右气囊支架总成。左连接纵梁总成的中段上端和右连接纵梁总成的中段上端之间连接有中部加强梁总成。左连接纵梁总成的中段下端和右连接纵梁总成的中段下端之间连接有横向推力座支架总成。本发明具有通用化强度高、劳动强度低、生产周期短、空间利用率高等特点,且满足客车轻量化的要求。

Description

一种客车模块化前悬梁结构
技术领域
本发明涉及客车技术领域,具体涉及一种客车模块化前悬梁结构。
背景技术
全承载客车由于其结构强度、被动安全性好的特点,在现在的高端大型客车上被广泛采用。由于全承载客车骨架是一种整体桁架式闭环结构,其主体是由大量的小矩形管焊接而成,因此,全承载客车也有焊接劳动强度高、工作量大、焊接精度需要各种工装保证的困难。而在一辆客车骨架上,焊接难度最大、精度要求最高的也就是前后悬架结构。对于配备相同前悬挂而不同的客车上,由于其全承载整体式的设计特点,其前悬段也不相同,也需要不同的工装保证,增加了客车制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客车模块化前悬梁结构,该模块化前悬梁结构能够解决现有技术中存在的不足,具有通用化强度高、劳动强度低、生产周期短、空间利用率高等特点,且满足客车轻量化的要求。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种客车模块化前悬梁结构,包括从前向后依次设置的前悬前截面梁总成、连接纵梁总成和前悬后截面梁总成;所述前悬前截面梁总成的中段安装有上推力座总成,前悬前截面梁总成的底部安装有下推力座总成;所述连接纵梁总成包括对称设置的左连接纵梁总成和右连接纵梁总成;所述左连接纵梁总成的左侧安装有左气囊支架总成;所述右连接纵梁总成的右侧安装有右气囊支架总成;所述左连接纵梁总成的中段上端和所述右连接纵梁总成的中段上端之间连接有中部加强梁总成;所述左连接纵梁总成的中段下端和所述右连接纵梁总成的中段下端之间连接有横向推力座支架总成。
进一步的,所述前悬前截面梁总成包括自上向下依次设置的第一上横梁与第一下横梁、自左向右依次设置在第一上横梁与第一下横梁之间的第一左立柱与第一右立柱、对称设置在第一上横梁与第一下横梁之间的第一左斜撑与第一右斜撑、交叉设置在第一左立柱与第一右立柱之间的第一加强斜撑与第二加强斜撑、设置在第一左斜撑与第一下横梁之间的第一左连接立柱以及设置在第一右斜撑与第一下横梁之间的第一右连接立柱。
所述第一左斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一左立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁的左端;所述第一右斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一右立柱的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁的右端;所述第一加强斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一左立柱右侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁与所述第一右立柱左侧的连接处上;所述第二加强斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一右立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁与所述第一左立柱右侧的连接处上。
进一步的,所述左连接纵梁总成和右连接纵梁总成的结构相同,均包括冲压成型的钢板冲压件以及安装在钢板冲压件上的若干个第一加强筋板;所述钢板冲压件的底部设有用于避让前桥的凹槽;所述钢板冲压件的顶部和底部均设有加强翻边;所述钢板冲压件上开设有横向稳定杆装配孔和若干个第一轻量化通孔。
进一步的,所述左气囊支架总成和右气囊支架总成对称设置,且二者的结构相同,均包括气囊支架板、分别连接在所述气囊支架板前后两端的前立板与后立板、安装在所述后立板后侧的减震器支架板以及连接在所述后立板与所述减震器支架板之间的减震器侧立板;所述气囊支架板上开设有气囊管路连接孔;所述减震器支架板上开设有减震器安装孔;所述前立板和后立板上均开设有若干个第二轻量化通孔。
所述后立板包括依次折弯相连的第一后立板、第二后立板和第三后立板;且所述第一后立板和第三后立板分别位于所述第二后立板的前后两端;所述减震器侧立板的前侧面连接在所述第二后立板的后侧面;所述左气囊支架总成的减震器侧立板的右侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的左侧面上;所述右气囊支架总成的减震器侧立面的左侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的右侧面上。
所述气囊支架板的顶部设有若干个第二加强筋板;所述气囊支架板的底部设有方筋板;所述第二加强筋板包括在所述气囊支架板顶部呈三叉星形分布的第一加强筋部、第二加强筋部和第三加强筋部;所述方筋板位于所述第二加强筋部的下方。
所述左气囊支架总成的前立板和后立板的左端均设有左斜切缺口,且该前立板和后立板在所述左斜切缺口的右端的底部均设有左水平连接部;所述右气囊支架总成的前立板和后立板的右端均设有右斜切缺口,且该前立板和后立板在所述右斜切缺口的左端的底部设有右水平连接部。
进一步的,所述中部加强梁总成包括X型支撑梁、安装在X型支撑梁顶部的顶部支撑梁以及对称设置在顶部支撑梁左右两端的左加强板与右加强板;所述X型支撑梁包括交叉设置的第一支撑梁和第二支撑梁;所述左加强板和右加强板的结构相同,均报三角形的加强板主体以及开设在加强板主体上的若干塞焊圆孔。
进一步的,所述横向推力座支架总成包括U型梁、嵌入安装在所述U型梁内左端的横向推力座以及安装在所述U型梁顶部左右两端的左加强角与右加强角;所述U型梁开口向下,且该U型梁包括顶部连接板以及对称设置在顶部连接板前后两端的前连接板和后连接板;所述前连接板和所述后连接板的下端均设有下斜切缺口;所述横向推力座为开口向下的U型铸件,且该U型铸件包括铸件主体、开设在铸件主体中段下端的安装槽以及开设在铸件主体上的安装通孔;所述左加强角和右加强角对称设置,且二者结构相同,均包括对称设置的两个直角三角形状的加强板以及连接在两个加强板之间的中间连接板。
进一步的,所述前悬后截面梁总成包括自上向下依次设置的第二上横梁与第二下横梁、自左向右依次设置在第二上横梁与第二下横梁之间的第二左立柱与第二右立柱、对称设置在第二上横梁与第二下横梁之间的第二左斜撑与第二右斜撑以及交叉设置在第二左立柱与第二右立柱之间的第三加强斜撑与第四加强斜撑。
所述第二左斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二左立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁的左端;所述第二右斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二右立柱的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁的右端;所述第三加强斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二左立柱右侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁与所述第二右立柱左侧的连接处上;所述第四加强斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二右立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁与所述第二左立柱右侧的连接处上。
进一步的,所述上推力座总成包括对称设置的左上推力座总成和右上推力座总成;所述左上推力座总成的左右两端分别连接在所述第一左连接立柱与所述第一左立柱上;所述右推力座总成的两端分别连接在所述第一右立柱与所述第一右连接立柱上。
所述左上推力座总成和右上推力座总成的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一上推力座体与第二上推力座体、连接在第一上推力座体与第二上推力座体之间的第一横向加强连接板、设置在第一上推力座体左侧的第一横向固定连接板、设置在第二上推力座体右侧的第二横向固定连接板以及设置在第一上推力座体与第二上推力座体前侧的纵向加强连接板;所述第一上推力座体和第二上推力座体对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第一座体以及开设在第一座体中间的第一安装通孔;所述纵向加强连接板上开设有与所述第一安装通孔相连通的通孔;所述第一横向加强连接板的端部与所述第一座体的中前端相连,且所述第一横向加强连接板端部的上下两侧分别设有第一圆弧过渡部;所述第一横向固定连接板的左端和所述第二横向固定连接板的右端均开设有止口;所述纵向加强连接板包括中间纵向加强连接板以及折弯连接在中间纵向加强连接板左右两端的左纵向加强连接板与右纵向加强连接板;所述左纵向加强连接板和右纵向加强连接板均位于所述中间纵向加强连接板的后侧。
进一步的,所述下推力座总成包括对称设置的左下推力座总成和右下推力座总成;所述左推力座总成安装在第一左立柱与第一下横梁连接处的下横梁的底部;所述右推力座总成安装在第一右立柱与第一下横梁连接处的下横梁的底部。
所述左下推力座总成和右下推力座总成的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一下推力座体与第二下推力座体、连接在所述第一下推力座体与第二下推力座体之间的第二横向加强连接板、连接在所述第一下推力座体上方的第一纵向固定连接板、连接在所述第二下推力座体上方的第二纵向固定连接板以及设置在第一纵向固定连接板与第二纵向固定连接板上方的上连接板;所述第一下推力座体和第二下推力座体对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第二座体以及开设在第二座体中间的第二安装通孔;所述第二横向加强连接板的端部与所述第二座体的中前端相连,且所述第二横向加强连接板端部的上下两侧分别设有第二圆弧过渡部;所述上连接板包括第一连接部和倾斜连接在第一连接部后端上方的第二连接部。
由以上技术方案可知,本发明将与客车前悬挂安装的相关结构提炼成一个模块,并设置多个与客车底架连接接口,使前悬梁结构成为一个通用化模块。当有车辆配备相对应前悬挂时直接组合选用即可,能够大大减少工装投入。本发明充分利用了轻量化原则,最大限度将结构受力件和功能件统一,无冗余结构。本发明还将空间占用最小化,将整车空间利用最大化。本发明将前悬梁结构开发成成型件,不仅能够最大限度降低劳动强度,还具有通用性的特点,可以提前备货,在遇到订单时可有效减少生产周期。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是前悬前截面梁总成的结构示意图;
图3是左连接纵梁总成的结构示意图一;
图4是左连接纵梁总成的结构示意图二;
图5是左上推力座总成的结构示意图;
图6是左上推力座总成与推力座的装配结构示意图;
图7是左上推力座总成与前悬前截面梁总成的连接结构示意图;
图8是左下推力座总成的结构示意图;
图9是左下推力座总成与前悬前截面梁总成的连接结构示意图;
图10是中部加强梁总成的结构示意图;
图11是横向推力座支架总成的结构示意图;
图12是U型梁的结构示意图;
图13是横向推力座的结构示意图;
图14是左气囊支架总成的结构示意图;
图15是气囊支架板的结构示意图;
图16是前立板的结构示意图;
图17是后立板的结构示意图;
图18是前悬后截面梁总成的结构示意图;
图19是本发明在客车底架上的装配结构示意图。
其中:
1、前悬前截面梁总成,101、第一上横梁,102、第一下横梁,103、第一左立柱,104、第一右立柱,105、第一左斜撑,106、第一右斜撑,107、第一加强斜撑,108、第二加强斜撑,109、第一左连接立柱,110、第一右连接立柱,111、左上推力座总成,112、右上推力座总成,113、左下推力座总成,114、右下推力座总成,115、第一上推力座体,116、第二上推力座体,117、第一横向加强连接板,118、第一横向固定连接板,119、第二横向固定连接板,120、纵向加强连接板,121、第一圆弧过渡部,122、第一安装通孔,123、止口,124、左纵向加强连接板,125、中间纵向加强连接板,126、右纵向加强连接板,127、第一下推力座体,128、第二下推力座体,129、第二横向加强连接板,130、第二过渡圆弧部,131、第一纵向固定连接板,132、第二纵向固定连接板,133、上连接板,134、第一连接部,135、第二连接部,136、第二安装通孔,2、左连接纵梁总成,201、钢板冲压件,202、第一加强筋板,203、加强翻边,204、第一轻量化通孔,205、横向稳定杆装配孔,206、用于避让前桥的凹槽,3、右连接纵梁总成,4、中部加强梁总成,401、第一支撑梁,402、第二支撑梁,403、顶部支撑梁,404、左加强板,405、右加强板,406、塞焊圆孔,5、横向推力座总成,501、U型梁,502、横向推力座,503、左加强角,504、右加强角,505、前连接板,506、顶部连接板,507、后连接板,508、下斜切缺口,509、铸件主体,510、安装槽,511、安装通孔,6、左气囊支架总成,601、气囊支架板,602、前立板,603、后立板,604、减震器支架板,605、减震器侧立板,606、气囊管路连接孔,607、第一加强筋部,608、第二加强筋部,609、第三加强筋部,610、方筋板,611、第二轻量化通孔,612、减震器安装孔,613、第一后立板,614、第二后立板,615、第三后立板,616、左斜切缺口,617、左水平连接部,7、右气囊支架总成,8、前悬后截面梁总成,801、第二上横梁,802、第二下横梁,803、第二左立柱,804、第二右立柱,805、第二左斜撑,806、第二右斜撑,807、第三加强斜撑,808、第四加强斜撑,9、客车底架,10、推力座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:
如图1-图19所示的一种客车模块化前悬梁结构,包括从前向后依次设置的前悬前截面梁总成1、连接纵梁总成和前悬后截面梁总成8。所述前悬前截面梁总成1的中段安装有上推力座总成,前悬前截面梁总成1的底部安装有下推力座总成;所述连接纵梁总成包括对称设置的左连接纵梁总成2和右连接纵梁总成3;所述左连接纵梁总成2的左侧安装有左气囊支架总成6;所述右连接纵梁总成3的右侧安装有右气囊支架总成7;所述左连接纵梁总成2的中段上端和所述右连接纵梁总成3的中段上端之间连接有中部加强梁总成4;所述左连接纵梁总成2的中段下端和所述右连接纵梁总成3的中段下端之间连接有横向推力座支架总成5。假设有两辆不同的客车,一辆客车的底架高度为1.2m、另一辆客车的底架高度为1.5m。假设说这两辆客车配备了相同的前悬挂(前桥通过前悬挂连接在前悬梁上),这意味着前悬挂在前悬梁上的安装是完全相同的。但是由于两辆客车底架9的高度不同,一个1.2m,一个1.5m,因此,就需要设计两个前悬梁。本发明将前悬挂安装的这块独立出来做成一个模块化的前悬梁结构,这样虽然客车底架的高度不同,但本发明所述的前悬梁结构这块(也是最复杂的地方)是不变的,变的是上部高度。本发明所述的前悬梁结构能使客车轻量化40Kg以上。
传统的客车气囊支架正上方设置有专门的结构来连接气囊支架,虽然该结构强度高但是也非常的笨重,材料的利用率非常低,且在上部设置连接结构需要较高的高度空间,许多客车由于底架较低而需要设计气囊连接结构导致客车内部在前悬处需要向车内突出一定高度,很不便利也不美观。且减震器支架的连接结构与气囊支架的连接结构独立设置,进一步显现了传统结构的笨重。在客车正常运行状态下,左、右气囊支架总成分别承受来之气囊的向上的力,由于本发明所述的左、右气囊支架总成为悬臂结构,这会产生向内的扭转力矩,由于左右的扭转力矩都向内部,结构内有中部加强梁总成其有足够的强度承担来自两边的扭转力矩。同时从宏观分析左右的扭转力矩有相互抵消的趋势,本发明所述的客车模块化前悬梁结构在正常状态下主要承担向上的作用力,即使长期的运行,结构也不会变形。
如图2所示,所述前悬前截面梁总成1包括自上向下依次设置的第一上横梁101与第一下横梁102、自左向右依次设置在第一上横梁101与第一下横梁102之间的第一左立柱103与第一右立柱104、对称设置在第一上横梁101与第一下横梁102之间的第一左斜撑105与第一右斜撑106、交叉设置在第一左立柱103与第一右立柱104之间的第一加强斜撑107与第二加强斜撑108、设置在第一左斜撑105与第一下横梁102之间的第一左连接立柱109以及设置在第一右斜撑106与第一下横梁102之间的第一右连接立柱110。
所述第一左斜撑105,其上端连接在所述第一上横梁101与所述第一左立柱103左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁102的左端;所述第一右斜撑106,其上端连接在所述第一上横梁101与所述第一右立柱104的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁102的右端;所述第一加强斜撑107,其上端连接在所述第一上横梁101与所述第一左立柱103右侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁102与所述第一右立柱104左侧的连接处上;所述第二加强斜撑108,其上端连接在所述第一上横梁101与所述第一右立柱104左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁102与所述第一左立柱103右侧的连接处上。
具体地说,第一上横梁101作为前悬前截面梁总成1与客车底架9上部的连接接口。第一左立柱103、第一右立柱104的后立面分别与所述左、右连接纵梁总成相连接同时,二者的前立面可作为与客车底架9前部左右纵梁的连接接口。第一下横梁102可作为与客车底架9下层结构的连接接口。所述第一左斜撑105和第一右斜撑106对称设置,二者为前悬前截面梁总成左右两侧的结构加强件。交叉设置的第一加强斜撑107和第二加强斜撑108,作为前悬前截面梁总成的截面内部强化加强件,即第一左立柱103和第一右立柱104的内部强化加强;通过分析左、右气囊支架总成的结构受力可知,由于整个左、右连接纵梁总成均受到较大的两边向内的扭转力矩,因此,与左、右连接纵梁总成连接的第一左立柱103、第一右立柱104的内部强化加强具有必要性。
如图3和图4所示,所述左连接纵梁总成2和右连接纵梁总成3的结构相同,均包括冲压成型的钢板冲压件201以及安装在钢板冲压件201上的若干个第一加强筋板202;所述钢板冲压件201的底部设有用于避让前桥的凹槽206;所述钢板冲压件201的顶部和底部均设有加强翻边203;所述钢板冲压件201上开设有横向稳定杆装配孔205和若干个第一轻量化通孔204。
具体地说,所述左、右连接纵梁总成为左右对称件,二者是前悬纵向连接结构。通过设置用于避让前桥的凹槽206,能够避免前桥跳动时与左、右连接纵梁总成发生干涉。通过在钢板冲压件的顶部和底部分别设置加强翻边,能够增加钢板冲压件的结构强度。所述第一轻量化通孔,用于减轻左、右连接纵梁总成的重量,满足客车轻量化的要求,且若干个第一轻量化通孔的拐角处均为圆角过渡,以避免形状突变导致的应力集中。所述第一加强筋板为两个,分别设置在钢板冲压件的左右两端,且两个第一加强筋板分别位于两个第一轻量化通孔之间,以对结构内部力的传递路线予以加强。传统的连接纵梁为各种矩形管件焊接而成,其重量较大且焊接劳动强度高。本发明采用冲压成型件制作成左、右连接纵梁总成,且有效降低了劳动强度和重量,适宜大批量生产,且在传统结构中要专门设计横向稳定杆支架,用本发明所述的左、右连接纵梁总成就可以省去这个支架。
如图5-图7所示,所述上推力座总成包括对称设置的左上推力座总成111和右上推力座总成112;所述左上推力座总成111的左右两端分别连接在所述第一左连接立柱109与所述第一左立柱103上;所述右推力座总成112的两端分别连接在所述第一右立柱104与所述第一右连接立柱110上。
所述左上推力座总成111和右上推力座总成112的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一上推力座体115与第二上推力座体116、连接在第一上推力座体115与第二上推力座体116之间的第一横向加强连接板117、设置在第一上推力座体115左侧的第一横向固定连接板118、设置在第二上推力座体116右侧的第二横向固定连接板119以及设置在第一上推力座体115与第二上推力座体116前侧的纵向加强连接板120;所述第一上推力座体115和第二上推力座体116对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第一座体以及开设在第一座体中间的第一安装通孔122;所述纵向加强连接板120上开设有与所述第一安装通孔122相连通的通孔;所述第一横向加强连接板117的端部与所述第一座体的中前端相连,且所述第一横向加强连接板117端部的上下两侧分别设有第一圆弧过渡部121;所述第一横向固定连接板118的左端和所述第二横向固定连接板119的右端均开设有止口123;所述纵向加强连接板120包括中间纵向加强连接板125以及折弯连接在中间纵向加强连接板125左右两端的左纵向加强连接板124与右纵向加强连接板126;所述左纵向加强连接板125和右纵向加强连接板126均位于所述中间纵向加强连接板125的后侧。
具体地说,现有的上推力座为方块实心铸件,没有根据骨架的结构特点设计,仅仅是满足推力座连接的功能需求以及自身强度,其与车架的连接还需要通过较为复杂的矩形管搭接结构以保证连接强度,结构笨重。本发明所述的左上推力座总成和右上推力座总成,具有以下几个优点:(1)考虑推力座连接的结构需求,设计第一上推力座体115与第二上推力座体116两个圆柱型结构件,并在第一座体上开设第一安装通孔122。第一安装通孔122的作用有以下两方面:第一,若不采用通孔,而是采用螺纹盲孔,则在螺栓断裂时很难取出断裂的螺栓,就算能取出也费时费力,且时常有客车的推力座因断螺栓无法取出,而要切割更换整个推力座,工作量巨大,因此,本发明所采用的第一安装通孔,能够在螺栓断裂时,十分便利地将断裂螺栓取出更换;第二,相对于螺纹孔而言,第一安装通孔122的定位精度要求相对较低,能够使焊接生产更便捷,且合格品率更高。(2)本发明通过在第一上推力座体和第二上推力座体两个圆柱型结构件设置第一横向加强连接板117,能够对第一上推力座体和第二上推力座体起到加强连接的作用。(3)本发明通过所述第一横向加强连接板117的端部与所述第一座体的中前端相连,即使第一上推力座体和第二上推力座体的后端之间设有空隙,能够保证客车推力座10的安装空间。(4)本发明通过在第一横向加强连接板117端部的上下两侧分别设有第一圆弧过渡部121,是为了避免应力集中导致的连接撕裂。(5)本发明通过在所述第一横向固定连接板118的左端和所述第二横向固定连接板119的右端均开设有止口123,能够保证左、右上推力座总成与前悬前截面梁总成的充分连接。(6)本发明通过设置纵向加强连接板,能够对左上推力座总成和右上推力座总成的结构进行加强,使左上推力座总成和右上推力座总成卡在前悬前截面梁总成的两个立柱上;由于上推力座在客车运行中主要是受制动时的拉力,因此,通过使左上推力座总成和右上推力座总成卡在前悬前截面梁总成的两个立柱上,能够保证左上推力座总成、右上推力座总成与前悬前截面梁总成连接的牢固性和可靠性。由于从受力的角度分析,力在两圆柱结构处最大往两边线性减小,因此,本发明通过将纵向加强连接板120设计为由中间纵向加强连接板125以及折弯连接在中间纵向加强连接板125左右两端的左纵向加强连接板124与右纵向加强连接板126组成,并使所述左纵向加强连接板125和右纵向加强连接板126均位于所述中间纵向加强连接板125的后侧,符合力学原理,同时也是对左上推力座总成和右上推力座总成的轻量化设计。
如图8-图9所示,所述下推力座总成包括对称设置的左下推力座总成113和右下推力座总成114;所述左推力座总成113安装在第一左立柱103与第一下横梁102连接处的下横梁的底部;所述右推力座总成114安装在第一右立柱104与第一下横梁102连接处的下横梁102的底部。
所述左下推力座总成113和右下推力座总成114的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一下推力座体127与第二下推力座体128、连接在所述第一下推力座体127与第二下推力座体128之间的第二横向加强连接板129、连接在所述第一下推力座体127上方的第一纵向固定连接板131、连接在所述第二下推力座体127上方的第二纵向固定连接板132以及设置在第一纵向固定连接板131与第二纵向固定连接板132上方的上连接板133;所述第一下推力座体127和第二下推力座体128对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第二座体以及开设在第二座体中间的第二安装通孔136;所述第二横向加强连接板129的端部与所述第二座体的中前端相连,且所述第二横向加强连接板129端部的上下两侧分别设有第二圆弧过渡部130;所述上连接板133包括第一连接部134和倾斜连接在第一连接部134后端上方的第二连接部135。
具体地说,现有的下推力座总成为方块实心铸件,其没有根据骨架的结构特点设计,仅仅是满足推力座连接的功能需求以及自身强度,其与客车车架的连接还需要通过较为复杂的矩形管搭接结构以保证连接强度,结构笨重。本发明所述的下推力座总成具有以下优点:(1)本发明所述的下推力座总成,考虑推力座连接的结构需求,设计第一下推力座体127与第二下推力座体128两个圆柱型结构件,并在第二座体中间开设第二安装通孔。第二安装通孔128的作用有以下两方面:第一,若不采用通孔,而是采用螺纹盲孔,则在螺栓断裂时很难取出断裂的螺栓,就算能取出也费时费力,且时常有客车的推力座因断螺栓无法取出,而要切割更换整个推力座,工作量巨大,因此,本发明所采用的第二安装通孔,能够在螺栓断裂时,十分便利地将断裂螺栓取出更换;第二,相对于螺纹孔而言,第二安装通孔128的定位精度要求相对较低,能够使焊接生产更便捷,且合格品率更高。(2)通过在第一下推力座体和第二下推力座体之间设置第二横向加强连接板,能够对第一下推力座体和第二下推力座体的连接起到加强作用。(3)通过将第二横向加强连接板129的端部与第二座体的中前端相连,即使第一下推力座体和第二下推力座体的后端之间设有空隙,能够保证客车下推力座的安装空间。(4)通过在第二横向加强连接板端部的上下两侧分别设有第二圆弧过渡部,能够避免应力集中导致的连接撕裂。(5)通过在第一下推力座体和第二下推力座体的上方分别设置第一纵向固定连接板和第二纵向固定连接板,不仅便于将第一下推力座体和第二下推力座体连接到上连接板上,还能够给客车下推力座的安装预留一个既能满足下推力座安装需求又能满足下推力座上下跳动的空间。(6)通过将上连接板设计为弯板,且上连接板的弯弧是根据客车底架的结构设计的,能够保证上连接板与客车底架的充分连接。由于客车底架与上连接板连接处的斜梁较窄,因此,为了提高上连接板的连接强度,本发明在上连接板的两端设有切角,该切角能够保证上连接板的顶端与客车底架上的斜梁充分连接,且连接处结构线性过渡,避免应力集中,同时也实现了下推力座总成的轻量化。
如图10所示,所述中部加强梁总成包括X型支撑梁、安装在X型支撑梁顶部的顶部支撑梁以及对称设置在顶部支撑梁403左右两端的左加强板404与右加强板405;所述X型支撑梁包括交叉设置的第一支撑梁401和第二支撑梁402;所述左加强板404和右加强板405的结构相同,均报三角形的加强板主体以及开设在加强板主体上的若干塞焊圆孔406。本发明所述的中部加强梁总成与横向推力座支架总成一起组成了一个封闭环,提高客车前悬梁结构的结构强度和稳定性。其中两加强板(左加强板与右加强板)根据连接需求设计成整体呈三角形,其上开有塞焊圆孔,以保证连接强度。
如图11-图13所示,所述横向推力座支架总成包括U型梁501、嵌入安装在所述U型梁501内左端的横向推力座502以及安装在所述U型梁501顶部左右两端的左加强角503与右加强角504;所述U型梁501开口向下,且该U型梁501包括顶部连接板506以及对称设置在顶部连接板506前后两端的前连接板505和后连接板507;所述前连接板505和所述后连接板507的下端均设有下斜切缺口508;所述横向推力座502为开口向下的U型铸件,且该U型铸件包括铸件主体509、开设在铸件主体509中段下端的安装槽510以及开设在铸件主体509上的安装通孔511;所述左加强角503和右加强角504对称设置,且二者结构相同,均包括对称设置的两个直角三角形状的加强板以及连接在两个加强板之间的中间连接板。
具体地说,本发明所述的横向推力座支架总成具有以下优点:(1)横向推力座为U形铸件,通过在铸件主体中段的下端设置安装槽,是为了给推力座的安装留有空间。(2)铸件主体上的安装通孔具有以下作用:第一,若不采用通孔,而是采用螺纹盲孔,则在螺栓断裂时很难取出断裂的螺栓,就算能取出也费时费力,且时常有客车的推力座因断螺栓无法取出,而要切割更换整个推力座,工作量巨大,因此,本发明所采用的安装通孔,能够在螺栓断裂时,十分便利地将断裂螺栓取出更换;第二,相对于螺纹孔而言,安装通孔的定位精度要求相对较低,能够使焊接生产更便捷,且合格品率更高。(3)推力座通过U型梁与客车底架相连,且通过前连接板505和所述后连接板507的下端均设有下斜切缺口,既能够符合力学原理,又可以节省材料,满足客车轻量化的要求。(4)通过在U型梁顶部左右两端设置左加强角503与右加强角504,能够进一步加强横向推力座支架总成与客车车架的连接强度。本发明所采用的横向推力座支架总成不仅是一个功能件,还起到对客车车架连接纵梁横向加强的作用,能够将材料的性能发挥到极致。
如图14-图17所示,所述左气囊支架总成6和右气囊支架总成7对称设置,且二者的结构相同,均包括气囊支架板601、分别连接在所述气囊支架板601前后两端的前立板602与后立板603、安装在所述后立板603后侧的减震器支架板604以及连接在所述后立板603与所述减震器支架板604之间的减震器侧立板605;所述气囊支架板601上开设有气囊管路连接孔606;所述减震器支架板604上开设有减震器安装孔612;所述前立板602和后立板603上均开设有若干个第二轻量化通孔611。
所述后立板603呈Z字型,包括依次折弯相连的第一后立板613、第二后立板614和第三后立板615;且所述第一后立板613和第三后立板615分别位于所述第二后立板614的前后两端;所述减震器侧立板605的前侧面连接在所述第二后立板614的后侧面;所述左气囊支架总成6的减震器侧立板的右侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的左侧面上;所述右气囊支架总成的减震器侧立面的左侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的右侧面上。
所述气囊支架板601的顶部设有若干个第二加强筋板;所述气囊支架板601的底部设有方筋板610;所述第二加强筋板包括在所述气囊支架板601顶部呈三叉星形分布的第一加强筋部607、第二加强筋部608和第三加强筋部609;所述方筋板610位于所述第二加强筋部608的下方。
所述左气囊支架总成6的前立板和后立板的左端均设有左斜切缺口616,且该前立板和后立板在所述左斜切缺口的右端的底部均设有左水平连接部617。所述右气囊支架总成7的前立板和后立板的右端均设有右斜切缺口,且该前立板和后立板在所述右斜切缺口的左端的底部设有右水平连接部。
具体地说,以左气囊支架总成为例,该支架总成为一个多功能集成支架,集成了气囊安装和减震器安装两个功能,将材料的性能最大化的利用和发挥,轻量化效果显著。本发明所述的左气囊支架总成具有以下优点:(1)前立板和后立板上开有轻量化圆孔,且二者的左端均设有左斜切缺口,这样在满足轻量化的同时,也符合力学原理;同时,在前立板和后立板的底部设有左水平连接部,是为了能卡入到左连接纵梁总成内。(2)后立板做成Z字型,是为了留一定的空间焊接减震器支架,并为减震器装配预留空间。(3)所述减震器侧立板,用于加强减震器支架板的连接。(4)气囊支架板顶部的三个加强筋部是对气囊支架板上部结构的进一步加强。通过使方筋板位于第二加强筋部的下方,能使方筋板和第二加强筋部对应成一个整体的竖直加强结构,对左连接纵梁总成的中部结构进行加强。(5)整个左气囊支架总成从后端看都是平齐的,是为了能与前悬连接纵梁总成充分配合连接,同时其后的三个竖直面还能对前悬连接纵梁总成起到竖向加强作用。
如图18所示,所述前悬后截面梁总成8包括自上向下依次设置的第二上横梁801与第二下横梁802、自左向右依次设置在第二上横梁801与第二下横梁802之间的第二左立柱803与第二右立柱804、对称设置在第二上横梁801与第二下横梁802之间的第二左斜撑805与第二右斜撑806以及交叉设置在第二左立柱803与第二右立柱804之间的第三加强斜撑807与第四加强斜撑808。
所述第二左斜撑805,其上端连接在所述第二上横梁801与所述第二左立柱803左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁802的左端;所述第二右斜撑806,其上端连接在所述第二上横梁801与所述第二右立柱804的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁802的右端;所述第三加强斜撑807,其上端连接在所述第二上横梁801与所述第二左立柱803右侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁802与所述第二右立柱804左侧的连接处上;所述第四加强斜撑808,其上端连接在所述第二上横梁801与所述第二右立柱804左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁802与所述第二左立柱803右侧的连接处上。
具体地说,第二上横梁可作为前悬后截面梁总成与客车底架9上部连接的接口,第二左、右立柱的前立面分别与左、右连接纵梁总成相连接,同时其后立面可作为前悬后截面梁总成与客车底架9后部左右纵梁的连接接口。第二下横梁可作为前悬后截面梁总成与客车底架9下层结构的连接接口。左右对称设置的第二左斜撑和第二右斜撑,分别为前悬后截面梁总成左右两侧的结构加强件。交叉设置的第三加强斜撑和第四加强斜撑,作为前悬后截面梁总成内部的强化加强件。根据气囊支架总成的结构受力可知,整个左、右连接纵梁总成均受到较大的两边向内的扭转力矩,所以与左、右连接纵梁总成的第二左立柱、第二右立柱的内部结构加强极其具有必要性,本发明通过第三加强斜撑和第四加强斜撑对第二左立柱、第二右立柱的内部结构进行加强。此外,本发明所采用的前悬后截面梁总成与前悬前截面梁总成的结构基本相同,只是少了几个推力座和小立柱,因此,前悬前截面梁总成和前悬后截面连总成的焊接还可以共用工装,降低了制造成本。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:包括从前向后依次设置的前悬前截面梁总成、连接纵梁总成和前悬后截面梁总成;所述前悬前截面梁总成的中段安装有上推力座总成,前悬前截面梁总成的底部安装有下推力座总成;所述连接纵梁总成包括对称设置的左连接纵梁总成和右连接纵梁总成;所述左连接纵梁总成的左侧安装有左气囊支架总成;所述右连接纵梁总成的右侧安装有右气囊支架总成;所述左连接纵梁总成的中段上端和所述右连接纵梁总成的中段上端之间连接有中部加强梁总成;所述左连接纵梁总成的中段下端和所述右连接纵梁总成的中段下端之间连接有横向推力座支架总成。
2.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述前悬前截面梁总成包括自上向下依次设置的第一上横梁与第一下横梁、自左向右依次设置在第一上横梁与第一下横梁之间的第一左立柱与第一右立柱、对称设置在第一上横梁与第一下横梁之间的第一左斜撑与第一右斜撑、交叉设置在第一左立柱与第一右立柱之间的第一加强斜撑与第二加强斜撑、设置在第一左斜撑与第一下横梁之间的第一左连接立柱以及设置在第一右斜撑与第一下横梁之间的第一右连接立柱;
所述第一左斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一左立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁的左端;所述第一右斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一右立柱的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁的右端;所述第一加强斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一左立柱右侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁与所述第一右立柱左侧的连接处上;所述第二加强斜撑,其上端连接在所述第一上横梁与所述第一右立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第一下横梁与所述第一左立柱右侧的连接处上。
3.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述左连接纵梁总成和右连接纵梁总成的结构相同,均包括冲压成型的钢板冲压件以及安装在钢板冲压件上的若干个第一加强筋板;所述钢板冲压件的底部设有用于避让前桥的凹槽;所述钢板冲压件的顶部和底部均设有加强翻边;所述钢板冲压件上开设有横向稳定杆装配孔和若干个第一轻量化通孔。
4.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述左气囊支架总成和右气囊支架总成对称设置,且二者的结构相同,均包括气囊支架板、分别连接在所述气囊支架板前后两端的前立板与后立板、安装在所述后立板后侧的减震器支架板以及连接在所述后立板与所述减震器支架板之间的减震器侧立板;所述气囊支架板上开设有气囊管路连接孔;所述减震器支架板上开设有减震器安装孔;所述前立板和后立板上均开设有若干个第二轻量化通孔;
所述后立板包括依次折弯相连的第一后立板、第二后立板和第三后立板;且所述第一后立板和第三后立板分别位于所述第二后立板的前后两端;所述减震器侧立板的前侧面连接在所述第二后立板的后侧面;所述左气囊支架总成的减震器侧立板的右侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的左侧面上;所述右气囊支架总成的减震器侧立面的左侧面连接在左气囊支架总成的减震器支架板的右侧面上;
所述气囊支架板的顶部设有若干个第二加强筋板;所述气囊支架板的底部设有方筋板;所述第二加强筋板包括在所述气囊支架板顶部呈三叉星形分布的第一加强筋部、第二加强筋部和第三加强筋部;所述方筋板位于所述第二加强筋部的下方;
所述左气囊支架总成的前立板和后立板的左端均设有左斜切缺口,且该前立板和后立板在所述左斜切缺口的右端的底部均设有左水平连接部;所述右气囊支架总成的前立板和后立板的右端均设有右斜切缺口,且该前立板和后立板在所述右斜切缺口的左端的底部设有右水平连接部。
5.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述中部加强梁总成包括X型支撑梁、安装在X型支撑梁顶部的顶部支撑梁以及对称设置在顶部支撑梁左右两端的左加强板与右加强板;所述X型支撑梁包括交叉设置的第一支撑梁和第二支撑梁;所述左加强板和右加强板的结构相同,均报三角形的加强板主体以及开设在加强板主体上的若干塞焊圆孔。
6.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述横向推力座支架总成包括U型梁、嵌入安装在所述U型梁内左端的横向推力座以及安装在所述U型梁顶部左右两端的左加强角与右加强角;所述U型梁开口向下,且该U型梁包括顶部连接板以及对称设置在顶部连接板前后两端的前连接板和后连接板;所述前连接板和所述后连接板的下端均设有下斜切缺口;所述横向推力座为开口向下的U型铸件,且该U型铸件包括铸件主体、开设在铸件主体中段下端的安装槽以及开设在铸件主体上的安装通孔;所述左加强角和右加强角对称设置,且二者结构相同,均包括对称设置的两个直角三角形状的加强板以及连接在两个加强板之间的中间连接板。
7.根据权利要求1所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述前悬后截面梁总成包括自上向下依次设置的第二上横梁与第二下横梁、自左向右依次设置在第二上横梁与第二下横梁之间的第二左立柱与第二右立柱、对称设置在第二上横梁与第二下横梁之间的第二左斜撑与第二右斜撑以及交叉设置在第二左立柱与第二右立柱之间的第三加强斜撑与第四加强斜撑;
所述第二左斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二左立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁的左端;所述第二右斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二右立柱的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁的右端;所述第三加强斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二左立柱右侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁与所述第二右立柱左侧的连接处上;所述第四加强斜撑,其上端连接在所述第二上横梁与所述第二右立柱左侧的连接处上,其下端连接在所述第二下横梁与所述第二左立柱右侧的连接处上。
8.根据权利要求2所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述上推力座总成包括对称设置的左上推力座总成和右上推力座总成;所述左上推力座总成的左右两端分别连接在所述第一左连接立柱与所述第一左立柱上;所述右推力座总成的两端分别连接在所述第一右立柱与所述第一右连接立柱上;
所述左上推力座总成和右上推力座总成的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一上推力座体与第二上推力座体、连接在第一上推力座体与第二上推力座体之间的第一横向加强连接板、设置在第一上推力座体左侧的第一横向固定连接板、设置在第二上推力座体右侧的第二横向固定连接板以及设置在第一上推力座体与第二上推力座体前侧的纵向加强连接板;所述第一上推力座体和第二上推力座体对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第一座体以及开设在第一座体中间的第一安装通孔;所述纵向加强连接板上开设有与所述第一安装通孔相连通的通孔;所述第一横向加强连接板的端部与所述第一座体的中前端相连,且所述第一横向加强连接板端部的上下两侧分别设有第一圆弧过渡部;所述第一横向固定连接板的左端和所述第二横向固定连接板的右端均开设有止口;所述纵向加强连接板包括中间纵向加强连接板以及折弯连接在中间纵向加强连接板左右两端的左纵向加强连接板与右纵向加强连接板;所述左纵向加强连接板和右纵向加强连接板均位于所述中间纵向加强连接板的后侧。
9.根据权利要求2所述的一种客车模块化前悬梁结构,其特征在于:所述下推力座总成包括对称设置的左下推力座总成和右下推力座总成;所述左推力座总成安装在第一左立柱与第一下横梁连接处的下横梁的底部;所述右推力座总成安装在第一右立柱与第一下横梁连接处的下横梁的底部;
所述左下推力座总成和右下推力座总成的结构相同,均包括从左向右依次设置的第一下推力座体与第二下推力座体、连接在所述第一下推力座体与第二下推力座体之间的第二横向加强连接板、连接在所述第一下推力座体上方的第一纵向固定连接板、连接在所述第二下推力座体上方的第二纵向固定连接板以及设置在第一纵向固定连接板与第二纵向固定连接板上方的上连接板;所述第一下推力座体和第二下推力座体对称设置,且二者结构相同,均包括圆柱形的第二座体以及开设在第二座体中间的第二安装通孔;所述第二横向加强连接板的端部与所述第二座体的中前端相连,且所述第二横向加强连接板端部的上下两侧分别设有第二圆弧过渡部;所述上连接板包括第一连接部和倾斜连接在第一连接部后端上方的第二连接部。
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