CN109383541A - 一种铁路机车用的轻量化后端墙结构 - Google Patents

一种铁路机车用的轻量化后端墙结构 Download PDF

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李德伟
安转青
郭祥
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    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06—End walls

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Abstract

本发明专利涉及一种铁路机车用的轻量化后端墙结构。该后端墙结构位于机车车体的后部，与其他钢结构部分组成完整的车体钢结构，是机车车体钢结构重要的组成部分之一。该后端墙结构用于快速客运电力机车上，根据机车整体的轴重要求，在后端墙设计时，满足后端墙结构强度、刚度和功能性的前提下对后端墙进行了轻量化设计。该后端墙结构的材料采用低合金高强度结构钢，由外形框架、内框架、蒙皮及加强筋四部分焊接组成，可以满足内风挡、外风挡、后端门、重联插座、标志灯灯设备的安装。该轻量化后端墙结构，不仅在重量上满足机车轴重的要求，还具有良好的强度、刚度和功能性，可以在轻量化机车设计时大量的应用。

Description

一种铁路机车用的轻量化后端墙结构
技术领域
本发明专利涉及铁路机车用的后端墙结构，尤其是指一种适用于快速客运电力机车的轻量化车体结构中，用于组成完整的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构。
背景技术
随着我国铁路运输事业的快速发展，快速客运电力机车的需求日益增加，而快速客运电力机车的轴重要求一般在18吨以内，这对电力机车的整体重量提出了较高的要求。为了实现整个电力机车的轴重分配，车体钢结构需进行轻量化设计，而后端墙结构作为车体钢结构的一个重要部分，必须对车体后端墙结构进行轻量化设计，从而降低整个车体钢结构的重量来满足整车轴重的要求。
后端墙结构是车体钢结构的重要组成部分，是组成完成车体钢结构必不可少的一个部分。后端墙结构不仅要具有足够的强度和刚度来满足机车整体的安全性，其本身还要具有后端门、风挡、重联插座等设备的安装的功能性要求。传统电力机车的后端墙由于不用考虑重量问题，且后端墙上不用安装外风挡，可采用厚钢板材料及框架模块等结构就可完成后端墙的设计，而快速客运电力机车的后端墙由于有轴重限制要求，必须对其进行轻量化结构设计，且由于快速客运电力机车要安装外风挡，对后端墙的结构设计提出了更高的要求。
本发明分析传统后端墙结构的特点，发明了轻量化后端墙结构，不仅具有足够强度和刚度，还同时满足了内、外风挡等设备的安装强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，该结构可应用于快速客运电力机车上，在轻量化设计的同时具有足够的强度和刚度，并可满足后端门、内风挡、外风挡、重联插座、标志灯等设备的安装。
为实现上述目标，该结构采用低合金高强度薄钢板焊接而成，其主要由外框架、内框架、蒙皮和局部加强筋组成。
外形框架由几段角钢拼接而成，其形状按照机车车体横向断面外形设计，一方面起到支撑整个后端墙轮廓的作用，另一方面其强度可以满足外风挡安装要求。
内框架由左立柱、右立柱、上排水槽组成，一方面起到支撑整个后端墙刚度和强度的作用，另一方面其强度可以满足后端门、内风挡的安装要求。
蒙皮是一整块薄钢板，其形状与机车车体横向断面的形状相同，焊接在外形框架和内框架上，同内、外框架组成一个完整的轻量化后端墙结构，蒙皮可以根据后端门、重联插座及标志灯的位置分布要求，切割相应的孔洞。
局部加强筋主要由角钢或法兰板组成，其主要分布在外框架结构和外框架结构中间，将内、外框架连接在一起，加强了整个后端墙的强度和刚度。另外由于后端墙还有重联插座及标志灯的安装要求，在重联插座和标志灯安装区域焊接相应形状的法兰板，起到局部加强后端墙的作用。
附图说明
图1为本发明涉及的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构的正面结构示意图。
图2为本发明涉及的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构的背面结构示意图。
图3为本发明涉及的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构的外框架结构示意图。
图4为本发明涉及的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构的内框架结构示意图。
附图标记
1-外框架结构；2-内框架结构；3-局部加强筋及加强法兰；
4-蒙皮；
5-上排水槽；6-左立柱；7-右立柱；
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，轻量化后端墙主要由外框架结构、内框架结构、蒙皮、局部加强筋及加强法兰组成，其中蒙皮材料为1.5～2mm厚的一整块薄钢板，外形与机车横向断面相同，在局部位置根据重联插座和标志灯的位置切割孔洞。其它框架及加强筋材料全部为2～4mm的钢板或角钢。加强筋全部为3mm厚的角钢，通过电焊形式将内框架、外框架及蒙皮连接在一起，提高后端墙的整体强度和刚度。而加强法兰则采用2mm厚的钢板，根据重联插座及标志灯的位置，在蒙皮切割的孔洞处对后端墙进行局部加强，以满足设备安装的强度要求。
如图3所示外框架结构由几段角钢拼接完成，其形状可根据机车的横向断面进行调整，角钢材料的厚度为3～4mm，可大量减轻后端墙的总重量。
如图4所示内框架结构由左、右立柱和上排水槽组成，其中左、右立柱的截面形状为矩形，可用矩形钢管或角钢或钢板拼接而成，而上排水槽为不规则形状，主要采用3～4mm厚的钢板焊接而成。其中左、右立柱之间的间距可根据后端门的宽度进行布置，而上排水槽的高度则根据机车顶盖的安装高度进行布置。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，并非用以限定本发明型专利的范围，即大凡依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等同变化和修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，其特征在于，该后端墙结构，位于机车车体的后部，主要由外形框架结构、内框架结构、蒙皮和局部加强筋组成，不仅在重量上满足机车轴重的要求，还具有良好的强度、刚度和功能性，可以在轻量化机车设计时大量的应用。
2.根据权利要求1所述的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，其特征在于，所述外框架结构由几段角钢拼接而成，在满足支撑整个后端墙轮廓的基础上还可以满足外风挡的安装。
3.根据权利要求1所述的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，其特征在于，所述内框架由左立柱、右立柱、上排水槽，在满足支撑后端墙中部强度和刚度的基础上还可以满足后端门和内风挡的安装。
4.根据权利要求1所述的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，其特征在于，所述蒙皮是一整块薄钢板，其形状与机车车体横向断面的形状相同，焊接在外形框架和内框架上，同内、外框架组成一个完整的轻量化后端墙结构。
5.根据权利要求1所述的一种铁路机车用的轻量化后端墙结构，其特征在于，所述局部加强筋主要由角钢或法兰板组成，其主要作用是加强整个后端墙的强度与刚度，并满足各个设备安装的强度。
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