CN110304091B - 一种轨道车辆及其底架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆及其底架结构，包括：平行且相对布置的底架边梁、地板、位于一端的端梁以及第一枕梁和第二枕梁，还包括：底架边梁中间部位上部具有中间门洞，下部具有用于安装移动踏板的安装腔；楼梯加强装置包括：布置在中间门洞两侧的横梁，横梁均用于连接相对布置的两个底架边梁，上部与地板插接连接；短纵梁连接两侧的横梁；长纵梁连接第一枕梁和对应侧的横梁，第一枕梁到对应侧的横梁的距离不大于第二枕梁到对应侧的横梁的距离。由于长纵梁、横梁和短纵梁对力的传递，提高了中间门洞区域底架边梁的承载能力，特别是抗纵向冲击力，以满足车辆发生意外撞车时的碰撞要求。解决了中部设置车门和楼梯后底架结构强度和刚度不足的问题。

Description

一种轨道车辆及其底架结构

技术领域

本发明涉及轨道车辆的技术领域，特别涉及一种轨道车辆及其底架结构。

背景技术

随着社会的发展，人们对轨道车辆的安全性要求越来越高。

由于列车跨铁路区间运行，不同地区站台面高度不一致，为方便乘客上下车，需要通过改变车辆设计来适应不同高度的站台。为适应不同高度的站台，在车门区域，需设置多级楼梯结构，楼梯结构造成底架边梁接近打断，边梁强度急剧下降，又是应力突变点，特别是对于碰撞，通过边梁传递的力很大，由于边梁断面骤减，且处于门洞区域，多种不利因素叠加，底架的强度和刚度较差，为降低门洞对车体结构强度和刚度的影响，车门一般设置在车辆端部。为了方便乘客上下车，减小乘客移动距离，因此，将车门和楼梯设置在车辆中部，但是，这会进一步降低车体强度和刚度，较难满足EN 15227标准的碰撞要求。

因此，如何提供一种轨道车辆的底架结构，以提高底架的强度和刚度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道车辆的底架结构，以提高底架的强度和刚度。本发明的另一目的在于提供一种具有上述底架结构的轨道车辆。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轨道车辆的底架结构，包括：平行且相对布置的底架边梁、地板、位于一端的端梁以及第一枕梁和第二枕梁，其还包括：

所述底架边梁中间部位上部具有中间门洞，所述底架边梁下部具有用于安装移动踏板的安装腔；

楼梯加强装置，所述楼梯加强装置包括：布置在所述中间门洞两侧的横梁，所述横梁均用于连接相对布置的两个所述底架边梁，所述横梁的上部与所述地板插接连接；短纵梁，所述短纵梁连接两侧的所述横梁；长纵梁，所述长纵梁连接所述第一枕梁和对应侧的所述横梁，且所述第一枕梁到所述第一枕梁对应侧的所述横梁的距离不大于所述第二枕梁到所述第二枕梁对应侧的所述横梁的距离，

所述地板位于所述短纵梁和所述长纵梁的上表面。

优选的，上述的底架结构中，所述楼梯加强装置还包括：斜撑梁，所述斜撑梁为V字型梁，且所述斜撑梁的中间端部连接远离所述第一枕梁的所述横梁，所述斜撑梁的两端分别连接所述底架边梁。

优选的，上述的底架结构中，所述楼梯加强装置还包括：Z字型梁，所述Z字型梁两端分别连接对应侧的所述横梁，所述Z字型梁上侧与所述地板插接，所述Z字型梁下侧与所述底架边梁搭接形成台阶，所述Z字型梁下侧具有与所述安装腔配合用于安装所述移动踏板的安装槽。

优选的，上述的底架结构中，所述横梁与所述Z字型梁通过圆弧筋板连接。

优选的，上述的底架结构中，所述短纵梁的轴线和所述长纵梁的轴线共线，且均垂直于所述横梁。

优选的，上述的底架结构中，所述长纵梁内部具有供冷却气流通的通道，所述长纵梁具有与内部所述通道连通的进风口和出风口。

优选的，上述的底架结构中，靠近所述第一枕梁的缓冲梁具有供冷却气流通的流通通道，所述第一枕梁具有连通所述长纵梁的通道与所述缓冲梁的流通通道的管道。

优选的，上述的底架结构中，所述长纵梁为两个，其中一个长纵梁的进风口与牵引风机连通，出风口与另一个所述长纵梁的进风口连通；或，所述长纵梁为两个，所述长纵梁的进风口与牵引风机一一对应。

优选的，上述的底架结构中，所述长纵梁与所述牵引风机通过进风盒连通，所述进风盒与所述地板密封成连接通道。

优选的，上述的底架结构中，所述底架边梁在靠近所述端梁的一端的上部具有端部门洞，所述端梁远离所述端部门洞的一侧处设置有防爬器。

优选的，上述的底架结构中，所述端梁包括：

上端梁，所述上端梁一端与所述底架边梁相连，另一端与牵引梁相连；

下端梁，所述下端梁连接两个所述上端梁；

端板，所述上端梁和所述端板相对布置并通过所述端部门洞的Z字型台阶梁连接，所述端板的侧面连接所述底架边梁和所述牵引梁。

优选的，上述的底架结构中，所述上端梁的断面为双层型腔结构，所述上端梁的上端通过带焊接垫板接头与所述地板相连，所述上端梁的下端通过对接接头与所述下端梁相连，所述上端梁的中间与所述Z字型台阶梁连接，所述防爬器与所述Z字型台阶梁相对。

一种轨道车辆，包括底架结构，其中，所述底架结构为上述任一项所述的底架结构。

由以上技术方案可以看出，本发明所公开的一种轨道车辆的底架结构，其中两个横梁用于连接相对布置的两个底架边梁，即通过横梁连接底架边梁的断面处；而短纵梁连接两侧的横梁，以形成目字型框架结构；地板与横梁插接，以使地板和横梁连接成一体，增加目字型框架结构承载能力；上述的长纵梁连接第一枕梁与对应侧的横梁，以将车钩承载的纵向力通过缓冲梁传递给第一枕梁，第一枕梁再传递给底架边梁和长纵梁后继续传递给横梁和短纵梁。由于长纵梁和横梁以及短纵梁对力的传递，极大的缓解了中间门洞区域底架边梁的传力问题，从而提高了中间门洞区域底架边梁的承载能力，特别是抗纵向冲击力，以满足车辆发生意外撞车时的碰撞要求。解决了中部设置车门和楼梯后底架结构强度和刚度不足的问题。

此外，本发明还公开了一种具有上述底架结构的轨道车辆，也具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中公开的轨道车辆的底架结构的结构示意图；

图2为本发明实施例中公开的楼梯加强装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中公开的冷却气流穿枕梁的结构示意图；

图4为本发明实施例中公开的防爬器安装结构A向的结构示意图；

图5为本发明实施例中公开的上端梁型材断面的结构示意图；

图6为本发明实施例中公开的牵引风机安装的一种结构仰视的示意图；

图7为本发明实施例中公开的牵引风机安装的另一种结构仰视的示意图。

具体实施方式

有鉴于此，本发明的核心在于提供一种轨道车辆的底架结构，以提高底架的强度和刚度。本发明的另一核心在于提供了一种具有上述底架结构的轨道车辆。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图7所示，本发明公开了一种轨道车辆的底架结构，其包括底架边梁2、地板4和位于一端的端梁5，此处的底架结构为高铁或动车组的中间车厢或头车车厢的底架结构，具体的，该底架结构包括平行且相对布置的底架边梁2，底架边梁2的一端具有端梁5，重点在于，还包括：在底架边梁2中间部位上部的中间门洞，本申请中的中间部位为车厢端部以外的位置，可根据实际需要选定，并在底架边梁2下部设置有用于安装移动踏板的安装腔。由于在底架边梁2的中间部分增加了中间门洞，导致底架边梁2出现了断面，而使底架边梁2强度和刚度都较弱，不能满足标准要求，鉴于此，本申请中的底架结构还包括楼梯加强装置3。本申请中的底架边梁2为矩形或其它形状型腔结构。

如图2所示，上述的楼梯加强装置3包括：横梁23、短纵梁22和长纵梁21。具体的，横梁23为两个并且分布在中间门洞的两侧，两个横梁23均用于连接相对布置的两个底架边梁2，即通过横梁23连接底架边梁2的断面处；短纵梁22连接两侧的横梁23，以形成目字型框架结构；上述的横梁23采用日字型断面，在横梁23上部加工型腔结构，地板4插入该型腔，具体的，可为插槽，以使地板4和横梁23连接成一体，以增加目字型框架结构承载能力；上述的长纵梁21连接第一枕梁12与对应侧的横梁23，并且第一枕梁12与第一枕梁12对应侧的横梁23的距离不大于第二枕梁与第二枕梁对应侧的横梁23的距离，即长纵梁21连接距离其最近的枕梁与其对应侧的横梁，当两个枕梁与横梁的距离相等时，则可任选其一，在实际中，第一枕梁12的位置远离端部门洞的位置。上述设置可以将车钩承载的纵向力通过缓冲梁11传递给第一枕梁12，第一枕梁12再传递给底架边梁2和长纵梁21后继续传递给横梁23和短纵梁22，力经斜撑梁24后传递给底架边梁2。

由于长纵梁21和横梁23以及短纵梁22对力的传递，极大的缓解了中间门洞区域底架边梁2的传力，从而提高了中间门洞区域底架边梁2的承载能力，特别是抗纵向冲击力，以满足车辆发生意外撞车时的碰撞要求。

进一步的实施例中，该楼梯加强装置2还包括斜撑梁，该斜撑梁24为V字型梁，而且该斜撑梁24的中间部分连接远离第一枕梁12的横梁23，而斜撑梁24的两端分别连接对应侧的底架边梁2。斜撑梁24、远离第一枕梁12的横梁23和底架边梁2形成稳定的三角形结构，可在缓冲梁11传递的力经短纵梁22后传递给斜撑梁24并传递给中间门洞之后的完整底架边梁2。三角形结构更为稳定，更能提高中间门洞区域底架边梁2的承载能力。对于斜撑梁24的角度可根据不同的需要进行设置，且均在保护范围内。

此外，楼梯加强装置3还包括Z字型梁25，该Z字型梁25两端分别连接对应侧的横梁23，并且Z字型梁25上侧与地板4插接，Z字型梁25下侧与底架边梁2搭接形成台阶，Z字型梁25下侧具有与安装腔配合用于安装移动踏板机构的安装槽。本申请中的Z字型梁25与底架边梁2通过搭接连接，形成多级台阶，方便不同高度站台的乘客上下车。Z字型梁25下部设置有多条C型槽25a，此处的C型槽25a即为上述的安装槽，以用于移动踏板机构的安装，根据不同站台的高度，可相应的选择不同的踏板以进行连接。

为了保证横梁23与Z字型梁25连接的稳定，本申请中的Z字型梁25与横梁23通过圆弧筋板26连接。通过圆弧筋板26进一步缓解横梁23与Z字型梁25连接处的应力，提高承载能力。在底架边梁2的中间部分加工的中间门洞的边缘通过圆弧过渡，以缓减应力集中的问题。

在实际中，底架结构的端部具有端部结构1，该端部结构包括枕梁12、牵引梁13等结构。

上述的短纵梁22和长纵梁21的轴线共线，并且均垂直于横梁23。通过优化力流路径，长纵梁21与短纵梁22和缓冲梁11对齐，即三者在一条直线上，然后再通过斜撑梁24连接远离第一枕梁12的横梁23和底架边梁2，以形成一个稳定三角形结构。将三者在一条直线上设置，可减少纵向力传递的损失。

本申请中公开的长纵梁21内部具有供冷却气流通的通道，而长纵梁21具有与内部通道连通的进风口，长纵梁21具有多个与内部通道连通的出风口。利用长纵梁21作为冷却气流的通道，将通风功能与结构承载合二为一，节省了牵引风道布置空间，降低了客室内噪声，提高了车辆乘坐舒适性。对于长纵梁21内部的通道的流通方向以及布置方式可根据不同的需要进行设置，优选的，可将长纵梁21内部设置为中空的，或者设置有隔板27，以对冷却气进行导向，对于隔板27的位置在此不做详细限定。

优选的实施例中，上述的靠近第一枕梁12的缓冲梁11具有供冷却气流通的流通通道，而枕梁12具有连通长纵梁21的通道与缓冲梁11的流通通道的管路。在缓冲梁11与长纵梁21对着的枕梁12区域，焊接一根封闭管材121，通过将长纵梁21和缓冲梁11连通，将气流从长纵梁21导入缓冲梁11，很好的解决了由于车体宽度较窄，无牵引风道布置空间的难题。由于转向架的电机处于枕梁12的两侧，所以结合上面冷却气的流通一个电机通过长纵梁21可进行冷却，另一个电机可将冷却气通过穿过枕梁12进行冷却。对于枕梁12上可为通孔形成的管道。在实际中也可采用管道穿过枕梁12。

本申请中的长纵梁21为两个，其中一个长纵梁21的进风口与牵引风机101连通，而与牵引风机101连通的长纵梁21的出风口与另一个长纵梁21的进风口连通，如此设置，冷却气通过牵引风机101流入长纵梁21后，通过连接的U型板通道8分流，进入另一个长纵梁21，从而实现一台牵引风机101给两个长纵梁21的电机冷却，减少了牵引风机101的数量，降低了制造成本。在实际中，还可将长纵梁21设置为两个，并且长纵梁21的进风口与牵引风机101一一对应，具体的，每个长纵梁21具有一个进风口，每个进风口与一个牵引风机101连通，实现对长纵梁21附近的转向架电机的单独冷却。

在长纵梁21侧面开进风口，旁边焊接进风盒28，进风盒28采用U型板材，与长地板4形成一个封闭的腔体，在长纵梁21的表面开孔，焊接出风法兰29，为使气流按照预定路径流动，在进风口旁边设置隔板27。对于长纵梁21与进风盒28的连通，还可通过管路连通。

工作时，牵引风机101产生冷却气流，气流沿着进风盒28进入长纵梁21，再从出风法兰29进入软风道102，最后流向转向架的电机，从而实现对转向架的电机的冷却。

优选的实施例中，底架边梁2在靠近端梁5的一端的上部具有端部门洞，而端梁5远离端部门洞的一侧处设置有防爬器100。通过设置防爬器100可提高车辆的安全性。优选的，每节车厢均设置了防爬器100，以进一步提高该轨道车辆的安全性。

具体的，如图4所示，上述的端梁5包括：上端梁51和下端梁52以及端板7，其中，上端梁51一端与底架边梁2相连，另一端与牵引梁13相连，而上述的下端梁52连接两个上端梁51，以形成一个整体。在实际中，上端梁51和下端梁52可为可拆卸连接或者为一体结构，且均在保护范围内。

具体的，上端梁51与牵引梁13通过角撑6连接，在实际中，也可通过其他连接件连接。上述的端板7与上端梁51相对，并分布布置在端部门洞的Z字型台阶梁连接，上述的端板7的侧面连接底架边梁2和牵引梁13，上述连接方式，可使上端梁51、下端梁52、牵引梁13和底架边梁2以及端板7形成一个箱体结构，即形成一个门洞结构，用于安装Z字型台阶梁。由于端部门洞在每节车厢上都有，因此，在实际中，每节车厢的端部门洞处的结构均与上述结构相同。

更进一步的实施例中，上述的上端梁51的断面为双层型腔结构，以增大型材抗压缩、抗垂向及抗扭转载荷能力。并且上端梁51的上端通过带焊接垫板接头51a与地板4相连，上端梁51的下端通过对接接头51c与下端梁52相连，上端梁51的中间与Z字型台阶梁连接，防爬器100与Z字型台阶梁相对。具体的，通过带焊接垫板接头51a与地板型材相连，由于上端梁51断面较高，为保证焊枪操作空间，带焊接垫板接头51a的上面接头部分比下面接头部分往外多伸出一些，即带焊接垫板接头51a的上面接头部分的长度大于下面接头部分的长度。

上端梁51的中间为筋板结构51b，一方面加强上端梁51的强度，一方面与Z字型台阶梁下部台阶的两个面相连，将防爬器100传递过来的力分散到Z字型台阶梁上。通过对接接头51c与下端梁52连接。安装用型腔51d用来安装防爬器的螺纹板，在焊接前，预先将螺纹板放入型腔内，通过沉头螺钉将螺纹板与型材连接在一起。螺栓穿过上端梁51的安装面51e上的通孔，与螺纹板相连，完成防爬器100的安装。

结合上述描述，本发明公开的轨道车辆底架结构，通过优化力流传递路径，解决了在车辆中部设置车门和楼梯结构后底架结构强度和刚度不足的问题。同时将牵引通风功能与加强结构合二为一，解决了无足够空间安装牵引风机和牵引风道的问题。通过设计端梁断面、优化结构，可满足中间防爬器的安装及其压溃变形所需的强度要求。

此外，本申请还公开了一种轨道车辆，包括底架结构，其中，该底架结构为上述实施例中公开的底架结构，因此，具有该底架结构的轨道车辆也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种轨道车辆的底架结构，包括：平行且相对布置的底架边梁(2)、地板(4)、位于一端的端梁(5)以及第一枕梁(12)和第二枕梁，其特征在于，还包括：

所述底架边梁(2)中间部位上部具有中间门洞，所述底架边梁(2)下部具有用于安装移动踏板的安装腔；

楼梯加强装置(3)，所述楼梯加强装置(3)包括：布置在所述中间门洞两侧的横梁(23)，所述横梁(23)均用于连接相对布置的两个所述底架边梁(2)，所述横梁(23)的上部与所述地板(4)插接连接；短纵梁(22)，所述短纵梁(22)连接两侧的所述横梁(23)；长纵梁(21)，所述长纵梁(21)连接所述第一枕梁(12)和对应侧的所述横梁(23)，且所述第一枕梁(12)到所述第一枕梁(12)对应侧的所述横梁(23)的距离不大于所述第二枕梁到所述第二枕梁对应侧的所述横梁(23)的距离，

所述地板(4)位于所述短纵梁(22)和所述长纵梁(21)的上表面。

2.根据权利要求1所述的底架结构，其特征在于，所述楼梯加强装置(3)还包括：斜撑梁(24)，所述斜撑梁(24)为V字型梁，且所述斜撑梁(24)的中间端部连接远离所述第一枕梁(12)的所述横梁(23)，所述斜撑梁(24)的两端分别连接所述底架边梁(2)。

3.根据权利要求1所述的底架结构，其特征在于，所述楼梯加强装置(3)还包括：Z字型梁(25)，所述Z字型梁(25)两端分别连接对应侧的所述横梁(23)，所述Z字型梁(25)上侧与所述地板(4)插接，所述Z字型梁(25)下侧与所述底架边梁(2)搭接形成台阶，所述Z字型梁(25)下侧具有与所述安装腔配合用于安装所述移动踏板的安装槽。

4.根据权利要求3所述的底架结构，其特征在于，所述横梁(23)与所述Z字型梁(25)通过圆弧筋板(26)连接。

5.根据权利要求1所述的底架结构，其特征在于，所述短纵梁(22)的轴线和所述长纵梁(21)的轴线共线，且均垂直于所述横梁(23)。

6.根据权利要求1所述的底架结构，其特征在于，所述长纵梁(21)内部具有供冷却气流通的通道，所述长纵梁(21)具有与内部所述通道连通的进风口和出风口。

7.根据权利要求6所述的底架结构，其特征在于，靠近所述第一枕梁(12)的缓冲梁(11)具有供冷却气流通的流通通道，所述第一枕梁(12)具有连通所述长纵梁(21)的通道与所述缓冲梁(11)的流通通道的管道。

8.根据权利要求6所述的底架结构，其特征在于，所述长纵梁(21)为两个，其中一个长纵梁的进风口与牵引风机(101)连通，出风口与另一个所述长纵梁的进风口连通；或，所述长纵梁(21)为两个，所述长纵梁(21)的进风口与牵引风机(101)一一对应。

9.根据权利要求8所述的底架结构，其特征在于，所述长纵梁(21)与所述牵引风机(101)通过进风盒(28)连通，所述进风盒(28)与所述地板(4)密封成连接通道。

10.根据权利要求1所述的底架结构，其特征在于，所述底架边梁(2)在靠近所述端梁(5)的一端的上部具有端部门洞，所述端梁(5)远离所述端部门洞的一侧处设置有防爬器(100)。

11.根据权利要求10所述的底架结构，其特征在于，所述端梁包括：

上端梁(51)，所述上端梁(51)一端与所述底架边梁(2)相连，另一端与牵引梁(13)相连；

下端梁(52)，所述下端梁(52)连接两个所述上端梁(51)；

端板(7)，所述上端梁(51)和所述端板(7)相对布置并通过所述端部门洞的Z字型台阶梁连接，所述端板(7)的侧面连接所述底架边梁(2)和所述牵引梁(13)。

12.根据权利要求11所述的底架结构，其特征在于，所述上端梁(51)的断面为双层型腔结构，所述上端梁(51)的上端通过带焊接垫板接头(51a)与所述地板(4)相连，所述上端梁(51)的下端通过对接接头(51c)与所述下端梁(52)相连，所述上端梁(51)的中间与所述Z字型台阶梁连接，所述防爬器(100)与所述Z字型台阶梁相对。

13.一种轨道车辆，包括底架结构，其特征在于，所述底架结构为如权利要求1-12任一项所述的底架结构。

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