CN110509996A - 一种梁结构及使用该梁结构的车架、车辆 - Google Patents

一种梁结构及使用该梁结构的车架、车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种梁结构及使用该梁结构的车架、车辆,梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口,通过紧固件将主梁和辅助梁连接在一起,能够更好的保证整体结构的稳定性,操作口的设计本身能够减轻梁结构的重量。

Description

一种梁结构及使用该梁结构的车架、车辆
技术领域
本发明涉及一种梁结构及使用该梁结构的车架、车辆。
背景技术
目前,为了提升卡车的装载质量,节能减耗,只能从底盘的自重寻找效益。因此卡车的轻量化非常重要,但是对于燃油底盘,车架前端承受着发动机、驾驶室的自重,以及悬架传递的不同路面的动载荷,造成驾驶室左右歪斜,舒适性变差。现有的车架纵梁如图1所示,采用的U型内纵梁5,槽钢一般具有两个翼边和连接两个翼边的腹边,再在外侧或内侧叠加一层U型外纵梁6贴合在一起,这样的固定结构由于U型内纵梁5的开口的边缘截面系数较低,在实际的安装和使用过程中,刚度无法达到要求,而且因为车架的前段收到发动机的安装限制,无法增加横梁,仅仅依靠这种组合梁结构的形式无法满足支撑要求,其抗弯刚度较低,同时这种在一个槽钢的外侧叠设另一个槽钢的结构自身较大的增加了车架本身的重量,无法满足轻量化的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种梁结构,以解决现有技术中的梁结构无法满足轻强度和抗弯刚度的要求的问题;本发明的目的还在于提供一种使用该梁结构的车架;本发明的目的还在于提供一种具有该车架的车辆。
为实现上述目的,本发明梁结构的技术方案是:
梁结构,包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与所述主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
更进一步地,为了保证整体梁结构的结构稳定性,辅助梁填装在主梁内。能够实现辅助梁的整体与主梁之间相对扣合而围成箱式结构,结构更加紧凑简单。
更进一步地,为了方便安装,紧固件为铆钉。方便安装,而且安装效率高。
更进一步地,为了方便连接安装,所述主梁的截面为U形。结构简单,而且方便连接安装。
更进一步地,为了方便连接,所述辅助梁的截面为U形。进一步的方便连接,同时扣合的箱式结构的内部空间足够大。
更进一步地,为了保证整体结构的完整性,辅助梁的腹板突出于主梁的开口槽布置。没有凸边,方便加工和安装。
更进一步地,为了方便连接的同时,保证整体结构的稳定性,所述辅助梁的两个翼板的外侧面之间的距离与主梁的开口宽度一致以使主梁和辅助梁的对应两个翼板相互贴合布置。在主梁和辅助梁相对扣合时对应的两个翼板之间能够紧密贴合,方便连接的同时,保证整体结构的稳定性。
更进一步地,为了保证整体结构的稳定性和强度要求之外,车架的减重能够满足后期的车辆轻量化的要求,所述操作口由若干个开设在辅助梁的腹板上并沿辅助梁的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。除了能够满足工具进入的要求外,还能够使整体的梁结构减重。
更进一步地,为了进一步的减重,所述辅助梁为铝合金材质。
更进一步地,为了提升整体刚度,所述辅助梁的开口槽内设置有加强筋。满足轻量化的基础上,提升整体刚度。
本发明车架的技术方案是:
车架,包括纵梁结构和连接纵梁结构的横梁结构,纵梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁的沿垂直于延伸方向的至少一段与所述主梁的开口槽结构嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
更进一步地,为了保证整体梁结构的结构稳定性,辅助梁填装在主梁内。能够实现辅助梁的整体与主梁之间相对扣合而围成箱式结构,结构更加紧凑简单。
更进一步地,为了方便安装,紧固件为铆钉。方便安装,而且安装效率高。
更进一步地,为了方便连接安装,所述主梁的截面为U形。结构简单,而且方便连接安装。
更进一步地,为了方便连接,所述辅助梁的截面为U形。进一步的方便连接,同时扣合的箱式结构的内部空间足够大。
更进一步地,为了保证整体结构的完整性,辅助梁的腹板突出于主梁的开口槽布置。没有凸边,方便加工和安装。
更进一步地,为了方便连接的同时,保证整体结构的稳定性,所述辅助梁的两个翼板的外侧面之间的距离与主梁的开口宽度一致以使主梁和辅助梁的对应两个翼板相互贴合布置。在主梁和辅助梁相对扣合时对应的两个翼板之间能够紧密贴合,方便连接的同时,保证整体结构的稳定性。
更进一步地,为了保证整体结构的稳定性和强度要求之外,车架的减重能够满足后期的车辆轻量化的要求,所述操作口由若干个开设在辅助梁的腹板上并沿辅助梁的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。除了能够满足工具进入的要求外,还能够使整体的梁结构减重。
更进一步地,为了进一步的减重,所述辅助梁为铝合金材质。
更进一步地,为了提升整体刚度,所述辅助梁的开口槽内设置有加强筋。满足轻量化的基础上,提升整体刚度。
本发明车辆的技术方案是:
车辆,包括车架,车架包括纵梁结构和连接纵梁结构的横梁结构,纵梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁的沿垂直于延伸方向的至少一段与所述主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
更进一步地,为了保证整体梁结构的结构稳定性,辅助梁填装在主梁内。能够实现辅助梁的整体与主梁之间相对扣合而围成箱式结构,结构更加紧凑简单。
更进一步地,为了方便安装,紧固件为铆钉。方便安装,而且安装效率高。
更进一步地,为了方便连接安装,所述主梁的截面为U形。结构简单,而且方便连接安装。
更进一步地,为了方便连接,所述辅助梁的截面为U形。进一步的方便连接,同时扣合的箱式结构的内部空间足够大。
更进一步地,为了保证整体结构的完整性,辅助梁的腹板突出于主梁的开口槽布置。没有凸边,方便加工和安装。
更进一步地,为了方便连接的同时,保证整体结构的稳定性,所述辅助梁的两个翼板的外侧面之间的距离与主梁的开口宽度一致以使主梁和辅助梁的对应两个翼板相互贴合布置。在主梁和辅助梁相对扣合时对应的两个翼板之间能够紧密贴合,方便连接的同时,保证整体结构的稳定性。
更进一步地,为了保证整体结构的稳定性和强度要求之外,车架的减重能够满足后期的车辆轻量化的要求,所述操作口由若干个开设在辅助梁的腹板上并沿辅助梁的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。除了能够满足工具进入的要求外,还能够使整体的梁结构减重。
更进一步地,为了进一步的减重,所述辅助梁为铝合金材质。
更进一步地,为了提升整体刚度,所述辅助梁的开口槽内设置有加强筋。满足轻量化的基础上,提升整体刚度。
本发明的有益效果是:相比于现有技术,本发明所涉及的梁结构,通过将主梁和辅助梁相对合围而形成箱式结构,这样能够保证在与现有技术中的梁结构的尺寸一致的情况下,边缘截面强度系数大大提高,进而能够保证整体结构的刚度和强度要求,满足梁结构适用于车架上的发动机安装时的刚度要求。结构比较简单;进一步的,通过紧固件将主梁和辅助梁连接在一起,能够更好的保证整体结构的稳定性,而且在腹板上设置操作口能够实现在紧固主梁和辅助梁的翼板连接时,工具可以直接通过操作口伸入至箱式结构内,方便紧固件的连接,同时操作口的设计本身能够减轻梁结构的重量,相比于现有技术,更符合车辆的轻量化要求。
附图说明
图1为现有技术中的梁结构示意图;
图2为本发明的车架的具体实施例1的结构示意图;
图3为图2的俯视图;
图4为图2中的A向视图。
附图标记说明:1-纵梁结构;2-横梁结构;3-板簧吊耳支架;4-铆钉;5- U型内纵梁;6-U型外纵梁;11-主梁;12-辅助梁;111-主梁腹板;112-主梁翼板;121-辅助腹板;122-辅助翼板;123-操作口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的车架的具体实施例1,如图2至图4所示,在本实施例中,车架包括两个并排间隔并同向延伸的纵梁结构1,同时在纵梁结构1之间连接有横梁结构2,而形成车架框架结构。在本实施例中,在纵梁结构1的外侧设置有板簧吊耳支架3,板簧吊耳支架3用于装配板簧,板簧与车桥连接。吊耳支架之间的车架刚度要求较高,否则影响整车行驶性能;同时由于需要在相邻的两个横梁结构2之间安装发动机,对应的在车架的内侧设置有发动机悬置安装结构,因此发动机安装位置两侧的横梁结构2相互之间的距离比较远,在实际的安装过程中,为了保证发动机的安装稳定,需要提高纵梁结构1的自身刚度。
在本实施例中,对于纵梁结构1来说,如图所示,其包括相对扣合的主梁11和辅助梁12,其中主梁11的横截面呈U形,辅助梁12的横截面也呈U形,主梁11包括两个主梁翼板112和连接主梁翼板112的主梁腹板111,辅助梁12包括两个辅助翼板122和连接两个辅助翼板122的辅助腹板121,在本实施例中,为了保证该纵梁结构1的刚度和强度要求,上述的主梁11和辅助梁12以各自的U形开口朝向相对并相互扣合而合围形成箱式结构,这样能够在整体安装的过程中,满足纵梁结构1的刚度和强度要求,以如图所示的为例,主梁11和辅助梁12相互扣合形成箱式结构后,纵梁结构1的边缘截面强度系数大大提高,相比于现有技术中的直接在主梁11上叠设辅助梁12的结构形式,可以提高数倍强度。
同时,上述的辅助梁12填装在主梁11内形成内外相扣合结构,这样能够保证整体受力的稳定性更强,与此同时,辅助梁12的两个辅助翼板122的相背外侧之间的距离与主梁11截面U形开口槽的槽宽一致,这样在主梁11和辅助梁12相对扣合时对应的两个翼板之间能够紧密贴合,方便连接的同时,保证整体结构的稳定性。同时辅助腹板121突出于主梁11的U形开口槽布置,这样能够保证整体结构的完整性,而且没有凸边,安装和装配时比较方便。当然,其他实施例中,也可以设置有凸边,或者是辅助翼板122的长度大于主梁11的开口槽的槽深亦可。
对于主梁11和辅助梁12的连接方式,辅助梁12和主梁11通过紧固件将对应的辅助翼板122和主梁翼板112紧固在一起而实现紧固连接。在本实施例中,紧固件为穿设在辅助翼板122和对应的翼板上的铆钉4,通过铆钉4实现连接,保证二者之间的相对位置以及结构的整体强度的可靠性,生产速度快,且不存在连接松动的隐患。当然,在其他实施例中,紧固件也可以设置为螺栓螺母等其他方便连接的结构件。
同时,在本实施例中,由于主梁11和辅助梁12均为较长的梁结构,在二者合围形成箱式结构之后,在需要在主梁11和辅助梁12的中间位置进行铆钉4连接时,由于长度过长导致人手或工具无法直接操作,并且没有足够大的操作空间,因此在辅助梁12的辅助腹板121上设置有供工具穿过以进入箱式结构内部的操作口123,通过操作口123的设置能够在需要铆接时,工具可以直接进入箱式空间内,并操作辅助翼板122一侧的紧固结构实现辅助翼板122和主梁翼板112的相对紧固。同时,在本实施例中,上述的紧固件的紧固位置有多个,沿主梁11的延伸方向间隔布置,因此操作口123由若干个开设在辅助梁12的辅助腹板121上并沿辅助梁12的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。当然在其他实施例中,也可以将操作口123开设在主梁腹板111上,也可以在主梁腹板111和辅助腹板121上均设置操作口123。
上述的操作口123的设置除了能够满足工具进入的要求外,还能够使整体的纵梁结构1减重,保证整体结构的稳定性和强度要求之外,车架的减重能够满足后期的车辆轻量化的要求。
同时,为了进一步的满足纵梁结构1的轻量化设计,在本实施例中,上述的主梁11为钢材质,辅助梁12为铝合金材质。这样能够进一步的满足轻量化的设计,同时在铝合金的内部可以设置加强筋,保证车架的纵梁结构1的整体刚度。
本发明所涉及的车架,在大幅度降低自重的同时,提高车架前段的刚度,使车架兼顾轻量化和刚度的要求,达到合理化设计车架的目的。
上述的实施例1是车架的优化的具体实施方式,在其他实施例中,可以根据实际情况或者需要进行简化或者进一步优化,具体变形形式可以有以下几种情况:
本发明的车架的实施例2,在本实施例中,车架包括纵梁结构和连接纵梁结构的横梁结构,其特征在于:纵梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与所述主梁的开口槽结构嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
在本实施例中,紧固件可以采用铆接或螺栓连接;操作口可以设置在主梁的腹板或辅助梁的腹板上,或者在二者的腹板上均设置。这样能够保证在与现有技术中的梁结构的尺寸一致的情况下,边缘截面强度系数大大提高,进而能够保证整体结构的刚度和强度要求,满足梁结构适用于车架上的发动机安装时的刚度要求。结构比较简单;进一步的,通过紧固件将主梁和辅助梁连接在一起,能够更好的保证整体结构的稳定性,而且在腹板上设置操作口能够实现在紧固主梁和辅助梁的翼板连接时,工具可以直接通过操作口伸入至箱式结构内,方便紧固件的连接,同时操作口的设计本身能够减轻梁结构的重量,相比于现有技术,更符合车辆的轻量化要求。
本发明的车架的实施例3,作为对实施例2的进一步优化,辅助梁填装在主梁内。这样能够保证整体梁结构的结构稳定性,能够实现辅助梁的整体与主梁之间相对扣合而围成箱式结构,结构更加紧凑简单,稳定性更强。当然在其他实施例中,也可以采用将主梁填装在辅助梁内,或者辅助梁和主梁的翼板相互叠设(即辅助梁的翼板一个在外、一个在内的形式)。
本发明的车架的实施例4,作为对实施例2的进一步优化,所述紧固件为铆钉。方便安装,而且安装效率高。
本发明的车架的实施例5,作为对实施例3的进一步优化,所述主梁的截面为U形。结构简单,而且方便连接安装。当然在其他实施例中,主梁的截面也可以为C形或“工”字形结构等其他结构形式。
本发明的车架的实施例6,作为对实施例5的进一步优化,所述辅助梁的截面为U形。进一步的方便连接,同时扣合的箱式结构的内部空间足够大。当然在其他实施例中,辅助梁的截面也可以为C形、Z形或“工”字形等其他结构形式。
本发明的车架的实施例7,作为对实施例6的进一步优化,辅助梁的腹板突出于主梁的开口槽布置。保证整体结构的完整性,没有凸边,方便加工和安装。当然在其他实施例中,辅助梁的翼板也可以小于主梁的开口槽深度。
本发明的车架的实施例8,作为对实施例6的进一步优化,辅助梁的两个翼板的外侧面之间的距离与主梁的开口宽度一致以使主梁和辅助梁的对应两个翼板相互贴合布置。在主梁和辅助梁相对扣合时对应的两个翼板之间能够紧密贴合,方便连接的同时,保证整体结构的稳定性。当然,在其他实施例中,也可以使二者之间具有一定的间距,通过铆钉或螺栓使对应的两个翼板拉紧。
本发明的车架的实施例9,作为对实施例2~8中任一个的进一步优化,操作口由若干个开设在辅助梁的腹板上并沿辅助梁的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。除了能够满足工具进入的要求外,还能够使整体的梁结构减重,保证整体结构的稳定性和强度要求之外,车架的减重能够满足后期的车辆轻量化的要求。当然,在其他实施例中,也可以采用开一个长孔的形式实现。
本发明的车架的实施例10,作为对实施例3~8任一个中的进一步优化,辅助梁为铝合金材质。进一步的减重,当然,在其他实施例中,也可以采用钢材质。
本发明的车架的实施例11,作为对实施例3~8任一个中的进一步优化,辅助梁的开口槽内设置有加强筋。满足轻量化的基础上,提升整体刚度。
本发明所涉及的梁结构的实施例,其结构形式与上述的车架的实施例1~11的任一个中的纵梁结构的结构形式一致,不再详细展开。
本发明所涉及的车辆的实施例,包括车架,车架的结构形式与上述的车架的实施例1~11的任一个中结构形式一致,不再详细展开。

Claims (10)

1.梁结构,其特征在于:包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
2.根据权利要求1所述的梁结构,其特征在于:辅助梁填装在主梁内。
3.根据权利要求1所述的梁结构,其特征在于:所述紧固件为铆钉。
4.根据权利要求2所述的梁结构,其特征在于:所述主梁的截面为U形。
5.根据权利要求4所述的梁结构,其特征在于:所述辅助梁的截面为U形。
6.根据权利要求5所述的梁结构,其特征在于:所述辅助梁的腹板突出于主梁的开口槽布置。
7.根据权利要求5所述的梁结构,其特征在于:所述辅助梁的两个翼板的外侧面之间的距离与主梁的开口宽度一致以使主梁和辅助梁的对应两个翼板相互贴合布置。
8.根据权利要求1~7任一项所述的梁结构,其特征在于:所述操作口由若干个开设在辅助梁的腹板上并沿辅助梁的延伸方向间隔布置的矩形孔形成。
9.车架,包括纵梁结构和连接纵梁结构的横梁结构,其特征在于:纵梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
10.车辆,包括车架,车架包括纵梁结构和连接纵梁结构的横梁结构,其特征在于:纵梁结构包括主梁和辅助梁,主梁和辅助梁均具有两个翼板以及与连接两个翼板的腹板,且对应的翼板与腹板围成开口槽结构,辅助梁与主梁嵌套合围而形成箱式空间,主梁和辅助梁通过紧固在二者的相互合围的相对翼板上的紧固件实现固定连接,在主梁和/或辅助梁的腹板上具有供工具穿入至箱式空间内以操作锁紧件的操作口。
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