CN111232009A - 一种侧梁、构架和转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侧梁、构架和转向架，包括：由呈弓状的复合材料上部板材；平直的复合材料下部板材；和可拆卸的固定连接上部板材和下部板材的复合材料连接座组成，连接座设置有用于安装横梁的安装孔。本发明中的侧梁中的上部板材主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度。下部板材平直，与轴箱销轴通过金属橡胶轴套连接，可上下滑动，以适应上部板材因承担车体重量变形产生的垂向位移。正常情况下，下部板材主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用。在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用。

Description

一种侧梁、构架和转向架
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，更具体地说，涉及一种侧梁、构架和转向架。
背景技术
随着城市轨道车辆的不断发展，如何实现列车的进一步轻量化，降低轴重，平抑速度的不利因素，解决轻量化与各种性能(强度、振动、噪声、隔热、辐射)的矛盾，寻找列车技术性能平衡才能更好的顺应发展趋势。
请参阅图1，现有技术公开了一种转向架构架的侧梁，用于与金属横梁安装配合后形成轨道车辆用转向架构架，该侧梁1包括侧梁本体11’和安装在侧梁本体11’上的缓冲件12’，侧梁本体11’是由碳纤维复合材料制作而成的，碳纤维的密度仅为钢材密度的1/5，而碳纤维复合材料的强度可以达到钢材的7-9倍，相对于纯钢结构的侧梁降低了转向架的整体重量。
因此，如何减轻转向架整体重量的同时精简转向架结构，提高转向架的可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何减轻转向架整体重量的同时精简转向架结构，提高转向架的可靠性为此，本发明提供了一种侧梁、构架和转向架。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
包括：呈弓状复合材料上部板材，所述上部板材的两端设置有用于安装一系缓冲件的一系缓冲安装座，所述上部板材的中部设置有用于安装二系缓冲件的二系缓冲安装座；主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度；
平直状复合材料下部板材，所述下部板材的两端设置与轴箱销轴连接的金属橡胶轴套，可上下滑动，以适应上部板材因承担车体重量变形产生的垂向位移；正常情况下，下部板材主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用；在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用；
可拆卸的固定连接所述上部板材和所述下部板材的连接座，所述连接座设置有用于安装横梁的安装孔。
在本发明其中一个实施例中，所述上部板材和所述下部板材对称的设置在所述连接座上。
在本发明其中一个实施例中，所述上部板材比所述下部板材长。
在本发明其中一个实施例中，所述上部板材与所述下部板材相对应的部位向远离所述下部板材的方向弯折形成弓形结构，且所述上部板材的两端与所述下部板材的对应端形成安装一系缓冲件的避让空间。
在本发明其中一个实施例中，所述连接座由复合材料构成，所述连接座包括第一连接座和第二连接座。
在本发明其中一个实施例中，所述上部板材、所述下部板材和所述连接座由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或复合型纤维材料构成。
在本发明其中一个实施例中，所述连接座通过螺栓固定在所述上部板材和所述下部板材。
本发明还公开了一种构架，包括两个横梁和设置在两个所述横梁两端的两个侧梁，所述侧梁为上述中任一项所述的侧梁。
在本发明其中一个实施例中，两个所述横梁中的一个所述横梁的两端设置有用于安装二系缓冲件的二系缓冲安装座，两个所述横梁中的另一个所述横梁的两端设置有用于安装抗侧滚扭杆的抗侧滚安装座。
本发明还公开了一种转向架，包括上述任一项所述的构架、轮对轴箱、一系缓冲件、二系缓冲件和电机齿轮箱，其中，所述轮对轴箱通过所述一系缓冲件安装在所述侧梁的一系缓冲安装座和所述侧梁的轴箱安装座上，所述电机齿轮箱通过牵引座设置在横梁上，所述二系缓冲件安装在侧梁的二系缓冲安装座上。
在本发明其中一个实施例中，还包括抗侧滚扭杆，所述抗侧滚扭杆通过抗侧滚安装座安装在一个所述横梁的两端。
从上述的技术方案可以看出，本发明中的侧梁中的上部板材主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度。下部板材平直，与轴箱销轴通过金属橡胶轴套连接，可上下滑动，以适应上部板材因承担车体重量变形产生的垂向位移。正常情况下，下部板材主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用。在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用。连接座起到连接横梁与侧梁的作用，整个复合材料侧梁组件重量较钢焊接结构侧梁减重超过70％。
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，下面将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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术所提供的一种侧梁的主视结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种侧梁的主视结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种构架的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的一种构架的主视结构示意图；
图5为图3中A-A截面的结构示意图；
图6为图4中B-B截面的结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的一种转向架的俯视结构示意图；
图8为本发明实施例所提供的一种转向架的主视结构示意图；
图中，1为侧梁、11为第一侧梁、12为第二侧梁、21为第一横梁、22为第二横梁、3为一系缓冲件、4为二系缓冲件、51为第一轮对轴箱、52为第二轮对轴箱、61为第一电机齿轮箱、62为第二电机齿轮箱、7为抗侧滚扭杆、101为上部板材、102为下部板材、103为连接座、104为一系缓冲安装座、105为第一二系缓冲安装座、106为轴箱安装座、107为避让空间、201为第二二系缓冲安装座、202为抗侧滚安装座、203为制动安装板、204为齿轮箱安装座、205为牵引座。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种侧梁、构架和转向架，以减轻侧梁整体重量的同时降低其加工难度。
此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
为此，请参阅图1至图8，本发明实施例中的侧梁1，包括：
由复合材料构成的上部板材101，上部板材101的两端设置有用于安装一系缓冲件3的一系缓冲安装座104，上部板材101的中部设置有用于安装二系缓冲件4的第一二系缓冲安装座105；主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度；
由平直状复合材料构成的下部板材102，下部板材102的两端设置有与轴箱销轴连接的金属橡胶轴套，可上下滑动，以适应上部板材101因承担车体重量变形产生的垂向位移；正常情况下，下部板材102主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用；在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材102金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用；和
可拆卸的固定连接上部板材101和下部板材102的连接座103，连接座103设置有用于安装横梁的安装孔。
本发明中的侧梁中的上部板材101主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度。下部板材102平直，与轴箱销轴通过金属橡胶轴套连接，可上下滑动，以适应上部板材因承担车体重量变形产生的垂向位移。正常情况下，下部板材主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用。在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用。连接座起到连接横梁与侧梁的作用，整个复合材料侧梁组件重量较钢焊接结构侧梁减重超过70％。。
上部板材101主要承担车体的垂向载荷，同时具有减振和阻尼功能。正常情况下，下部板材102主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用。在超常工况或上部板材101失效断裂的情况下，下部板材102金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用。
上部板材101和下部板材102对称的设置在连接座103上。上部板材101比下部板材102长。在本发明其中一个实施例中，上部板材101与下部板材102相对应的部位向远离下部板材102的方向弯折形成弓形结构，且上部板材101的两端与下部板材102的对应端形成安装一系缓冲件3的避让空间107。通过设置避让空间107能够有效地节省该侧梁1有效占用体积。
为了进一步减轻该侧梁1的重量，本发明其中一个实施例中，连接座103由复合材料构成，连接座103包括第一连接座和第二连接座。每个连接座103用于安装一个横梁。第一连接座和第二连接座可拆卸的安装在上部板材101和下部板材102之间，且为了保证受力的均匀性，该第一连接座和第二连接座对称布置在上部板材101和下部板材102之间。上述可拆卸连接可以为螺栓连接，销轴连接等能够进行拆卸的方式进行连接，当上部板材101或下部板材102出现损坏时，能够及时进行更换，而不需要更换整个侧梁1。
需要说明的是，上部板材101、下部板材102和连接座103的复合材料为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或复合型纤维材料构成。
本发明还公开了一种构架，包括两个横梁和设置在两个横梁两端的两个侧梁1，侧梁1为上述中任一项的侧梁1。由于上述侧梁1具有以上有益效果，包括该侧梁1的构架也具有相应的效果，此处不再赘述。两个横梁分别安装在侧梁1的连接座103上以形成支撑的基本构架。
为了方便描述，侧梁1有两个分别为第一侧梁11和第二侧梁12；横梁有两个分别为第一横梁21和第二横梁22，轮对轴箱有两个分别为第一轮对轴箱51和第二轮对轴箱52；其中，第一侧梁11的中部设置有第一连接座和第二连接座，第二侧梁12的中部设置有第一连接座和第二连接座，第一横梁21设置在两个第一连接座上，第二横梁22设置在两个第二连接座上。
在本发明其中一个实施例中，两个横梁中的一个横梁的两端设置有用于安装二系缓冲件4的第二二系缓冲安装座201。其中，侧梁1上设置有第一二系缓冲安装座105，主要用于安装二系缓冲件4主体，而第二二系缓冲安装座201用于安装二系缓冲件4分体。
两个横梁中的另一个横梁的两端设置有用于安装抗侧滚扭杆7的抗侧滚安装座202，抗侧滚安装座202用于安装抗侧滚扭杆7；当然该抗侧滚安装座202还可以设置在横梁的中部。
本发明还公开了一种转向架，包括上述任一项的构架、轮对轴箱、一系缓冲件3、二系缓冲件4和电机齿轮箱，其中，轮对轴箱通过一系缓冲件3安装在侧梁1的一系缓冲安装座104和侧梁1的轴箱安装座106上，电机齿轮箱通过牵引座205设置在横梁上，二系缓冲件4安装在侧梁1的第一二系缓冲安装座105上。
为了方便描述，侧梁1有两个分别为第一侧梁11和第二侧梁12；横梁有两个分别为第一横梁21和第二横梁22，轮对轴箱有两个分别为第一轮对轴箱51和第二轮对轴箱52；电机齿轮箱有两个分别为第一电机齿轮箱61和第二电机齿轮箱62。其中，第一侧梁11的中部设置有第一连接座和第二连接座，第二侧梁12的中部设置有第一连接座和第二连接座，第一横梁21设置在两个第一连接座上，第二横梁22设置在两个第二连接座上；第一轮对轴箱51一端通过一系缓冲件3安装在第一侧梁11其中一个一系缓冲安装座104和对应的轴箱安装座106上，第一轮对轴箱51另一端通过一系缓冲件3安装在第二侧梁12其中一个一系缓冲安装座104和对应的轴箱安装座106上；第二轮对轴箱52一端通过一系缓冲件3安装在第一侧梁11另一个一系缓冲安装座104和对应的轴箱安装座106上，第二轮对轴箱52另一端通过一系缓冲件3安装在第二侧梁12另一个一系缓冲安装座104和对应的轴箱安装座106上；第一电机齿轮箱61通过牵引座205和齿轮箱安装座204设置在第一横梁21上；第二电机齿轮箱62通过牵引座205和齿轮箱安装座204设置在第二横梁22上。
进一步的第一侧梁11和第二侧梁12的下部板材102的轴箱安装座106通过一体成型的金属橡胶轴套与第一轮对轴箱51或第一轮对轴箱51的下部销轴连接，并能够进行相对滑动。以适应上部板材101因承担车体重量变形产生的垂向位移。一系缓冲件3可以采用目前转向架中普遍采用的金属螺旋弹簧，但是为了在降低重量的同时尽量降低噪音，本实施例中的一系缓冲件3优选的采用橡胶弹。
二系缓冲件4包括二系缓冲件4主体和二系缓冲件4分体，二系缓冲件4分体铰接在二系缓冲件4主体上，二系缓冲件4主体安装在第一二系缓冲座上，而二系缓冲件4分体铰接在第二二系缓冲座上。二系缓冲件4为空气弹簧，采用空气弹簧作为车体悬挂系统中的缓冲件不仅可以有效提高车厢的舒适性，同时还能够有效降低转向架的噪音。
其中，上述第一横梁21和第二横梁22上还设置有与第一轮对轴箱51和第二轮对轴箱52相对应的制动安装板203，该制动安装板203用于安装制动结构。
在本发明其中一个实施例中，还包括抗侧滚扭杆7，抗侧滚扭杆7通过抗侧滚安装座202安装在一个横梁的两端。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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 (11)

1.一种侧梁，其特征在于，包括：
呈弓状复合材料上部板材，所述上部板材的两端设置有用于安装一系缓冲件的一系缓冲安装座，所述上部板材的中部设置有用于安装二系缓冲件的二系缓冲安装座；主要承担车体的垂向载荷，同时能提供一系的刚度；
平直状复合材料下部板材，所述下部板材的两端设置与轴箱销轴连接的金属橡胶轴套，可上下滑动，以适应上部板材因承担车体重量变形产生的垂向位移；正常情况下，下部板材主要承担纵向载荷，起替代轴箱拉杆的作用；在超常工况或上部板材失效断裂的情况下，下部板材金属橡胶轴套沿着轴箱销轴向下运动到止档位置后，可承担垂向载荷从而起到二次保护提高安全性能的作用；
可拆卸的固定连接所述上部板材和所述下部板材的连接座，所述连接座设置有用于安装横梁的安装孔。
2.如权利要求1所述的侧梁，其特征在于，所述上部板材和所述下部板材对称的设置在所述连接座上。
3.如权利要求2所述的侧梁，其特征在于，所述上部板材比所述下部板材长。
4.如权利要求3所述的侧梁，其特征在于，所述上部板材与所述下部板材相对应的部位向远离所述下部板材的方向弯折形成弓形结构，且所述上部板材的两端与所述下部板材的对应端形成安装一系缓冲件的避让空间。
5.如权利要求4所述的侧梁，其特征在于，所述连接座由复合材料构成，所述连接座包括第一连接座和第二连接座。
6.如权利要求5所述的侧梁，其特征在于，所述上部板材、所述下部板材和所述连接座由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或复合型纤维材料构成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的侧梁，其特征在于，所述连接座通过螺栓固定在所述上部板材和所述下部板材。
8.一种构架，其特征在于，包括两个横梁和设置在两个所述横梁两端的两个侧梁，所述侧梁为权利要求1至7中任一项所述的侧梁。
9.如权利要求8所述的构架，其特征在于，两个所述横梁中的一个所述横梁的两端设置有用于安装二系缓冲件的二系缓冲安装座，两个所述横梁中的另一个所述横梁的两端设置有用于安装抗侧滚扭杆的抗侧滚安装座。
10.一种转向架，其特征在于，包括权利要求8或9所述的构架、轮对轴箱、一系缓冲件、二系缓冲件和电机齿轮箱，其中，所述轮对轴箱通过所述一系缓冲件安装在所述侧梁的一系缓冲安装座和所述侧梁的轴箱安装座上，所述电机齿轮箱通过牵引座设置在横梁上，所述二系缓冲件安装在侧梁的二系缓冲安装座上。
11.如权利要求10所述的转向架，其特征在于，还包括抗侧滚扭杆，所述抗侧滚扭杆通过抗侧滚安装座安装在一个所述横梁的两端。
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