CN111559402A - 一种全铆接模块化中梁结构、平车底架及铁路平车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全铆接模块化中梁结构、平车底架及铁路平车，其技术方案为：中梁结构包括牵引梁模块和鱼腹梁模块，所述鱼腹梁模块两端对称安装牵引梁模块，且牵引梁模块与鱼腹梁模块铆接；其中，所述鱼腹梁模块采用镂空结构以减轻自重。本发明能够避免现有车辆底架进行大量焊接以及因焊接工艺产生的调修和焊烟飞溅清除工作；同时解决在检修维护过程中无法进行模块化维护、造成检修维护时间长、维护费用高的问题。

Description

一种全铆接模块化中梁结构、平车底架及铁路平车

技术领域

本发明涉及铁路集装箱平车领域，尤其涉及一种全铆接模块化中梁结构、平车底架及铁路平车。

背景技术

铁路平车底架作为铁路平车的承载基体，其结构强度具有较高要求。发明人发现，既有铁路集装箱平车底架通常采用焊接整体结构，在生产过程中进行大量焊接作业，产生焊烟污染和结构的应力集中、形变。整体结构不能拆解，在检修维护时无法采用模块化的维护作业。而且，现有平车底架的中梁结构采用焊接式结构，导致作业环境差、能耗高、影响作业人员健康、对作业人员有技能要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种全铆接模块化中梁结构、平车底架及铁路平车，能够避免现有车辆底架进行大量焊接以及因焊接工艺产生的调修和焊烟飞溅清除工作；同时解决在检修维护过程中无法进行模块化维护、造成检修维护时间长、维护费用高的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种全铆接模块化中梁结构，包括牵引梁模块和鱼腹梁模块，所述鱼腹梁模块两端对称安装牵引梁模块，且牵引梁模块与鱼腹梁模块铆接；其中，所述鱼腹梁模块采用镂空结构以减轻自重。

作为进一步的实现方式，所述鱼腹梁模块包括两个相对设置的第一腹板，第一腹板的顶部和底部分别通过若干第一盖板相连；且第一盖板与第一腹板铆接；所述第一腹板与第一盖板围合成的箱型空间内间隔安装有若干隔板。

作为进一步的实现方式，所述隔板与第一盖板结构相同，包括X型板，所述X型板的两端分别通过连接板相连。

作为进一步的实现方式，所述第一腹板通过冲压成型，第一腹板设置多处镂空。

第二方面，本发明实施例还提供了一种全铆接模块化平车底架，包括所述的中梁结构。

作为进一步的实现方式，还包括横梁模块、枕梁模块、大横梁模块和侧梁模块，横梁模块铆接于牵引梁端部；枕梁模块与横梁模块间隔设定距离，横梁模块和枕梁模块的两端分别通过侧梁模块铆接在一起。

作为进一步的实现方式，所述横梁模块包括第二腹板、第二盖板和托板，第二盖板的下方对称铆接第二腹板，第二腹板底部与托板铆接；其中，所述第二腹板开设减重孔。

作为进一步的实现方式，所述枕梁模块包括第三盖板、第三腹板，第三腹板对称铆接于第三盖板底部；且所述第三腹板开设多个减重孔。

作为进一步的实现方式，所述侧梁模块包括外侧梁、内侧梁，外侧梁和内侧梁通过铆接形成箱型承载结构；外侧梁底部连接脚蹬，外侧梁顶部安装集装箱锁。

第三方面，本发明实施例还提供了一种铁路平车，包括所述的平车底架，所述平车底架底部安装转向架。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的鱼腹梁模块的零部件采用板材镂空的减重结构设计，提高车辆的轻量化能力；其采用板材冲压成型部件，减少焊接及铸造件的使用，因此带来的焊接、铸造的污染、高能耗；

(2)本发明的一个或多个实施方式在针对不同尺寸的集装载具时，可通过调整鱼腹梁模块长度或侧梁模块上的集装箱锁位置，提高车辆对不同尺寸的集装载具的适应性；

(3)本发明的一个或多个实施方式由冲压成型零部件铆接而成，采用全铆接结构，相比焊接结构底架，避免了焊接工艺产生的焊烟污染、焊接应力集中、焊接形变和焊接缺陷以及因此产生的结构尺寸调修和焊烟飞溅清除；提高了零部件尺寸一致性，有利于零部件批量化生产，提高底架的制造速度，降低车辆的制造成本；

(4)本发明的一个或多个实施方式将底架设计成五种尺寸较小的标准化模块，模块之间采用可重复拆装的铆接连接，实现底架的模块化制造和模块化维修，提高底架的制造和检修速度，降低车辆的使用成本。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的中梁结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的中梁结构组成示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的鱼腹梁模块结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的底架结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的横梁模块结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的第一腹板结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的枕梁模块结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的大横梁模块结构示意图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的侧梁模块结构示意图；

其中，1、中梁结构，101、牵引梁模块，102、鱼腹梁模块，103、丛板座，104、上心盘，105、第一腹板，106、第一盖板，107、隔板；2、横梁模块，201、第二腹板，202、第二盖板，203、托板；3、枕梁模块，301、第三盖板，302、旁承座，303、第三腹板；4、大横梁模块，401、上盖板，402、第一集装箱锁，403、上横梁，404、下横梁，405、竖梁，406、下盖板；5、侧梁模块，501、外侧梁，502、内侧梁，503、脚蹬，504、第二集装箱锁。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种全铆接模块化中梁结构，中梁作为铁路平车底架的主要承载结构，具有三种功能:一是为车辆贯通承载件，为车辆载重提供支撑；二是将枕梁模块、横梁模块和大横梁模块联结成一个整体；三是在车辆发生纵向冲动时,参与能量的传递。因此,中梁模块要求具有较高的强度和刚度。

如图1-图2所示，本实施例的中梁结构包括两个牵引梁模块101和一个鱼腹梁模块102，两个牵引梁模块101关于鱼腹梁模块102对称安装。本实施例的中梁设计为三段模块式结构，且可以根据车辆长度需要通过改变鱼腹梁模块102长度改变底架长度，提高了灵活性。牵引梁模块101与鱼腹梁模块102铆接，相比现有焊接式的中梁结构，能够实现低焊接量、低污染、高效率和利于生产的自动化。

所述牵引梁101下部固定有上心盘104，用于连接转向架。牵引梁101内部安装丛板座103，用于连接车钩。所述牵引梁101采用冷弯槽钢铆接形成箱型结构，牵引梁101的端部与鱼腹梁102铆接。

具体的，如图3所示，鱼腹梁102由两个第一腹板105、若干第一盖板106和若干隔板107通过铆接形成箱型承载结构；第一腹板105端部通过铆接与牵引梁101连接。第一腹板105、第一盖板106和隔板107为板材冲压成型部件，减少焊接及铸造件的使用及因此带来的焊接、铸造的污染、高能耗；板材冲压成型部件具有好的批量生产能力、好的尺寸精度和轻量化能力。

两个第一腹板105相对设置，第一腹板105的顶部和底部分别安装若干第一盖板106；隔板107间隔设置于第一腹板105、第一盖板106围成的箱型结构中。在本实施例中，第一腹板105设置多处镂空；第一盖板16和隔板107的结构相同，包括X型板，所述X型板的两端分别通过连接板相连。鱼腹梁模块102的零部件采用了板材镂空的减重结构设计，能够提高车辆的轻量化能力。

由于中梁主要承受垂向、纵向、扭转载荷，因此需保证中梁鱼腹段的垂向和扭转刚度，需要增大鱼腹段断面横向和垂向的截面模量(即断面尺寸)。而断面尺寸的增加与部件的轻量化相矛盾，本实施例采用有限元分析软件的拓扑优化功能，在模拟铁路平车极限组合工况下的受力情况，进行中梁鱼腹段结构的形状拓扑优化。并结合实际工程结构工艺得到鱼腹梁102的镂空减重结构方案。

本实施例的鱼腹梁模块102可以根据用户对车辆长度需要，在不改变底架及中梁总体结构的情况下，通过改变第一腹板105的长度及增加第一盖板106、隔板107的数量，实现中梁长度改变。

实施例二：

本实施例提供了一种全铆接模块化平车底架，包括实施例一所述的中梁结构1，还包括横梁模块2、枕梁模块3、大横梁模块4和侧梁模块5，将底架设计成五种尺寸较小的标准化模块。

如图4所示，大横梁模块4安装于中梁结构1中部；中梁结构1的两端对称安装有横梁模块2、枕梁模块3和侧梁模块5，横梁模块2安装于中梁结构1端部，枕梁模块3与横梁模块2间隔设定距离，且横梁模块2和枕梁模块3的两端分别通过侧梁模块5相连。

本实施例中横梁模块2、枕梁模块3、大横梁模块4通过铆接连接到中梁结构1，侧梁模块5一端通过铆接连接到横梁模块2，另一端通过铆接连接到枕梁模块3。本实施例全铆接结构的底架，相比现有焊接结构底架，避免了焊接工艺产生的焊烟污染、焊接应力集中、焊接形变和焊接缺陷以及因此产生的结构尺寸调修和焊烟飞溅清除。

如图5所示，横梁模块2包括第二腹板201、第二盖板202和托板203，第二盖板202的底部两端均安装有第二腹板201，位于第二盖板202两端的第二腹板201之间形成牵引梁101的安装空间。第二盖板202的每一端安装两个第二腹板201，且两个第二腹板201间隔一定距离、与第二盖板202形成箱型承载结构。所述两个第二腹板201的底端连接托板203。本实施例中，第二腹板201、第二盖板202、托板203的连接均采用铆接。

如图6所示，第二腹板201由钢板冲压形成周边折弯，以与第二盖板202、托板203连接。第二腹板201中部可根据横梁模块2的承载要求开设减重孔，在本实施例中，第二腹板201开设一个减重孔。

如图7所示，枕梁模块3包括第三盖板301、第三腹板303和旁承座302，第三腹板303和第三盖板301分别与中梁结构1通过铆接连接。第三盖板301的底部两端分别安装两个第三腹板303，且第三腹板303与第三盖板301通过铆接形成箱型承载结构。连接于第三盖板301两端的第三腹板303之间形成牵引梁101的安装空间。

第三腹板303由钢板冲压形成周边折弯，第三腹板303中部可根据枕梁模块3的需要开设减重孔。本实施例中，第三腹板303开设两个减重孔。所述第三腹板303的底部连接旁承座302，所述旁承座302用于与转向架接触，为车辆承载提供支撑。

如图8所示，大横梁模块4包括上盖板401、第一集装箱锁402、上横梁403、下横梁404、竖梁405和下盖板406，上盖板401的底部两端对称安装上横梁403、下横梁404、竖梁405；上横梁403、下横梁404、竖梁405和下盖板406由钢板冲压成形。所述上盖板401的顶部两端对称安装第一集装箱锁402。

进一步的，下横梁404倾斜设置，其一端与上横梁403铆接，另一端与竖梁405一端铆接；竖梁405另一端与上横梁403铆接。上横梁403、横梁404和竖梁405形成直角三角形的支撑单元。上盖板401的两端均铆接两个所述支撑单元，且支撑单元的底部连接下盖板406。位于上盖板401两端的支撑单元之间形成鱼腹梁模块102的安装空间。

如图9所示，所述侧梁模块5包括外侧梁501、内侧梁502，外侧梁501和内侧梁502通过铆接形成箱型承载结构。在本实施例中，外侧梁501、内侧梁502为U型板。外侧梁501的底部(以图9所示方向为参考)连接脚蹬503，外侧梁501顶部安装第二集装箱锁504。进一步的，第二集装箱锁504通过螺栓固定到外侧梁501上，通过固定位置调整，并配合大横梁模块4上的第一集装箱锁402，满足不同车辆配套标准载具的接口尺寸。

本实施例由冲压成型零部件铆接而成，避免了焊接，降低了零部件重量，提高了零部件尺寸一致性，有利于零部件批量化生产，提高底架的制造速度，降低车辆的制造成本。结构新颖，无焊接污染，自重轻，结构简单，制造和检修维护简易。

实施例三：

本实施例提供了一种铁路平车，包括实施例二所述的平车底架，所述平车底架底部安装转向架；所述转向架与牵引梁下部的上心盘相连。所述平车底架两端安装车钩缓冲装置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全铆接模块化中梁结构，其特征在于，包括牵引梁模块和鱼腹梁模块，所述鱼腹梁模块两端对称安装牵引梁模块，且牵引梁模块与鱼腹梁模块铆接；其中，所述鱼腹梁模块采用镂空结构以减轻自重。

2.根据权利要求1所述的一种全铆接模块化中梁结构，其特征在于，所述鱼腹梁模块包括两个相对设置的第一腹板，第一腹板的顶部和底部分别通过若干第一盖板相连；且第一盖板与第一腹板铆接；

所述第一腹板与第一盖板围合成的箱型空间内间隔安装有若干隔板。

3.根据权利要求2所述的一种全铆接模块化中梁结构，其特征在于，所述隔板与第一盖板结构相同，包括X型板，所述X型板的两端分别通过连接板相连。

4.根据权利要求2所述的一种全铆接模块化中梁结构，其特征在于，所述第一腹板通过冲压成型，第一腹板设置多处镂空。

5.一种全铆接模块化平车底架，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的中梁结构。

6.根据权利要求5所述的一种全铆接模块化平车底架，其特征在于，还包括横梁模块、枕梁模块、大横梁模块和侧梁模块，横梁模块铆接于牵引梁端部；枕梁模块与横梁模块间隔设定距离，横梁模块和枕梁模块的两端分别通过侧梁模块铆接在一起。

7.根据权利要求6所述的一种全铆接模块化平车底架，其特征在于，所述横梁模块包括第二腹板、第二盖板和托板，第二盖板的下方对称铆接第二腹板，第二腹板底部与托板铆接；其中，所述第二腹板开设减重孔。

8.根据权利要求6所述的一种全铆接模块化平车底架，其特征在于，所述枕梁模块包括第三盖板、第三腹板，第三腹板对称铆接于第三盖板底部；且所述第三腹板开设多个减重孔。

9.根据权利要求6所述的一种全铆接模块化平车底架，其特征在于，所述侧梁模块包括外侧梁、内侧梁，外侧梁和内侧梁通过铆接形成箱型承载结构；外侧梁底部连接脚蹬，外侧梁顶部安装集装箱锁。

10.一种铁路平车，其特征在于，包括如权利要求5-9任一所述的平车底架，所述平车底架底部安装转向架。

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