CN112550335A - 列车及其横梁组成 - Google Patents

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刘鹏
白玉琳
肖鹏
鞠增业
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Abstract

本发明公开了一种列车及其横梁组成，该横梁组成包括分体设置的横梁和摇枕支架，所述横梁包括两个相互平行设置的梁主体，所述梁主体的截面呈矩形结构，所述梁主体为碳纤维复合材料制成的梁主体；所述摇枕支架包括两个支架部，两个所述支架部相互平行设置，且所述支架的两端分别与两个所述梁主体连接。该横梁组成能够在降低重量的同时确保横梁组成的力学性能。

Description

列车及其横梁组成
技术领域
本发明涉及列车技术领域，特别是涉及一种列车及其横梁组成。
背景技术
以磁浮列车为例，横梁组成作为整车关键承载部件，与纵梁、电磁铁模块连接，通过二系悬挂组成传递车体与电磁铁之间的力。横梁组成主要承受纵向牵引制动力、横向导向力、竖向悬浮力及磁浮列车自重载荷，在复杂载荷条件下，横梁组成的疲劳强度问题成为主要关注点。
目前磁浮列车使用的横梁组成主要由铝合金制成，具体地，横梁通过铝合金挤压型材机加工成型，摇枕支架通过铸造铝合金机加工成型，两者加工成型后通过铆钉连接；目前铝合金型材和铸件废品率较高，最终制成的横梁组成的疲劳可靠性较差，且重量较高，不利于磁浮列车轻量化的发展需求。
对于其他类型的列车来说，横梁组成也存在类似的问题。
有鉴于此，如何改进现有列车的横梁组成，能够在降低重量的同时提高横梁组成的力学性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车及其横梁组成，该横梁组成能够在降低重量的同时确保横梁组成的力学性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种列车的横梁组成，包括分体设置的横梁和摇枕支架，所述横梁包括两个相互平行设置的梁主体，所述梁主体的截面呈矩形结构，所述梁主体为碳纤维复合材料制成的梁主体；所述摇枕支架包括两个支架部，两个所述支架部相互平行设置，且所述支架的两端分别与两个所述梁主体连接。
该列车的横梁组成包括分体设置的横梁和摇枕支架，其中，横梁的两个相互平行设置的梁主体由碳纤维复合材料制成，可提高横梁组成的疲劳强度，使其具备较高的强度和抗变形能力，耐腐蚀和降噪性能较好，且能够较大程度地降低横梁组成的整体重量；另外，梁主体和摇枕支架分体设置后再连接，也就是梁主体可单独加工，制造效率高，同时，摇枕支架可采用强度和刚度较好的材料制成比如金属材料等，以使横梁组成整体满足力学性能要求。
如上所述的列车的横梁组成，所述支架部为金属件，所述支架部与所述梁主体铆接固定。
如上所述的列车的横梁组成，所述支架部为碳纤维复合材料制成的支架部，还包括金属连接件，所述支架部的两端分别通过两个所述金属连接件与两个所述梁主体连接。
如上所述的列车的横梁组成，所述梁主体内部还设有碳纤维复合材料制成的加强筋。
如上所述的列车的横梁组成，所述加强筋包括四个筋部，四个所述筋部分别设于所述梁主体的四个角部，每个所述筋部的两端分别与所述梁主体的相邻两侧壁的内壁面连接。
如上所述的列车的横梁组成，所述筋部包括筋主体和沿所述筋主体的两端朝同一侧弯折形成筋折边，两所述筋折边分别与所述梁主体的相邻两侧壁的内壁面贴合固定。
如上所述的列车的横梁组成，所述筋折边与所述梁主体的侧壁通过粘接固定。
如上所述的列车的横梁组成，所述筋部的厚度与所述梁主体的壁厚之比为0.3～0.5。
本发明还提供一种列车，包括横梁组成，所述横梁组成为上述任一项所述的横梁组成。
由于上述横梁组成具有上述技术效果，所以包括该横梁组成的列车也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。
附图说明
图1为具体实施例中横梁组成的结构示意图；
图2为图1所示横梁组成的俯视图；
图3为图1中摇枕支架的支架部的结构示意图；
图4为图1中横梁的梁主体的断面示意图。
附图标记说明：
横梁组成100，梁主体110，支架部120，延伸壁部121，筋部130，筋主体131，筋折边132。
具体实施方式
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。
为便于理解和描述简洁，下文以磁浮列车为例，结合磁浮列车及其横梁组成一并说明，有益效果部分不再重复论述。
请参考图1至图4，图1为具体实施例中横梁组成的结构示意图；图2为图1所示横梁组成的俯视图；图3为图1中摇枕支架的支架部的结构示意图；图4为图1中横梁的梁主体的断面示意图。
磁浮列车的横梁组成为整车关键承载部件，与纵梁、电磁铁模块连接，通过二系悬挂组成传递车体与电磁铁之间的力。
该实施例中的横梁组成100包括横梁和摇枕支架，横梁和摇枕支架分体设置，即两者为相对独立的部件，分别单独加工制成。
其中，横梁包括两个相互平行设置的梁主体110，梁主体110的截面大致呈矩形结构，梁主体110由碳纤维复合材料制成。
摇枕支架包括两个支架部120，两个支架部120相互平行设置，且每个支架部120的两端分别与两个梁主体110连接。
该实施例中的横梁的两个梁主体110为碳纤维复合材料制成，这样，梁主体110的可塑性高，便于加工，碳纤维复合材料制成的梁主体110的疲劳强度高，抗变形能力强，耐腐蚀性和减振降噪性能好，与现有技术中铝合金材质制成的横梁组成相比，能够降低横梁组装100的整体重量，使其满足轻量化的发展需求。
在此基础上，摇枕支架的两个支架部120的可采用强度和刚度较好的材料制成，比如金属材料等，以使横梁组成100整体满足相关力学性能要求。
另外，上述横梁的各梁主体110及摇枕支架的各支架部120均单独加工，模具设计简单，制造效率高。
具体的方案中，摇枕支架的两个支架部120均为金属件，支架部120与梁主体110通过铆接固定。
参考图1至图3，图示方案中，支架部120为槽形结构，包括顶壁部、底壁部、侧壁部和两端壁部，两个支架部120固接于两梁主体110之间后，两者的槽口相对。
具体的方案中，支架部120可一体加工成型，以避免支架部120自身存在连接点，以提高横梁组成100的整体刚度和强度。
具体的，支架部120的顶壁部和底壁部的两端均向其外端延伸形成延伸壁部121，这样，位于支架部120同一端的两个延伸壁部121和同侧的端壁部形成呈U形的卡口结构，组装时，该卡口与梁主体110卡合，延伸壁部121与对应梁主体110的壁部具体可通过铆钉固定连接，这样，支架部120与梁主体110相对位置限定，且固定效果好。
当然，实际应用中，支架部120也可以根据需要设计为其他结构，不限于图中所示，但其与梁主体110连接部位的结构可类似设计。
除了上述方式外，在其他的实施例中，摇枕支架的支架部120也可采用碳纤维复合材料制成，在此基础上，横梁组成100还包括金属连接件，支架部120的端部具体通过金属连接件与梁主体110固接。
这样，摇枕支架也由碳纤维复合材料制成，可进一步降低横梁组成100的整体重量。
在具体应用中，梁主体110和摇枕支架可以选取不同规格的碳纤维预浸料，采用等刚度设计、应变控制的原则，以保证横梁组成100在所有工况下都具有足够的强度且重量相对最轻。
具体地，支架部120与金属连接件及金属连接件与梁主体110之间均通过铆接方式固定。
此方案中，支架部120和金属连接件的具体结构设计可根据实际需求来定。
具体的方案中，为确保梁主体110的刚度，还在梁主体110内设有碳纤维复合材料制成的加强筋。
具体的，加强筋包括四个筋部130，四个筋部130分别设于梁主体110的四个角部，每个筋部130的两端分别与梁主体110的相邻两侧壁的内壁面连接，可以理解，这样设置后，筋部130与梁主体110的壁部相倾斜，每个筋部130与其相连接的两个壁部形成三角结构，如此可提高梁主体110的刚度。
具体地，在不干涉梁主体110内相关机械连接结构的基础上，筋部130的延伸长度可与梁主体110大体一致，当然，根据结构设计需求，筋部130也可沿梁主体110的长度方向分段间隔设置。
该实施例中，筋部130包括筋主体131和沿筋主体131的两端朝同一侧弯折形成的筋折边132，连接时，筋部130的两个筋折边132分别与其配合的梁主体110的相邻两侧壁的内壁面贴合固定，如此，可增大筋部130与梁主体110的固定面积，确保两者的固定效果。
具体的，筋折边132与梁主体110通过粘接的方式固定。
如图4所示，固定后，一个筋部130的一个筋折边132可与其相邻的另一筋部130的对应的筋折边132相抵接。
具体的方案中，筋部130的厚度可以比梁主体110的壁厚较小设置，比如两者的比值可在0.3～0.5范围内选取。比如，在一个实例中，筋部130的厚度为3mm，梁主体110的壁厚为7mm。
以上对本发明所提供的一种列车及其横梁组成均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.列车的横梁组成，其特征在于，包括分体设置的横梁和摇枕支架，所述横梁包括两个相互平行设置的梁主体，所述梁主体的截面呈矩形结构，所述梁主体为碳纤维复合材料制成的梁主体；所述摇枕支架包括两个支架部，两个所述支架部相互平行设置，且所述支架的两端分别与两个所述梁主体连接。
2.根据权利要求1所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述支架部为金属件，所述支架部与所述梁主体铆接固定。
3.根据权利要求1所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述支架部为碳纤维复合材料制成的支架部，还包括金属连接件，所述支架部的两端分别通过两个所述金属连接件与两个所述梁主体连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述梁主体内部还设有碳纤维复合材料制成的加强筋。
5.根据权利要求4所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述加强筋包括四个筋部，四个所述筋部分别设于所述梁主体的四个角部，每个所述筋部的两端分别与所述梁主体的相邻两侧壁的内壁面连接。
6.根据权利要求5所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述筋部包括筋主体和沿所述筋主体的两端朝同一侧弯折形成筋折边，两所述筋折边分别与所述梁主体的相邻两侧壁的内壁面贴合固定。
7.根据权利要求6所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述筋折边与所述梁主体的侧壁通过粘接固定。
8.根据权利要求5所述的列车的横梁组成，其特征在于，所述筋部的厚度与所述梁主体的壁厚之比为0.3～0.5。
9.列车，包括横梁组成其特征在于，所述横梁组成为权利要求1-8任一项所述的横梁组成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113753092A (zh) * 2021-09-26 2021-12-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 横梁、构架、转向架、轨道车辆以及横梁的成型工艺

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