CN113997970B - 一种管结构、转向架及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管结构、转向架和轨道车辆，该管结构的管体包括金属内衬管和复合材料层，金属内衬管的内腔包括主腔体和至少一个隔离腔，主腔体形成气体流道，隔离腔与主腔体的非隔离壁一侧的金属内衬管部分管壁设有安装结构；本发明中的管体由金属管内衬和复合材料层形成，金属内衬管的内腔隔离形成隔离腔和主腔体，隔离腔与主腔体二者的非隔离壁上设置安装结构，用于安装零部件的安装座，这样安装结构不设置于形成气体流道的管壁，二者设置相互独立，安装结构的设置不会影响气体流道密封性能，兼顾实现安装结构稳定设置以及气体流道密封性能。另外，本发明中管体外层为复合材料层，在实现相同使用强度的前提下，管体重量相对比较轻。

Description

一种管结构、转向架及轨道车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种管结构、转向架及轨道车辆。

背景技术

转向架横梁作为地铁、动车组、高铁等转向架的主承载部件，横梁安装了大量的承力构件，如：横向减振器、牵引拉杆、制动夹钳、牵引电机、横向止挡等零部件，同时部分横梁还可作为空气弹簧的附加气室，降低空气弹簧的阻尼。

也就是说，转向架横梁通常既应当具有足够的强度以满足承载需求，也应当具有中空密封性能以满足形成附加气室需求。当前，转向架横梁通常使用中空结构的金属管，其内部作为气体通道，通过合理选择金属管的壁厚满足承载需求。

然而，金属材质横梁存在结构重量较重、存在金属材料腐蚀等问题，同时横梁成型大量采用焊接工艺，成型工艺复杂。

因此，如何克服上述缺陷中至少一者，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的其中一目的为提供一种结构强度高且内部气体通道密封性好的管结构。本发明的另一目的为提供包括上述管结构的转向架和轨道车辆。

本发明提供一种管结构，包括管体，所述管体包括金属内衬管和复合材料层，所述复合材料层成型于所述金属内衬管的外壁，所述金属内衬管的内腔包括主腔体和至少一个隔离腔，所述隔离腔与所述主腔体密封隔离，所述主腔体形成气体流道，所述隔离腔与所述主腔体的非隔离壁一侧的所述金属内衬管部分管壁设有安装结构，用于安装零部件安装座。

本发明中的管体由金属管内衬和复合材料层形成，金属内衬管的内腔隔离形成隔离腔和主腔体，隔离腔与主腔体二者的非隔离壁上设置安装结构，用于安装零部件的安装座，这样安装结构不设置于形成气体流道的管壁，二者设置相互独立，安装结构的设置不会影响气体流道密封性能，兼顾实现安装结构稳定设置以及气体流道密封性能。另外，本发明中管体外层为复合材料层，在实现相同使用强度的前提下，本发明所提供的管体重量相对比较轻。

可选的，所述金属内衬管的内腔中设有至少一个隔离板，所述隔离板将所述金属内衬管的内腔隔离形成所述主腔体和所述隔离腔，所述隔离板和所述金属内衬管局部内壁围合形成所述隔离腔；

或者，还包括密封盒，所述密封盒固定于所述金属内衬管内腔，所述密封盒形成所述隔离腔。

可选的，各所述隔离板与所述金属内衬管一体成型。

可选的，所述金属内衬管的两端开口位置还固定有安装板，所述安装板上设置有通孔和连接孔，所述连接孔用于与外部零部件配合连接，所述主腔与所述通孔连通形成气体流道。

可选的，所述安装板为框型结构，所述框型结构与所述金属内衬管焊接固定，所述框型结构的内框四个角部向内突形成安装台，所述连接孔设置于所述安装台，所述内框和各所述安装台之间形成所述通孔。

可选的，所述安装板还固定有管路接口。

可选的，还包括管路接口，所述管路接口焊接固定于所述金属内衬管，并且内部端口伸至所述金属内衬管的主腔体；

或者/和，所述管体包括两端部管段以及连接于两端部管段之间的连接管，连接管的一侧壁向内凹陷形成凹陷部；

或者/和，金属内衬管的材质为防腐性比较好的不锈钢或钛合金或者经过防腐处理的碳钢材质其中一者。

可选的，所述复合材料层通过以下方式成型：以所述金属内衬管为成型芯模，将复合材料铺贴或者缠绕于所述金属内衬管的外壁形成复合材料层。

另外，本发明还提供了一种转向架，包括两纵梁和两端固定连接所述两纵梁的横梁，所述横梁为上述任一项所述的管结构，所述主腔体形成空气弹簧的附加气室，所述横梁对应安装横向减振器座、牵引拉杆座、横向止档座、横梁辅助梁的位置均设置有所述安装结构。

此外，本发明还提供了一种轨道车辆，包括上述任一项所述的管结构；或者/和，包括上述所述的转向架。

本发明中的轨道车辆和转向架包括上述管结构，故二者也具有管结构的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中管结构的结构示意图；

图2为本发明一种实施例中管结构的正视图；

图3为本发明一种实施例中管结构的俯视图；

图4为图2中A-A剖视图；

图5为图2中B-B剖视图；

图6为本发明一种实施例中安装有安装板位置的局部示意图；

图7为本发明一种实施例中安装板的三维结构示意图。

其中，图1至图7中各附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下图：

1金属内衬管、1a安装结构、11主腔体、12密封盒、12a隔离腔、2复合材料层、2a凹陷部、3安装板、31安装台、3a连接孔、4管路接口、5固定板、6螺钉

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图7，图1为本发明一种实施例中管结构的结构示意图；图2为本发明一种实施例中管结构的正视图；图3为本发明一种实施例中管结构的俯视图；图4为图2中A-A剖视图；图5为图2中B-B剖视图；图6为本发明一种实施例中安装有安装板位置的局部示意图；图7为本发明一种实施例中安装板的三维结构示意图。

本发明提供了一种管结构，包括管体，管体包括金属内衬管1和复合材料层2。

金属内衬管1的材质可以为防腐性比较好的不锈钢或钛合金或者经过防腐处理的碳钢材质内衬，避免内衬腐蚀。复合材料层2由复合材料成型，复合材料可以为纤维材料。当然，金属内衬管1和复合材料层2的材料不局限于本文描述，还可以为其他材料。

本发明中的复合材料层2成型于金属内衬管1的外壁，在一种具体实施例中可以以金属内衬管1为成型芯模，将复合材料铺贴或者缠绕于所述金属内衬管1的外壁形成复合材料层2。这样成型复合材料层2比较简单。

本发明中的金属内衬管1的内腔包括主腔体11和至少一个隔离腔12a，隔离腔12a与主腔体11密封隔离，主腔体11形成气体流道，位于隔离腔12a与主腔体11的非隔离壁一侧的金属内衬管1部分管壁设有安装结构1a，用于安装零部件安装座。即安装结构1a位于隔离腔12a一侧壁所对应的金属内衬管1管壁，该段金属内衬管1管壁不形成主腔体11的腔体壁。

也就是说，安装结构1a支撑于金属内衬管1且该部分金属内衬管1不形成主腔体11，安装结构1a与金属内衬管1直接连接能够提高其安装强度，并且安装结构1a设置于隔离内腔所对应的侧壁，隔离内腔与形成气体流道的主腔体11隔离，这样在实现主腔体11密封性的前提下，设置安装结构1a。

本发明中的管体由金属管内衬和复合材料层2形成，金属内衬管1的内腔隔离形成隔离腔12a和主腔体11，隔离腔12a与主腔体11二者的非隔离壁上设置安装结构1a，用于安装零部件的安装座，这样安装结构1a不设置于形成气体流道的管壁，二者设置相互独立，安装结构1a的设置不会影响气体流道密封性能，兼顾实现安装结构1a稳定设置以及气体流道密封性能。另外，本发明中管体外层为复合材料层2，在实现相同使用强度的前提下，本发明所提供的管体重量相对比较轻。

在一种具体实施例中，金属内衬管1的内腔具有隔离板，隔离板将金属内衬管1的内腔隔离形成主腔体11和隔离腔12a，隔离板和金属内衬管1局部内壁围合形成隔离腔12a。隔离板的形状、数量可以根据安装结构1a的设置位置和布局而定。

当然，也可以直接将密封盒12体安装固定于金属内衬管1内部，这样成型工艺简单。

上述各实施例中，各隔离板与金属内衬管1一体成型。

在另一种具体实施例中，管结构还可以包括密封盒12，密封盒12固定于金属内衬管1内腔，密封盒12形成隔离腔12a。图4和图5中示出了隔离腔12a由密封盒12形成的具体实施方式。

密封盒12、隔离板可以均为金属板。

隔离板和金属盒在一定程度上能够提高管结构的使用强度。

管体外壁在安装结构1a设置位置处还可以增加固定板5，以增加连接强度。固定板5可以通过螺钉固定于管壁上。

上述各实施例中，金属内衬管1的两端开口位置还固定有安装板3，安装板3上设置有通孔和连接孔3a，连接孔3a用于与外部零部件配合连接，主腔体与通孔连通形成气体流道。

管结构通过其两端安装的安装板3上的连接孔3a能够实现与其他部件的连接，以管结构作为转向架构架横梁为例，横梁可以通过其两端伸至的安装板3与侧梁固定连接，实现连接简单化及可靠性。其中连接孔3a可以为螺栓孔或者螺纹孔或者铆接孔。

在一种具体实施例中，安装板3可以为框型结构，框型结构与金属内衬管1焊接固定，框型结构可以焊接于金属内衬管1内部或者外部，本文示出了框型结构位于金属内衬管1的外部。框型结构的内框四个角部向内突形成安装台31，连接孔3a设置于安装台31，内框和各安装台31之间形成通孔。

管结构内部的气流通道通过内框和各安装台31形成的通孔连通外部管路系统。

另外，安装板3上还可以固定有管路接口，以便与外部气路连接。

在一种具体实施方式中，管路接口4焊接固定于金属内衬管1，并且内部端口伸至金属内衬管1的主腔体11；管路接口4能够实现外部气路与主腔体11的连通。

一种具体实施例中，管体的部分管段的一侧壁向内凹陷形成凹陷部2a，管体包括两端部管段以及连接于两端部管段之间的连接管，连接管的一侧壁向内凹陷形成凹陷部2a，即管体为哑铃结构，在满足使用强度的基础陕，节约空间和降低重量。

此外，本发明还提供了一种转向架，包括两纵梁和两端固定连接两纵梁的横梁，横梁为上述任一实施例所述的管结构，主腔体11形成空气弹簧的附加气室，横梁对应安装横向减振器座、牵引拉杆座、横向止档座、横梁辅助梁的位置均设置有安装结构1a。

例如，两个横梁中间连接有横梁辅助梁形成H型横梁组件。上述各横向减振器座、牵引拉杆座、横向止档座等的安装位置及结构本文不做具体介绍。

另外，本发明还提供了一种轨道车辆，包括上述任一实施例所述的管结构；或者/和，上述转向架。

本发明中的轨道车辆和转向架包括上述管结构，故二者也具有管结构的上述技术效果。

以上对本发明所提供的一种管结构、转向架和轨道车辆进行了详细介绍。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 (7)

1.一种管结构，包括管体，其特征在于，所述管体包括金属内衬管和复合材料层，所述复合材料层成型于所述金属内衬管的外壁，所述金属内衬管的内腔包括主腔体和至少一个隔离腔，所述隔离腔与所述主腔体密封隔离，所述主腔体形成气体流道，所述隔离腔与所述主腔体的非隔离壁一侧的所述金属内衬管部分管壁设有安装结构，用于安装零部件安装座；所述金属内衬管的内腔中设有至少一个隔离板，所述隔离板将所述金属内衬管的内腔隔离形成所述主腔体和所述隔离腔，所述隔离板和所述金属内衬管局部内壁围合形成所述隔离腔；或者，还包括密封盒，所述密封盒固定于所述金属内衬管内腔，所述密封盒形成所述隔离腔；

所述金属内衬管的两端开口位置还固定有安装板，所述安装板上设置有通孔和连接孔，所述连接孔用于与外部零部件配合连接，所述主腔与所述通孔连通形成气体流道；

所述安装板为框型结构，所述框型结构与所述金属内衬管焊接固定，所述框型结构的内框四个角部向内突形成安装台，所述连接孔设置于所述安装台，所述内框和各所述安装台之间形成所述通孔；

所述管体包括两端部管段以及连接于两端部管段之间的连接管，连接管的一侧壁向内凹陷形成凹陷部。

2.如权利要求1所述的管结构，其特征在于，各所述隔离板与所述金属内衬管一体成型。

3.如权利要求1所述的管结构，其特征在于，所述安装板还固定有管路接口。

4.如权利要求1所述的管结构，其特征在于，还包括管路接口，所述管路接口焊接固定于所述金属内衬管，并且内部端口伸至所述金属内衬管的主腔体；

或者/和，金属内衬管的材质为防腐性比较好的不锈钢或钛合金或者经过防腐处理的碳钢材质其中一者。

5.如权利要求1至4任一项所述的管结构，其特征在于，所述复合材料层通过以下方式成型：以所述金属内衬管为成型芯模，将复合材料铺贴或者缠绕于所述金属内衬管的外壁形成复合材料层。

6.一种转向架，包括两纵梁和两端固定连接所述两纵梁的横梁，其特征在于，所述横梁为权利要求1至5任一项所述的管结构，所述主腔体形成空气弹簧的附加气室，所述横梁对应安装横向减振器座、牵引拉杆座、横向止档座、横梁辅助梁的位置均设置有所述安装结构。

7.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的管结构；或者/和，包括权利要求6所述的转向架。

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