CN114030499B - 转向架的辅助梁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种转向架的辅助梁,所述辅助梁包括形成封闭内腔的壳体,所述壳体包括设于内腔中的隔板,所述隔板将所述内腔分隔为第一腔和第二腔,所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔和所述第二腔的第一气室接口和第二气室接口;且,所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔、所述第二腔的第一差压阀接口和第二差压阀接口。本方案中转向架构架的辅助梁不仅仅作为连接前、后两根横梁的连接件,其同时分隔形成第一腔和第二腔,可以和横梁的内腔建立连通,从而充当转向架构架上安装的空簧的附加气室,增加附加气室的容积。而且,辅助梁同时提供差压阀的安装空间,使得构架结构较为紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域,具体涉及一种转向架的辅助梁。
背景技术
目前轨道车辆中,诸如地铁、动车组、高铁等,转向架构架的横梁基本均采用金属材质制成,转向架的辅助梁作为转向架横梁的一部分,辅助梁焊接至两根横梁之间。转向架的侧梁中部设有空簧,侧梁的内腔形成空簧的附加气室,容积不足时,也外挂风箱作为附加气室,结构较为复杂。
此外,金属材质横梁存在结构重量较重、金属材料容易腐蚀等问题,同时辅助梁、横梁采用焊接工艺成型,辅助梁无法拆卸,不方便检修更换。
鉴于此,如何改善转向架的构架设计,是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种辅助梁,所述辅助梁包括形成封闭内腔的壳体,所述壳体包括设于内腔中的隔板,所述隔板将所述内腔分隔为第一腔和第二腔,所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔和所述第二腔的第一气室接口和第二气室接口;且,所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔、所述第二腔的第一差压阀接口和第二差压阀接口。
可选地,所述壳体为由纤维复合材料制成的一体式结构。
可选地,所述壳体的壳壁设有贯通内外的安装孔,所述壳体内还设有用于安装外部部件的连接座,所述连接座对应于至少一个所述安装孔,所述连接座与所述安装孔密封。
可选地,所述连接座包括连接板,所述连接板至少一处分别朝向两侧凸出,以形成内凸起和外凸起;所述连接座形成连接孔,所述连接孔贯通所述外凸起和所述连接板,并延伸至所述内凸起内;所述外凸起插入所述安装孔,所述连接板贴靠于所述壳体的内壁;所述外凸起与所述安装孔,和/或所述连接板与所述壳体的内壁密封连接。
可选地,所述第一腔和所述第二腔的内壁均具有内衬,所述连接座包括密封盒,所述密封盒的一部分周壁密封固定于所述内衬的内壁,并覆盖至少一个所述安装孔,所述密封盒在覆盖所述安装孔的位置开设和所述安装孔连通的开孔。
可选地,所述第一腔和所述第二腔的内壁具有内衬。
可选地,所述内衬为不锈钢、钛合金、PE或高分子量聚乙烯。
可选地,所述第一气室接口、所述第二气室接口均设有密封接头,所述密封接头包括密封筒、螺母和垫片,所述密封筒的筒部贯穿所述第一气室接口或所述第二气室接口,所述筒部位于所述壳体内腔的一端径向延伸形成环形凸缘,所述环形凸缘与所述壳体的内壁贴合,所述筒部伸出至所述壳体外部的一端与所述螺母螺纹固定,所述垫片处于所述螺母和所述壳体的外壁之间,所述密封接头和所述壳体通过密封胶和/或密封圈密封。
可选地,所述壳体呈方形,且所述壳体相对的顶部和底部两侧分别向两端延伸形成U形翼缘,相对的前后两侧向两端延伸与U形翼缘的外端相平齐。
本方案中转向架构架的辅助梁不仅仅作为连接前、后两根横梁的连接件,其同时分隔形成第一腔和第二腔,可以和横梁的内腔建立连通,从而充当转向架构架上安装的空簧的附加气室,增加附加气室的容积,辅助梁的内腔也可以和侧梁的内腔组成附加气室,或者和横梁、侧梁的内腔共同组成附加气室,以满足附加气室的容积要求,减少外挂件的设置,精简构架的结构。与此同时,壳体还同时设有分别连通第一腔、第二腔的第一差压阀接口和第二差压阀接口,如此,差压阀安装后,第一腔、第二腔可以接通差压阀,使差压阀能够感测第一腔、第二腔的压力,从而获知两个空簧的压差,以进行压力的调节,保持系统的平衡稳定,可见辅助梁同时提供差压阀的安装空间,使得构架结构较为紧凑。
附图说明
图1为本发明实施例中设有辅助梁的构架的示意图;
图2为实施例1中辅助梁的结构示意图;
图3为图2的主视图;
图4为图3的右视图;
图5为图4的左视图;
图6为图3的俯视图;
图7为图3的A-A向剖视图;
图8为图5的B-B向视图;
图9为图5的C-C向视图;
图10为实施例2中辅助梁的主视图;
图11为图10的右视图;
图12为图10的左视图;
图13为图10的俯视图;
图14为图10的A-A向剖视图;
图15为图12的B-B向视图;
图16为图12的C-C向视图。
图1-16中的附图标记说明如下:
1-侧梁;13-空簧安装座;
2-横梁;
3-辅助梁;31-壳体;311-U形翼缘;311a-紧固孔;312-延伸翼缘;313- 隔板;31a-安装孔;31b-第一差压阀接口;31c-第二差压阀接口;31d-第一窗口;31e-第二窗口;3a-第一腔;3b-第二腔;
32-差压阀安装座;321-凸块;32a-第一差压阀连通孔;32b-第二差压阀连通孔;32c-螺栓;
33-横向止挡座;33a-插孔;
341-第一密封盒;341a-开孔;342-第二密封盒;343-第三密封盒;
35-密封接头;351-垫片;352-螺母;353-密封筒;
361-第一内衬;362-第二内衬;
37-密封圈;
381a-第一连接板;381b-第一内凸起;381c-第一外凸起;381d-第一连接孔;
382a-第二连接板;382b-第二内凸起;382c-第二外凸起;382d-第二连接孔;
383a-第三连接板;383b-第三内凸起;383c-第三外凸起;383d-第三连接孔。
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。
如图1所示,图1为本发明实施例中设有辅助梁的构架的示意图。
转向架的构架包括纵向延伸的两根侧梁1和设于两根侧梁1之间的两根横梁2,本方案提供的辅助梁3则设于转向架构架的两根横梁2之间,辅助梁3 的两侧分别和两根横梁2固定,以连接两根横梁2,加强两根横梁2的连接可靠性,增加构架的整体强度。辅助梁3的具体结构可参照下述实施例1、2理解。
实施例1
请参考图2-9,图2为实施例1中辅助梁3的结构示意图;图3为图2 的主视图;图4为图3的右视图;图5为图4的左视图;图6为图3的俯视图;图7为图3的A-A向剖视图;图8为图5的B-B向视图;图9为图 5的C-C向视图。
如图2、7所示,该实施例中的辅助梁3包括形成封闭内腔的壳体31,壳体31的内腔中设有隔板313,隔板313将内腔分隔为第一腔3a和第二腔3b。如图2所示,实施例1中的壳体31大致呈方形结构,图3示出壳体31的顶部,图3中壳体31的上、下两侧分别为壳体31的前、后侧,前、后侧即沿构架的纵向的前后,图3中垂直纸面向外、向内分别为壳体31 的顶部、底部,左右两侧即为壳体31水平方向的左右侧,对应于构架的横向。如图1所示,壳体31的前、后侧分别和前后两根横梁2的周壁连接,例如图1中壳体31前侧板的端部边缘设有紧固孔311a,通过插入紧固件和横梁2进行紧固。如图7、9所示,隔板313将壳体31的内腔分隔形成的第一腔3a和第二腔3b沿前后分布,第一腔3a靠近一根横梁2,第二腔 3b靠近另一根横梁2。
本实施例中壳体31的底部还设有两个气室接口,请继续参考图7,壳体31设有贯通内外的第一气室接口和第二气室接口,第一气室接口和第二气室接口分别连通第一腔3a、第二腔3b至外部。具体地,可以通过管路将第一气室接口和第二气室接口分别和两根横梁2的内腔连通,比如,将对应于第一腔3a的第一气室接口和其靠近的一根横梁2的内腔连通,对应于第二腔3b的第二气室接口和其靠近的另一根横梁2的内腔连通,图7 中两个气室接口均通过安装密封接头35,以通过外部管路和外部连通。可以理解,第一气室接口和第二气室接口也可以直接和横梁2形成对接,不设置外接管路,但设置外接管路是的连接更易于实施,且连接的气密性更容易保证。另外,两个气室接口也不限于设置在壳体31的底部,设置在顶部或者其他位置也可以,这里设于底部,便于和前后两侧的横梁2建立连接,而且,不和其他部件干涉,图1中辅助梁33的顶部设有横向止挡座 33。
可见,本实施例中,辅助梁3不仅仅作为连接前、后横梁2的连接件,其同时可以和横梁2的内腔建立连通,从而充当转向架构架上安装的空簧的附加气室,增加附加气室的容积,图1中侧梁1的中部设有空簧安装座13,用于安装空簧。本实施例中,两根横梁2之间设有一个或以上的辅助梁3,图1以设置两个辅助梁3为例,则两个辅助梁3的第一腔3a和一根横梁2的内腔共同作为一个空簧的附加气室,两个辅助梁3的第二腔3b 和另一根横梁2的内腔共同作为另一个空簧的附加气室。辅助梁3的内腔也可以和侧梁1的内腔组成附加气室,或者和横梁2、侧梁1的内腔共同组成附加气室,以满足附加气室的容积要求,减少外挂件的设置,精简构架的结构。
设置密封接头35,是为了便于满足壳体31内腔作为附加气室的气密性要求,如图7所示,密封接头35包括密封筒353、螺母352和垫片351,密封筒353的筒部贯穿第一气室接口或第二气室接口,密封筒353具体呈 T型,筒部位于壳体31内腔的一端径向延伸形成环形凸缘,环形凸缘与第一腔3a或第二腔3b的内壁贴合,筒部伸出至壳体31外部的一端与螺母352螺纹固定,垫片351处于螺母352和壳体31的外壁之间,密封接头35 和壳体31可以通过密封胶和/或密封圈密封,具体地,密封筒353和气室接口的内壁通过密封胶粘接,环形凸缘与第一腔3a的内壁可以通过密封胶粘接或者设置密封圈,垫片351和壳体31外壁之间也可以设置密封圈或者设置密封胶,垫片351也可以直接是密封垫结构。此时,密封筒353的筒腔形成通道,实现对应的第一腔3a或第二腔3b,与外部的连通,外部管路可以插接于密封筒353。
与此同时,由于辅助梁3的第一腔3a、第二腔3b分别充当了两个空簧的附加气室的一部分,则壳体31还同时设有分别连通第一腔3a、第二腔3b的第一差压阀接口31b和第二差压阀接口31c。如图2、3所示,辅助梁3的左侧设有差压阀安装座32,差压阀安装座32用于安装差压阀,如图9所示,差压阀安装座32开设有第一差压阀连通孔32a、第二差压阀连通孔32b,以分别通过开设于壳体31的第一差压阀接口31b、第二差压阀接口31c连通至第一腔3a、第二腔3b,如此,差压阀安装后,第一腔 3a、第二腔3b可以接通差压阀,使差压阀能够感测第一腔3a、第二腔3b 的压力,从而获知两个空簧的压差,以进行压力的调节,保持系统的平衡稳定。
图2、9所示,差压阀安装座32包括底板和位于底板中部的凸块321,底板和壳体31固定,第一差压阀连通孔32a、第二差压阀连通孔32b开设于凸块321,以形成相对较长的通道。
本实施例中壳体31是由纤维复合材料制成,比如采用碳纤维制成,也可以包括碳纤维和玻璃纤维,本实施例以碳纤维为例进行说明,不再一一赘述。壳体31为一体式结构,隔板313属于壳体31的一部分,和壳体31 为一体成型,碳纤维结构的辅助梁3有利于实现构架的轻量化,而且在防腐蚀方面具有更多的优势。复合材料制成的辅助梁3可以通过紧固件紧固到横梁2,易于拆卸。
此时,为了提高第一腔3a、第二腔3b作为气室的气密性,请继续查看图9,第一腔3a和第二腔3b的内壁具有内衬,分别为第一内衬361和第二362,内衬可以作为芯模,在铺设或编织缠绕碳纤维时,直接将内衬和碳纤维的壳体31形成一体,更加能够保证壳体31内腔的气密性。第一内衬361和第二内衬362具体可以为不锈钢、钛合金、PE或高分子量聚乙烯等防腐性较好的材质,避免内衬腐蚀。
此时,针对碳纤维制成的辅助梁3的外部部件的安装,由于不适合通常的金属梁的焊接连接方式,本实施例还专门设置相应的连接座以实现碳纤维制成的辅助梁3的外部部件安装,同时还兼顾气密性要求。
请继续参考图9,连接座包括密封盒,密封盒的一部分周壁密封固定于内衬的内壁,图9中包括第一密封盒341、第二密封盒342和第三密封盒343,密封盒均为矩形盒体,盒体的一侧表面贴合在第一腔3a或第二腔 3b的内衬的内壁,密封盒和内衬一体形成,例如注塑、焊接等方式,保证贴合内衬位置的密封性。
壳体31上根据外部部件的安装需求开设多个内外贯通的安装孔31a,密封盒在相应位置贴合内衬的内壁时,还对应覆盖至少一个安装孔31a,密封盒在覆盖安装孔31a的位置开设和安装孔31a连通的开孔。如图9所示,第一密封盒341和第一内衬361贴合的一侧开设有开孔341a,当外部部件需要安装时,可以将外部部件的安装座或者外部部件直接通过紧固件紧固到安装孔31a的位置,例如紧固件可以是螺栓,螺栓插入安装孔31a 并穿过开孔341a而插入到对应的密封盒内,密封盒此时既为紧固件提供了紧固拧紧的空间,又确保安装孔31a和第一腔3a或第二腔3b之间的气密性。密封盒可以覆盖一个安装孔31a,也可以覆盖多个安装孔31a,多个紧固件紧固相应外部部件时同时插入到一个密封盒内,密封性能更易于得到保证,当然,每个紧固件、安装孔31a对应一个密封盒也可以。
图9中示出的位于左端的第一密封盒和对应的安装孔31a以及位于顶部的第二密封盒342及相应的安装孔31a,可以用于连接图1中所示的横向止挡座33,以安装横向止挡,如图7所示,横向止挡安装座33开设有插孔33a,紧固件插入插孔33a再进入到第二密封盒342内。继续参考图7、 9,差压阀安装座32的安装也通过设置密封盒的方式进行安装,壳体31 的第一腔3a、第二腔3b内可均设置两个第三密封盒343,分别连接差压阀安装座32的底板的上、下两端,以图7为视角,第一腔3a、第二腔3b沿左右方向均布置两个第三密封盒343。如图7、9所示,壳体31第一腔3a、第二腔3b在对应于差压阀安装座32的一端腔壁分别开设有第一窗口31d、第二窗口31e,差压阀安装座32的底板几乎覆盖整个辅助梁3的端部,也覆盖住第一窗口31d、第二窗口31e,为了保证密封性,底板与差压阀安装座32的端部之间可设置密封圈37。可以理解,壳体31不设置窗口也可以,差压阀安装座32的底板可以设计相对较小,能够预留出设置差压阀连通孔即可。
请结合图2、9理解,本实施例中的壳体31大体呈方形,且壳体31 的顶部和底部分别向两端延伸形成U形翼缘311,相对的前、后侧则也向两端延伸形成条形的延伸翼缘312,与横梁2连接的紧固孔311a可设于该延伸翼缘312,从而便于和横梁2进行连接操作。延伸翼缘312与U形翼缘311的外端相平齐,从而组合形成翼缘式的辅助梁3壳体结构,U形翼缘311结构分布于壳体31的左右两侧,对壳体31结构整体包覆,通过U 形翼缘311结构连接至横梁2,对复合材料翼缘壳体结构提供整体结构支撑,同时可以实现复合材料辅助梁3的拆装。该复合材料的辅助梁3可以与同样由碳纤维复合材料制成的横梁2装配组成H形整体横梁结构,最后整体与转向架的侧梁1装配。
实施例2
请参考图10-16,图10为实施例2中辅助梁3的主视图;图11为图 10的右视图;图12为图10的左视图;图13为图10的俯视图;图14为图10的A-A向剖视图;图15为图12的B-B向视图;图16为图12的C-C 向视图。
实施例2的辅助梁3结构与实施例1基本相同,下面只描述区别部分,其余部分相同不再赘述。区别之处在于,实施例2中壳体31第一腔3a、第二腔3b并不设置内衬,此时,为了便于实现和外部部件的连接,设置的专门连接的连接座不再是密封盒,而是图14-16中所示的连接座结构。
该连接座包括连接板,连接板至少一处分别朝向两侧凸出,以形成内凸起和外凸起,在设于壳体31内时,内凸起位于内腔中,外凸起位于壳体 31壳壁的安装孔31a中。另外,连接座形成连接孔,连接孔贯通外凸起和连接板,并延伸至内凸起内。
以图16中设于壳体31端部用于连接横向止挡座33的第一连接座为例,第一连接座包括第一连接板381a、第一外凸起381c、第一内凸起381b、第一连接孔381d,第一外凸起381c插入开设于壳体31壳壁的安装孔31a,第一内凸起381b和第一连接板381a贴靠于壳体31的内壁;第一外凸起 381c与安装孔31a,和/或第一连接板381a与壳体31的内壁密封连接,可以设置密封圈和/或通过密封胶粘接。图16中壳体31的左端和顶部分别设有第一连接座、第二连接座,第二连接座包括第二连接板382a、第二内凸起382b、第二外凸起(图16未示出),第一、第二连接座用于连接横向止挡座33,图14中示出横向止挡座33,横向止挡座33设有插孔33a,紧固件可插入插孔33a并插入到对应连接座的连接孔内,连接孔可以是螺纹孔。图16中,壳体31右端设置的第三连接座,包括第三连接板383a、第三内凸起383b、第三外凸起383c,形成第三连接孔383d(图16未示出第三外凸起383c,形成第三连接孔383d,示于图15),通过螺栓32c插入差压阀安装座32的底板和第三连接孔383d,将差压阀安装座32安装至壳体31。由于实施例2中壳体31内腔无内衬,连接板的外凸起用于插固在壳体31 的安装孔31a内,便于实现密封。
以上仅是本发明的优选实施方式,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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.转向架的辅助梁,其特征在于,所述辅助梁(3)包括形成封闭内腔的壳体(31),所述壳体(31)包括设于内腔中的隔板(313),所述隔板(313)将所述内腔分隔为第一腔(3a)和第二腔(3b),所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔(3a)和所述第二腔(3b)的第一气室接口和第二气室接口;且,所述壳体还设有贯通内外,分别连通所述第一腔(3a)、所述第二腔(3b)的第一差压阀接口(31b)和第二差压阀接口(31c);所述壳体(31)为由纤维复合材料制成的一体式结构;所述壳体(31)的壳壁设有贯通内外的安装孔(31a),所述壳体(31)内还设有用于安装外部部件的连接座,所述连接座对应于至少一个所述安装孔(31a),所述连接座与所述安装孔(31a)密封;所述第一腔(3a)和所述第二腔(3b)的内壁均具有内衬,所述连接座包括密封盒,所述密封盒的一部分周壁密封固定于所述内衬的内壁,并覆盖至少一个所述安装孔(31a),所述密封盒在覆盖所述安装孔(31a)的位置开设和所述安装孔(31a)连通的开孔(341a)。
2.如权利要求1所述的转向架的辅助梁,其特征在于,所述连接座包括连接板,所述连接板至少一处分别朝向两侧凸出,以形成内凸起和外凸起;所述连接座形成连接孔,所述连接孔贯通所述外凸起和所述连接板,并延伸至所述内凸起内;所述外凸起插入所述安装孔,所述连接板贴靠于所述壳体(31)的内壁;所述外凸起与所述安装孔(31a),和/或所述连接板与所述壳体(31)的内壁密封连接。
3.如权利要求2所述的转向架的辅助梁,其特征在于,所述内衬为不锈钢、钛合金或PE。
4.如权利要求1所述的转向架的辅助梁,其特征在于,所述第一气室接口、所述第二气室接口均设有密封接头(35),所述密封接头(35)包括密封筒(353)、螺母(352)和垫片(351),所述密封筒(353)的筒部贯穿所述第一气室接口或所述第二气室接口,所述筒部位于所述壳体(31)内腔的一端径向延伸形成环形凸缘,所述环形凸缘与所述壳体(31)的内壁贴合,所述筒部伸出至所述壳体(31)外部的一端与所述螺母(352)螺纹固定,所述垫片(351)处于所述螺母(352)和所述壳体(31)的外壁之间,所述密封接头(35)和所述壳体(31)通过密封胶和/或密封圈密封。
5.如权利要求1-4任一项所述的转向架的辅助梁,其特征在于,所述壳体(31)呈方形,且所述壳体(31)相对的顶部和底部两侧分别向两端延伸形成U形翼缘(311),相对的前后两侧向两端延伸与U形翼缘(311)的外端相平齐。
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