CN115009316B - 一种轻量化防火底架结构及组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻量化防火底架结构及组装方法，其特征在于：包括设于两侧的底架边梁，在所述底架边梁之间设有间隔布置的多个底架横梁，在所述底架边梁上设有覆盖在所述底架横梁上的地板，在所述底架横梁的下方连接有底板。本发明轻量化防火底架结构及组装方法，结构简单，结构性能高，可较好的满足车辆的强度，噪声、防火及轻量化要求，组装方便快捷，具有较强的实用性和较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆技术领域，更具体地说，涉及一种轻量化防火底架结构及组装方法。
背景技术
目前，轨道车辆常见的车体底架结构有碳钢材料和铝型材材料两种。碳钢底架具有高强度，高韧性，高疲劳强度的优点，但是碳钢车体较重，不符合轻量化的趋势；铝合金型材底架具有密度低，重量轻，强度高的优点最近被广泛应用，铝合金底架也有铝合金底架的缺点，铝合金底架的韧性及抗疲劳性能均不如碳钢车体底架结构。
当车体的结构发生改变时，或者选择碳钢、铝材不同材料时，可能会使列车整体的刚度性能发生变化，从而影响列车整体的弯曲频率。当刚度过大时，车体韧性降低，车体变形能力降低，缺陷或应力集中更容易表现出来，当刚度过小时，车体强度不足，从而挠度变大，影响车辆的舒适性。
为满足轨道车辆车体底架结构的强度，韧性，噪声、防火等要求，车体底架结构通常设计的结构较复杂，重量较重。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单，结构性能好的轻量化防火底架结构。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种轻量化防火底架结构，其特征在于：包括设于两侧的底架边梁，在所述底架边梁之间设有间隔布置的多个底架横梁，在所述底架边梁上设有覆盖在所述底架横梁上的地板，在所述底架横梁的下方连接有底板。
为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：
所述底架横梁与底板和地板形成的型腔中设有隔音防寒填充层。
所底板通过铆钉或点焊连接在所述底架横梁上。
所述底板包括底板本体，在所述底板本体上与吊挂立柱布置位置对应处设有立柱避让槽。
所述底板本体上位于所述立柱避让槽侧设有横梁搭接边，所述横梁搭接边对应焊接在所述底架横梁侧边；在所述底板本体上与所述底架边梁相对的一侧设有对应连接在所述底架边梁内侧的纵梁搭接边。
在底架结构下方靠近两侧所述底架边梁处设置吊挂梁。
所述吊挂梁通过吊挂立柱连接在所述底架横梁上。
所述吊挂立柱包括立柱本体，及设于所述立柱本体一侧的加强侧板。
所述立柱本体为一侧开口的U型结构，包括第一侧板及设于所述第一侧板两侧的第二侧板，在所述第一侧板上设有向上延伸连接至所述底架横梁上的上延伸加强板，在所述第二侧板的两侧设有向下延伸以连接所述吊挂梁的下延伸加强板。
一种轻量化防火底架结构的组装方法，其特征在于：组装时先将底架横梁和底架边梁焊接成底架框架结构；将吊挂立柱焊接在底架横梁相应位置上；再将底板焊接或是铆接在底架横梁上；将吊挂梁连接在吊挂立柱上；在底架横梁与底板的型腔中设有隔音防寒填充层；在底架边梁上安装地板。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明轻量化防火底架结构及组装方法，结构简单，结构性能高，可较好的满足车辆的强度，噪声、防火及轻量化要求，组装方便快捷，具有较强的实用性和较好的应用前景。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明轻量化防火底架结构示意图；
图2为本发明轻量化防火底架底部结构示意图；
图3为本发明轻量化防火底架内部结构示意图；
图4为本发明轻量化防火底架剖面结构示意图；
图5为本发明轻量化防火底架底部底板布置结构示意图；
图6为本发明轻量化防火底架底板结构示意图；
图7为本发明轻量化防火底架吊挂梁连接结构示意图；
图8为本发明轻量化防火底架吊挂立柱结构示意图。
图中标记为：
1、地板，2、底架边梁，3、隔音防寒填充层；
4、底板，41、底板本体，42、立柱避让槽，43、横梁搭接边，44、纵梁搭接边，45、第一安装孔，46、第二安装孔；
5、吊挂梁；
6、吊挂立柱，61、立柱本体，611、第一侧板，612、第二侧板，613、上延伸加强板，614、下延伸加强板，62、加强侧板；
7、底架横梁，8、吊挂钩。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
本发明轻量化防火底架结构，如图1、2、3、4、5中所示，包括设于两侧的底架边梁2，在底架边梁2之间设有间隔布置的多个底架横梁7，在底架边梁2上设有覆盖在底架横梁7上的地板2，在底架横梁7的下方连接有底板4。本发明这种轻量化防火底架结构，满足结构轻量化及结构强度和韧性的要求，底板4的设置在一定程度上可以提高防火要求，同时降低噪声，可以提高车体底架刚度，提高车体底架垂向强度，使用最少的材料满足所需的强度，以达到轻量化的目的。
本发明中，在底架横梁7与底板4和地板2形成的型腔中设有隔音防寒填充层3。底板4加隔音防寒填充层3可以进一步提高噪音及防火能力，防火能力可以提升至30分钟。隔音防寒填充层3的材料可选用陶瓷纤维。
本发明轻量化防火底架结构，底板4为不锈钢板，本发明的实施例中选用的为0.6mm不锈钢板，可通过铆钉或点焊连接在车体底架的底架横梁7上。底板4设有多块，多块底板4通过焊接或铆钉连接完整覆盖整个底架区间。本发明的一种实施例中，在底架边梁2之间设有十五根底架横梁7，底架横梁7两端分别连接至两侧的底架边梁2上，底架横梁7加不锈钢板的设计可以对底架结构的强度及韧性进行平衡，更好的满足轻量化及结构强度和韧性的要求。
本发明中，在底架横梁7与底板4和地板2形成的型腔中设有隔音防寒填充层3，可很好的满足防火及隔音的要求；底架横梁7上部覆盖地板1，多层结构共同组成轻量化防火底架结构，满足结构轻量化及结构强度和韧性的要求，同时具有防火及隔音功效。
本发明轻量化防火底架结构，其设有双梁设备吊挂结构，双梁设备吊挂结构包括设于底部的吊挂梁5，吊挂梁5通过吊挂立柱6连接在底架横梁7上。在防火底架结构下方靠近两侧的底架边梁2处设置吊挂梁5，安装设备时，设备的一边通过吊挂钩连接至吊挂梁5上，另一边则吊挂在车体主结构的底架边梁2上，实现双梁吊挂。此种结构设置结构相对简单，且设备吊挂梁5通过多个吊挂立柱6焊接在底架横梁7上，可减少焊接面积，且连接结构稳定性较好，可以让车体底架保持一定的变形能力。此种结构设置更适合大批量生产，更能保证车辆的长期安全运营。
本发明轻量化防火底架结构，旨在设计一种跨座式单轨轻量化防火底架结构，在满足车辆的强度，噪声、防火要求的情况下，设计轻量化底架复合结构。双梁吊挂结构，一边吊挂在设备吊挂梁5上，一边吊挂在底架边梁2上，设备吊挂梁5使用立柱焊接，接触面积小，承载大，减少加强侧板焊接，车体底架可以自由变形，车体底架可以有一定的变形能力，有利于减小缺陷或应力集中的影响，促使应力均匀化。
本发明轻量化防火底架结构，底架包括底架边梁2和底架横梁7，在碳钢组成的底架框架上铆接或焊接底板4，铆接0.6mm不锈钢板或者使用点焊0.6mm不锈钢板，经相关理论分析及数值模拟，当铆钉数量或焊点数量达到1000个时，才可以满足车体底架及防火板结构的疲劳强度要求，此种结构设置，提高车体结构强度的同时又平衡了韧性问题。底板4的设置在一定程度上可以提高防火要求，同时降低噪声，可以提高车体底架刚度，提高车体底架垂向强度，使用最少的材料满足所需的强度，以达到轻量化的目的。底板4加隔音防寒填充层3可以进一步提高噪音及防火能力，防火能力可以提升至30分钟。
本发明中，双梁吊挂结构使底架设备吊挂更简单，稳定性更好。吊挂结构通过吊挂立柱6焊接连接于底架横梁7上，减少大量过渡板及支架的焊接。设备另一边吊挂在车体的底架边梁2主结构上，形成双梁吊挂机构。
本发明轻量化防火底架结构，结构设计平衡了强度和韧性，同时还需考虑防火，噪声要求。现有的车辆防火时间较短，不满足相关标准的要求，本申请这种轻量化防火底架结构具有较好的防火性能；目前，为满足车体的吊挂接口需求，轨道车辆底架结构设备梁设计结构冗杂，多为焊接L型吊挂支架，结构复杂、焊接变形较大，焊接面积较大影响应力释放，降低了材料原有的韧性；相较传统的底部结构设计，本申请这种轻量化防火底架结构，结构简单，且安装连接后结构稳定性好。
本发明中，如图6中所示，底板4包括底板本体41，在底板本体41上与吊挂立柱6布置位置对应处设有立柱避让槽42，安装时先将吊挂立柱6焊接在底架横梁7的对应位置上后在组装底板4。在底板本体41上位于立柱避让槽42侧设有横梁搭接边43，横梁搭接边43为设于底板本体41上的翻边结构，对应焊接在底架横梁7侧边，以提高连接结构强度。在底板本体41上与底架边梁2相对的一侧设有对应连接在底架边梁2内侧的纵梁搭接边44。可根据底架下方面积及吊挂立柱6布置位置合理的设置多块底板4，拼接构成整体底板。
本发明中，在底板本体41两侧设有连接至对应底架横梁7上的第一安装孔45，根据底板本体41的设置大小，可在较大的底板本体41中部加设第二安装孔46，以更好的满足稳定的安装连接需求。
本发明中，如图7、8中所示，吊挂立柱6包括立柱本体61，及设于该立柱本体61一侧的加强侧板62，立柱本体61为一侧开口的U型结构，包括第一侧板611及设于第一侧板611两侧的第二侧板612，在第一侧板上设有向上延伸连接至底架横梁7上的上延伸加强板613，在第二侧板612的两侧设有向下延伸以连接吊挂梁5的下延伸加强板614。加强侧板62焊接在立柱本体61一侧，加强侧板62上端连接在底架横梁7上，侧边连接在第二侧边612两侧。此种结构设置便于吊挂立柱6加工成型，且便于连接，连接结构稳定性较好。
本发明轻量化防火底架结构的组装方法，组装时先将底架横梁7和底架边梁2焊接成底架框架结构；将吊挂立柱6焊接在底架横梁7相应位置上；再将底板4焊接或是铆接在底架横梁7上；将吊挂梁5连接在吊挂立柱6上；在底架横梁7与底板4的型腔中设有隔音防寒填充层3；在底架边梁2上安装地板1。吊挂梁5与侧边的底架边梁2构成用于吊挂设备的双梁设备吊挂结构，可将设备通过吊挂钩8稳定的安装布置在该双梁吊挂结构上。
本发明轻量化防火底架结构及组装方法，结构简单，结构性能高，可较好的满足车辆的强度，噪声、防火及轻量化要求，组装方便快捷，具有较强的实用性和较好的应用前景。
在本发明的描述中，需要说明的是，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。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发明中的具体含义。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种轻量化防火底架结构，其特征在于：包括设于两侧的底架边梁，在所述底架边梁之间设有间隔布置的多个底架横梁，在所述底架边梁上设有覆盖在所述底架横梁上的地板，在所述底架横梁的下方连接有底板；所述底板包括底板本体，在所述底板本体上与吊挂立柱布置位置对应处设有立柱避让槽；在底架结构下方靠近两侧所述底架边梁处设置吊挂梁；所述吊挂梁通过吊挂立柱连接在所述底架横梁上；所述底架边梁和吊挂梁形成双梁吊挂结构，设备一边吊挂在所述吊挂梁上，一边吊挂在底架边梁上；所述底板本体上位于所述立柱避让槽侧设有横梁搭接边，所述横梁搭接边对应焊接在所述底架横梁侧边；在所述底板本体上与所述底架边梁相对的一侧设有对应连接在所述底架边梁内侧的纵梁搭接边；所述吊挂立柱包括立柱本体，及设于所述立柱本体一侧的加强侧板；所述立柱本体为一侧开口的U型结构，包括第一侧板及设于所述第一侧板两侧的第二侧板，在所述第一侧板上设有向上延伸连接至所述底架横梁上的上延伸加强板，在所述第二侧板的两侧设有向下延伸以连接所述吊挂梁的下延伸加强板。
2.按照权利要求1所述的轻量化防火底架结构，其特征在于：所述底架横梁与底板和地板形成的型腔中设有隔音防寒填充层。
3.按照权利要求1所述的轻量化防火底架结构，其特征在于：所述底板通过铆钉或点焊连接在所述底架横梁上。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的轻量化防火底架结构的组装方法，其特征在于：组装时先将底架横梁和底架边梁焊接成底架框架结构；将吊挂立柱焊接在底架横梁相应位置上；再将底板焊接或是铆接在底架横梁上；将吊挂梁连接在吊挂立柱上；在底架横梁与底板的型腔中设有隔音防寒填充层；在底架边梁上安装地板。
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