CN117565919A - 一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，包括侧梁主体和侧梁端部组成，所述侧梁主体两端分别焊接有一个所述侧梁端部组成；所述侧梁主体由侧梁上盖板、侧梁下盖板和侧梁立板焊接而成；所述侧梁立板包括内立板和外立板；所述连接座穿过所述外立板并与所述内立板对接焊，所述连接座与所述外立板通过圈焊进行焊接，所述连接座与所述内立板的对接焊部位焊接有背板；所述内立板包括与两个所述连接座交替设置的三段板；所述侧梁端部组成为通过钢板焊接而成的箱体结构。本发明的技术方案能够使制动单元在转向架端部安装，并避免转向架端部在任何工况下与车体底架牵引梁发生干涉，且具有轻量化优势。

Description

一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁

技术领域

本发明涉及城轨车辆技术领域，具体而言，尤其涉及一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁。

背景技术

目前国内A型城轨车辆的发展趋势趋于统型化、大轴重，针对车辆本身又有轻量化的需求。随着国内城轨车辆统型化进程的推进，A型地铁车辆转向架的一系悬挂与基础制动的标准配置如下：速度为80km/h的A型车一系悬挂采用圆锥金属橡胶弹簧，制动方式为踏面制动方式；速度为120km/h的A型城轨车辆一系悬挂采用圆钢弹簧，基础制动方式为轮盘制动方式。

对于80km/h的A型车车型，一系悬挂采用圆锥金属橡胶弹簧的优势在于安装与维护简单方便，自带阻尼特性，减少一系垂向减振器配置，因此深受地铁公司的欢迎。在传统的80km/h的A型车转向架设计方案中，由于受一系橡胶弹簧和电机的安装空间限制，在横梁上很难布置安装轮盘制动单元，因此一般选择踏面制动的制动形式与其相匹配。

但随着地铁业主要求的提升，车辆轴重逐渐增加，踏面制动的制动形式有满足不了车辆制动性能需求的风险，当车辆的轴重和制动加速度较大的情况下，选用踏面制动时热容量计算无法满足设计要求，车辆紧急制动时会导致车轮踏面擦伤的情况发生。此时制动方式只能选取轮盘或轴盘制动，因此，一系悬挂选用圆锥金属橡胶弹簧，制动方式为盘式制动的A型地铁车辆渐渐被市场认可，尤其在海外城铁市场，此种车型需求较高。

为了解决上述问题，满足设计要求，一种解决方案是在转向架端部安装端梁，在端梁3上安装制动单元2(如图1和图2所示)，在整车的设计方案中，车体底架牵引梁会影响到转向架端梁的布置，动态位移过程中两者会发生干涉，此方案受此限制只能作为非司机室端的转向架方案来使用，并且转向架布置端梁会增加整车重量，不利于轻量化设计。因此，本发明为解决上述问题提供了一种可行方案，即设计一种适用于速度为80km/h的A型车转向架的侧梁，该侧梁在端部集成了盘式制动单元安装座1，解决了一系簧和电机对制动单元安装空间限制的问题，同时满足了构架的强度和轻量化设计要求。

目前现有的转向架在一系弹簧为圆锥金属橡胶弹簧5的前提下普遍通过踏面制动单元4来匹配，如图3和图4所示，这种踏面制动方式的转向架平台在车辆制动加速度较大时，紧急制动工况下车轮的热容量计算很难满足设计要求，会导致车辆在紧急制动时闸瓦擦伤车轮踏面，影响车轮使用寿命以及车辆运行的舒适性和安全性。

为了解决盘式制动夹钳安装空间受限问题，目前可选方案是将制动单元安装在转向架构架端梁上，如图5所示，而制动单元在转向架端梁上安装的设计方案缺点是此种安装方式受到车辆底架牵引梁安装空间的限制，在车钩位置的转向架端部(转向架一位端)无法安装布置端梁，动态下车体底架牵引梁与转向架端梁会发生干涉，进而影响行车安全；并且转向架安装端梁也不利于轻量化设计。

发明内容

根据上述提出现有城轨车辆侧梁存在的技术问题，而提供一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁。

本发明采用的技术手段如下：

一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，包括侧梁主体和侧梁端部组成，所述侧梁主体两端分别焊接有一个所述侧梁端部组成；

所述侧梁主体由侧梁上盖板、侧梁下盖板和侧梁立板焊接而成；所述侧梁主体中部设置有两个连接座；所述侧梁立板包括内立板和外立板；所述连接座穿过所述外立板并与所述内立板对接焊，所述连接座与所述外立板通过圈焊进行焊接，所述连接座与所述内立板的对接焊部位焊接有背板；所述内立板包括与两个所述连接座交替设置的三段板，每段板与相邻的所述连接座对接焊；所述连接座伸出所述外立板的一端外侧焊接有抗侧滚扭杆安装座；在所述侧梁主体内部，所述内立板与所述外立板之间设置有加强筋板结构；

所述侧梁端部组成为通过钢板焊接而成的箱体结构，包括分别与所述侧梁上盖板、所述内立板和所述外立板进行对接组焊的端部组成上盖板、端部组成内立板和端部组成外立板，以及对应所述侧梁下盖板的端部组成下盖板，所述端部组成下盖板与所述侧梁下盖板之间焊接有吊耳。

进一步地，所述侧梁端部组成横向焊接有四个导柱，用于安装制动单元安装座。

进一步地，所述加强筋板结构为由三个竖版和两个横板焊接形成的四个箱形体的结构；所述竖板两侧分别与所述内立板和所述外立板焊接固定，所述竖板和所述横版的底部与所述侧梁下盖板焊接固定。

进一步地，所述内立板的中部设置有U型结构，所述侧梁上盖板与所述U型结构相应的位置设置有空簧导柱。

进一步地，所述侧梁端部组成的厚度小于所述侧梁主体的厚度，所述端部组成内立板设置有弧形过渡结构。

进一步地，所述端部组成上盖板和所述端部组成下盖板的厚度小于所述侧梁上盖板和所述侧梁下盖板的厚度。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的新型转向架侧梁，其端部集成了制动单元安装座，用于解决速度80km/h的A型车转向架在配置一系圆锥金属橡胶弹簧和盘式制动的情况下，制动单元的安装受一系弹簧和电机的安装空间限制无法布置的问题，并且避免转向架端部在任何工况下与车体底架牵引梁发生干涉；本发明方案相较于端梁安装制动单元方案有60kg的轻量化优势；在侧梁关键薄弱部位设置多箱形体加强筋板焊接结构，使其适应大轴重的城轨车辆；侧梁内立板为分段式焊接结构，有利于调整结构尺寸以适应转向架总体布局设计，并且易于加工和控制焊接变形量。

基于上述理由本发明可在城轨车辆领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中转向架结构示意图。

图2为图1中端梁结构示意图。

图3为现有技术中踏面制动方式转向架结构示意图。

图4为现有技术中踏面制动方式转向架结构示意图。

图5为现有技术中将制动单元安装在转向架构架端梁方式结构示意图。

图6为本发明所述侧梁结构示意图。

图7为本发明所述侧梁结构示意图。

图8为本发明所述吊耳结构示意图。

图9为本发明所述加强筋板及所述连接座结构示意图。

图10为本发明所述侧梁侧面结构示意图。

图11为本发明所述侧梁仰视结构示意图。

图中：1、制动单元安装座；2、制动单元；3、端梁；4、踏面制动单元；5、一系圆锥橡胶弹簧；6、侧梁端部组成；7、侧梁上盖板；8、侧梁立板；9、连接座；10、空簧导柱；11、侧梁下盖板；12、抗侧滚扭杆安装座；13、加强筋板结构；14、吊耳；15、连接座背板；16、弧形过渡结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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发明的示例性实施方式。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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图6-11所示，本发明提供了一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，包括侧梁主体和侧梁端部组成6，所述侧梁主体两端分别焊接有一个所述侧梁端部组成6；

所述侧梁主体为由侧梁上盖板7、侧梁下盖板11和侧梁立板8焊接而成的箱型体结构；所述侧梁主体中部设置有两个连接座9；

所述侧梁立板8包括内立板和外立板；

所述连接座9穿过所述外立板并与所述内立板对接焊，所述连接座9与所述外立板通过圈焊进行焊接，所述连接座9与所述内立板的对接焊部位焊接有用于加强结构强度的背板15；所述背板15用于对构架受力集中部位进行加强，使其强度满足设计要求；所述内立板包括与两个所述连接座9交替设置的三段板，每段板与相邻的所述连接座9对接焊，这种分段式焊接结构，有利于调整结构尺寸以适应转向架总体布局设计，并且易于加工和控制变形量；所述连接座9伸出所述外立板的一端外侧焊接有抗侧滚扭杆安装座12；

在所述侧梁主体内部，所述内立板与所述外立板之间设置有用于提升所述侧梁主体强度和刚度的加强筋板结构13；所述加强筋板结构13能够增强所述侧梁以及整个转向架构架的强度；

所述侧梁端部组成6为通过钢板焊接而成的箱体结构，包括分别与所述侧梁上盖板7、所述内立板和所述外立板进行对接组焊的端部组成上盖板、端部组成内立板和端部组成外立板，以及对应所述侧梁下盖板11的端部组成下盖板，所述端部组成下盖板与所述侧梁下盖板11之间焊接有吊耳14，这种焊接方式相较于在所述侧梁下盖板11上直接焊接所述吊耳14的方式少一条焊缝，既减少了焊接工作量，也一定程度上减轻了侧梁的重量；所述吊耳14用于连接转向架的轴箱和轮对等结构。

进一步地，在所述侧梁整体组焊完成后，需对所述抗侧滚扭杆安装座12进行进一步地整体加工，以保证安装于所述抗侧滚扭杆安装座12上的抗侧滚扭杆的安装精度。

进一步地，所述侧梁端部组成6横向焊接有四个导柱，用于安装制动单元安装座，在转向架整体焊接完成后，需对所述制动单元安装座进行进一步地整体加工，以保证制动单元安装精度。

进一步地，所述加强筋板结构13为由三个竖版和两个横板焊接形成的四个箱形体的结构；所述竖板两侧分别与所述内立板和所述外立板焊接固定，所述竖板和所述横版的底部与所述侧梁下盖板11焊接固定，提升转向架整体强度和刚度效果显著，以应对城轨车辆轴重日益增加的问题。

进一步地，所述内立板的中部设置有U型结构，所述侧梁上盖板7与所述U型结构相应的位置设置有空簧导柱10，所述空簧导柱10用于安装空簧，所述U型结构用于适应空簧跨距的调整。

进一步地，所述侧梁端部组成6的厚度小于所述侧梁主体的厚度，所述端部组成内立板设置有弧形过渡结构16，用于减小所述侧梁端部组成16的厚度。

进一步地，所述端部组成上盖板和所述端部组成下盖板的厚度小于所述侧梁上盖板7和所述侧梁下盖板11的厚度，保证了在强度足够的前提下更加轻量化。

本发明提出的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，能够通过所述的侧梁端部组成6集成制动单元安装座，用于解决速度80km/h的A型车转向架在配置一系圆锥金属橡胶弹簧和盘式制动的情况下，制动单元的安装受一系弹簧和电机的安装空间限制无法布置的问题，并且避免了转向架端部在任何工况下与车体底架牵引梁发生干涉，并且相较于转向架安装端梁的方案更加轻量化，有60kg的重量优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，包括侧梁主体和侧梁端部组成，所述侧梁主体两端分别焊接有一个所述侧梁端部组成；

所述侧梁主体由侧梁上盖板、侧梁下盖板和侧梁立板焊接而成；所述侧梁主体中部设置有两个连接座；所述侧梁立板包括内立板和外立板；所述连接座穿过所述外立板并与所述内立板对接焊，所述连接座与所述外立板通过圈焊进行焊接，所述连接座与所述内立板的对接焊部位焊接有背板；所述内立板包括与两个所述连接座交替设置的三段板，每段板与相邻的所述连接座对接焊；所述连接座伸出所述外立板的一端外侧焊接有抗侧滚扭杆安装座；在所述侧梁主体内部，所述内立板与所述外立板之间设置有加强筋板结构；

所述侧梁端部组成为通过钢板焊接而成的箱体结构，包括分别与所述侧梁上盖板、所述内立板和所述外立板进行对接组焊的端部组成上盖板、端部组成内立板和端部组成外立板，以及对应所述侧梁下盖板的端部组成下盖板，所述端部组成下盖板与所述侧梁下盖板之间焊接有吊耳。

2.根据权利要求1所述的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，所述侧梁端部组成横向焊接有四个导柱，用于安装制动单元安装座。

3.根据权利要求1所述的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，所述加强筋板结构为由三个竖版和两个横板焊接形成的四个箱形体的结构；所述竖板两侧分别与所述内立板和所述外立板焊接固定，所述竖板和所述横版的底部与所述侧梁下盖板焊接固定。

4.根据权利要求1所述的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，所述内立板的中部设置有U型结构，所述侧梁上盖板与所述U型结构相应的位置设置有空簧导柱。

5.根据权利要求1所述的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，所述侧梁端部组成的厚度小于所述侧梁主体的厚度，所述端部组成内立板设置有弧形过渡结构。

6.根据权利要求1所述的端部安装制动单元的城轨车辆用轻量化侧梁，其特征在于，所述端部组成上盖板和所述端部组成下盖板的厚度小于所述侧梁上盖板和所述侧梁下盖板的厚度。