CN221563050U - 一种碳纤维一体水平梁结构及转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维一体水平梁结构及转向架，涉及轨道车辆技术领域。该水平梁结构包括水平梁本体、两个过渡连接座和两个安装座。其中，水平梁本体的为中空且等截面的直管结构；安装座均用于通过连接件设于转向架，安装座为中空结构，且各安装座设于水平梁本体对应的端部；各安装座通过对应过渡连接座设于水平梁本体，且过渡连接座为变截面的中空结构，以使水平梁本体和安装座的连接部位形成平滑过渡，水平梁本体、过渡连接座和安装座为碳纤维一体成型件。该水平梁结构满足轻量化需求，适应变形能力较高，且该水平梁结构的制造成本较低、生产效率较高，使用难度和成本较低，该水平梁结构的整体性较强，可靠性较高。

Description

一种碳纤维一体水平梁结构及转向架

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，更具体地说，涉及一种碳纤维一体水平梁结构。此外，本实用新型还涉及一种包括上述碳纤维一体水平梁结构的转向架。

背景技术

地铁类轨道车辆转向架端部水平梁可为轮缘润滑装置、排障器、应答天线装置、线卡座等安装提供固定和支撑。现有地铁车辆水平梁均为钢制结构，主要通过焊接制造，且为了克服钢制结构适应变形能力较差的问题，还需要在水平梁两端增设橡胶元件或关节轴承改善整体刚度，防止局部因振动疲劳导致开裂问题，但是，上述钢制水平梁的载荷受力大部分源于自身重量，且适应变形能力差。

综上所述，如何在降低现有水平梁重量的同时，改善现有水平梁的适应变形能力，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种碳纤维一体水平梁结构，该水平梁结构满足轻量化需求的同时，还有效改善其适应变形能力。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述碳纤维一体水平梁结构的转向架。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种碳纤维一体水平梁结构，包括：

水平梁本体，其为中空且等截面的直管结构；

两个安装座，用于通过连接件设于转向架，所述安装座为中空结构，且各所述安装座设于所述水平梁本体对应的端部；

两个过渡连接座，各所述安装座通过对应所述过渡连接座设于所述水平梁本体，且所述过渡连接座为变截面的中空结构，以使所述水平梁本体和所述安装座的连接部位形成平滑过渡，所述水平梁本体、所述过渡连接座和所述安装座为碳纤维一体成型件。

优选的，两个所述过渡连接座的正面均设有排障器安装座；

和/或，所述排障器安装座为不锈钢件，且所述排障器安装座胶铆连接于所述过渡连接座。

优选的，所述过渡连接座的正面为平面；

所述排障器安装座为三棱柱结构，所述排障器安装座的斜侧面敞口、背面贴合所述过渡连接座的正面、侧面具有第一连接通孔。

优选的，两个所述排障器安装座相对的侧面均具有防滑结构。

优选的，所述水平梁本体为矩形管，所述水平梁本体的底面设有用于安装悬挂设备的设备安装座；

和/或，所述设备安装座为不锈钢件，且所述设备安装座胶铆连接于所述水平梁本体。

优选的，所述设备安装座为倒置的几字形结构，所述设备安装座的两个底脚贴合所述水平梁本体的底面并固定连接。

优选的，所述设备安装座的内部具有连接其顶板和侧板的加强结构。

优选的，所述设备安装座通过阶梯结构连接所述悬挂设备，所述阶梯结构底部的方柱结构穿过所述设备安装座的顶面，且所述阶梯结构顶部的圆柱结构抵接所述设备安装座。

优选的，所述过渡连接座的正面、背面、底面均与所述水平梁本体的对应表面共面，所述安装座为三棱柱结构，且所述安装座的底面和背面均与所述过渡连接座的对应表面共面，所述安装座的里面、斜侧面均敞口，且所述安装座的背面具有第二连接通孔；

和/或，所述第二连接通孔中套设有与所述连接件配合的螺栓衬套。

一种转向架，包括上述任一项所提供的碳纤维一体水平梁结构。

本实用新型提供的碳纤维一体水平梁结构，水平梁本体为中空的管状结构，安装座为水平梁本体两端用于与转向架对应梁固定连接的结构，且安装座为中空结构，在水平梁本体端部与安装座之间通过变截面的过渡连接座连接，安装座表面与水平梁本体对应表面平行或安装座与水平梁本体间相向用于连接的位置不共面等的情况，利用过渡连接座端部的弧型曲面结构与所连部件的连接部位形成平滑过渡，其中，过渡连接座端部侧边与所连接结构对应位置的表面相切，使得水平梁本体与安装座之间的连接部位形成平滑过渡，有效减免应力集中情况的发生。

该水平梁结构中水平梁本体、过渡连接座和安装座均为碳纤维材质的中空结构，一体成型的该水平梁结构为沿横向中空的管状结构，如此设置，该水平梁结构满足轻量化需求的同时，还有效改善其适应变形能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所提供具体实施例的仰视图；

图3为本实用新型所提供具体实施例的正视图。

图1-图3中，附图标记包括：

1为水平梁本体、11为第三连接通孔、2为过渡连接座、3为安装座、4为排障器安装座、41为第一连接通孔、42为防滑结构、5为设备安装座、51为加强结构、6为阶梯结构、7为螺栓衬套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种碳纤维一体水平梁结构，该水平梁结构满足轻量化需求的同时，还有效改善其适应变形能力。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述碳纤维一体水平梁结构的转向架。

请参考图1至图3，本实用新型提供了一种碳纤维一体水平梁结构，包括水平梁本体1、两个过渡连接座2和两个安装座3。其中，水平梁本体1的为中空且等截面的直管结构；安装座3均用于通过连接件设于转向架，安装座3为中空结构，且各安装座3设于水平梁本体1对应的端部；各安装座3通过对应过渡连接座2设于水平梁本体1，且过渡连接座2为变截面的中空结构，以使水平梁本体1和安装座3的连接部位形成平滑过渡，水平梁本体1、过渡连接座2和安装座3为碳纤维一体成型件。

如图1所示，水平梁本体1为中空的管状结构，需要说明的是，不限制水平梁本体1的类型，比如截面形状为梯形或正六边形等；安装座3为水平梁本体1两端用于与转向架对应梁固定连接的结构，且安装座3为中空结构，用于连接安装座3和转向架的连接件可采用螺栓等；在水平梁本体1端部与安装座3之间通过变截面的过渡连接座2连接，具体的，安装座3表面与水平梁本体1对应表面平行或安装座3与水平梁本体1间相向用于连接的位置不共面等的情况，利用过渡连接座2端部的弧型曲面结构与所连部件的连接部位形成平滑过渡，其中，过渡连接座2端部侧边与所连接结构对应位置的表面相切，使得水平梁本体1与安装座3之间的连接部位形成平滑过渡，有效减免应力集中情况的发生。

可选的，过渡连接座2靠近水平梁本体1一端的截面尺寸小于其靠近安装座3一端的截面尺寸，或者，过渡连接座2靠近水平梁本体1一端的截面尺寸大于其靠近安装座3一端的截面尺寸。

该水平梁结构中水平梁本体1、过渡连接座2和安装座3均为碳纤维材质的中空结构，且如图1所示，一体成型的该水平梁结构为沿横向中空的管状结构，如此设置，该水平梁结构满足轻量化需求的同时，还有效改善其适应变形能力，再者，该水平梁结构的制造成本较低，生产效率较高，其次，无需增设降低刚度以提高抗疲劳性能的结构，使用难度和成本较低，且该水平梁结构的整体性较强，可靠性较高。

需要说明的是，不限制该水平梁结构的生产方式，比如热压罐生产，优选的，该水平梁结构采用自动化编织预制体并RTM固化成型的方式生产，如此设置，该水平梁结构的成型质量稳定，生产效率较高，且抗振性能优良。

进一步，该水平梁结构的预制体的编织纱线可进行自由角度设计，且穿插有部分0度纱线、45度纱线、90度纱线，有效保证抗弯性能、抗扭性能、抗剪切性能、承载性能，且有效降低一体式水平梁失效风险。

在上述实施例的基础之上，两个过渡连接座2的正面均设有排障器安装座4，如图1所示，在过渡连接座2的正面固定有排障器安装座4，从而可以满足安装排障器的需求，且有效减免对该水平梁结构承受载荷能力的影响，需要说明的是，不限制排障器安装座4与过渡连接座2的连接方式，比如铆接、螺纹连接等，只要可以实现固定连接即可。

优选的，排障器安装座4通过大直径不锈钢铆钉，如此设置，有效满足连接强度需求。

在一些实施例中，排障器安装座4为不锈钢件，且排障器安装座4胶铆连接于过渡连接座2，如此设置，既满足连接强度，又满足抗振性能。

在上述实施例的基础之上，过渡连接座2的正面为平面；排障器安装座4为三棱柱结构，排障器安装座4的斜侧面敞口、背面贴合过渡连接座2的正面、侧面具有第一连接通孔41。

如图1和图2所示，排障器安装座4为斜侧面敞口的三棱柱结构，即排障器安装座4仅具有背面板和侧面板，且在其背面板和侧面板之间于其上端和下端均固定有三角形筋板，用于提高该排障器安装座4的稳定性；排障器安装座4背板的背面与过渡连接座2的正面贴合并通过螺纹结构或铆钉等固定，在排障器安装座4的侧面板上面沿其自身厚度方向开设有第一连接通孔41，从而可以通过螺纹结构安装排障器，如此设置，该水平梁结构中的排障器安装座4稳定性较高。

在上述实施例的基础之上，两个排障器安装座4相对的侧面均具有防滑结构42。

如图1所示，在两个排障器安装座4侧板相对的侧面均设置有防滑结构42，从而有效防止排障器在使用过程中受到振动发生下滑这一情况的发生，需要说明的是，不限制防滑结构42的类型，比如具有吸附力的结构或锯齿状凸起结构等，只要可以实现上述功能即可。

在上述任一项实施例的基础之上，水平梁本体1为矩形管，水平梁本体1的底面设有用于安装悬挂设备的设备安装座5。

如图1和图3所示，水平梁本体1为矩形直管结构，在水平梁本体1的下表面固定连接设备安装座5，从而可以吊装需要悬挂的外部设备，满足水平梁结构功能所需，再者，水平梁本体1的形状特性使其还方便在其他侧面设置其他类型的设备安装座5，如图2所示，可以在水平梁本体1的底面、背面等侧面开设第三连接通孔11，用于固定其他类型的设备安装座5，进一步满足水平梁结构功能所需。

在一些实施例中，设备安装座5为树脂导入成型件，有效降低生产成本，且有效提高生产效率。

在一些实施例中，设备安装座5为不锈钢件，且设备安装座5胶铆连接于水平梁本体1，如此设置，既满足连接强度，又满足抗振性能。

在上述实施例的基础之上，设备安装座5为倒置的几字形结构，设备安装座5的两个底脚贴合水平梁本体1的底面并固定连接。

优选的，设备安装座5通过大直径不锈钢铆钉，如此设置，有效满足连接强度需求。

如图1和图3所示，本实施例中，设备安装座5为几字形结构，且在设备安装座5的底脚上面设置若干铆钉或螺栓以将其固定在水平梁本体1的底面，如此设置，设备安装座5的中部采用中空结构便于安装悬挂设备，且结构稳定性较高。

在上述实施例的基础之上，设备安装座5的内部具有连接其顶板和侧板的加强结构51，如图1和图3所示，加强结构51可以采用杆状结构或板状结构等，如此设置，该水平梁结构的稳定性较高。

在上述实施例的基础之上，设备安装座5通过阶梯结构6连接悬挂设备，阶梯结构6底部的方柱结构穿过设备安装座5的顶面，且阶梯结构6顶部的圆柱结构抵接设备安装座5。

而阶梯结构6尺寸较大的端部为圆柱结构、尺寸较小的端部为方柱结构，在设备安装座5的顶板开设有矩形孔，从而该方柱结构可以过盈的套设在上述矩形孔中，而阶梯结构6的圆柱结构抵接在设备安装座5的顶板上面，使用时，在阶梯结构6的中部设置螺栓，而螺栓的螺帽抵接在阶梯结构6的圆柱结构的顶面，如此设置，既有效保护设备安装座5的表面，又有效防止阶梯结构6滑脱。

在上述实施例的基础之上，过渡连接座2的正面、背面、底面均与水平梁本体1的对应表面共面，安装座3为三棱柱结构，且安装座3的底面和背面均与过渡连接座2的对应表面共面，安装座3的里面、斜侧面均敞口，且安装座3的背面具有第二连接通孔。

如图1和图3所示，本实施例中，水平梁本体1为矩形直管结构，且水平梁本体1的底面、侧面与过渡连接座2对应的底面、侧面共面；安装座3为斜侧面敞口的三棱柱结构，且安装座3的底面、背面与过渡连接座2对应的底面、背面共面，

如图1和图3所示，过渡连接座2的顶面两端均为弧型过渡面，且弧型过渡面侧边的切线与对应相连结构的顶面相切，具体的，左端过渡连接座2顶面右端的弧型过渡面与水平梁本体1顶面相切，左端过渡连接座2顶面左端的弧型过渡面与左端安装座3的顶面相切，右端过渡连接座2顶面右端的弧型过渡面与右端安装座3顶面相切，右端过渡连接座2顶面左端的弧型过渡面与右端安装座3的顶面相切。

在一些实施例中，第二连接通孔中套设有与连接件配合的螺栓衬套7，如图1和图3所示，在安装座3的背板上面沿其厚度方向开设有第二连接通孔，并在第二连接通孔中套设有螺栓衬套7，使用时，在螺栓衬套7中设置螺栓从而将该水平梁结构与转向架对应的梁固定连接，如此设置，既有效保护安装座3的表面，又有效提高连接强度。

可选的，第二连接通孔的数目为四个，且各第二连接通孔呈矩形设置，或者，第二连接通孔的数目为六个，且第二连接通孔呈两排分布等。

除了上述碳纤维一体水平梁结构，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的碳纤维一体水平梁结构的转向架，该转向架的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要说明的是，上文所述的诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序；上文所述的“上表面、下表面、顶部、底部”以及方位词“上、下、左、右”都是基于说明书附图所定义的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的碳纤维一体水平梁结构及转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，包括：

水平梁本体(1)，其为中空且等截面的直管结构；

两个安装座(3)，用于通过连接件设于转向架，所述安装座(3)为中空结构，且各所述安装座(3)设于所述水平梁本体(1)对应的端部；

两个过渡连接座(2)，各所述安装座(3)通过对应所述过渡连接座(2)设于所述水平梁本体(1)，且所述过渡连接座(2)为变截面的中空结构，以使所述水平梁本体(1)和所述安装座(3)的连接部位形成平滑过渡，所述水平梁本体(1)、所述过渡连接座(2)和所述安装座(3)为碳纤维一体成型件。

2.根据权利要求1所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，两个所述过渡连接座(2)的正面均设有排障器安装座(4)；

和/或，所述排障器安装座(4)为不锈钢件，且所述排障器安装座(4)胶铆连接于所述过渡连接座(2)。

3.根据权利要求2所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述过渡连接座(2)的正面为平面；

所述排障器安装座(4)为三棱柱结构，所述排障器安装座(4)的斜侧面敞口、背面贴合所述过渡连接座(2)的正面、侧面具有第一连接通孔(41)。

4.根据权利要求2所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，两个所述排障器安装座(4)相对的侧面均具有防滑结构(42)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述水平梁本体(1)为矩形管，所述水平梁本体(1)的底面设有用于安装悬挂设备的设备安装座(5)；

和/或，所述设备安装座(5)为不锈钢件，且所述设备安装座(5)胶铆连接于所述水平梁本体(1)。

6.根据权利要求5所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述设备安装座(5)为倒置的几字形结构，所述设备安装座(5)的两个底脚贴合所述水平梁本体(1)的底面并固定连接。

7.根据权利要求6所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述设备安装座(5)的内部具有连接其顶板和侧板的加强结构(51)。

8.根据权利要求6所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述设备安装座(5)通过阶梯结构(6)连接所述悬挂设备，所述阶梯结构(6)底部的方柱结构穿过所述设备安装座(5)的顶面，且所述阶梯结构(6)顶部的圆柱结构抵接所述设备安装座(5)。

9.根据权利要求5所述的碳纤维一体水平梁结构，其特征在于，所述过渡连接座(2)的正面、背面、底面均与所述水平梁本体(1)的对应表面共面，所述安装座(3)为三棱柱结构，且所述安装座(3)的底面和背面均与所述过渡连接座(2)的对应表面共面，所述安装座(3)的里面、斜侧面均敞口，且所述安装座(3)的背面具有第二连接通孔；

和/或，所述第二连接通孔中套设有与所述连接件配合的螺栓衬套(7)。

10.一种转向架，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的碳纤维一体水平梁结构。