專利名稱：軌道車輛枕梁及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于軌道車輛的枕梁及其加工方法，屬于軌道交通與機械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于構(gòu)成車體主要部件的枕梁提出了更高的設(shè)計和使用要求。應(yīng)用于輕軌列車、地鐵的枕梁是連接、承載車體與轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，也是車體和轉(zhuǎn)向架之間驅(qū)動力傳輸?shù)闹饕考，F(xiàn)有枕梁普遍地采用碳鋼焊接結(jié)構(gòu)，因為考慮到碳鋼的腐蝕需要給碳鋼板留出足夠的腐蝕余量，從而增大了枕梁自身的重量，不利于車體輕量化設(shè)計和提高車輛運行速度。而且采用碳鋼材質(zhì)的枕梁，待焊接完成后還需噴涂油漆以進行防腐蝕處理，加工工藝也較復(fù)雜，加工周期較長。經(jīng)過更為深入地研究，·枕梁的下蓋板主要承受車輛的縱向力和垂向力，因此下蓋板與其焊接的筋板在連接處應(yīng)力集中比較嚴重。加之枕梁與車體底架的牽引梁、邊梁連接后的應(yīng)力也較為集中，因此更易于造成枕梁應(yīng)力損壞而縮短其使用壽命。再者，枕梁與其他部件(如波紋地板)的連接結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，從而造成車下安裝空間的緊張，不利于實現(xiàn)車下設(shè)備與部件的緊湊設(shè)計與布局。有鑒于此，特提出本專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的軌道車輛枕梁及其加工方法，其目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而采取激光焊工藝將枕梁整體地加工成中空的口型箱型結(jié)構(gòu)，從而有效地實現(xiàn)輕量化設(shè)計的同時，保證其整體的結(jié)構(gòu)剛度和連接強度。另一發(fā)明目的是，在保證結(jié)構(gòu)剛度與連接強度的前提下，枕梁整體采用不銹鋼材質(zhì)以徹底解決腐蝕問題，去除后續(xù)的噴涂油漆工序，提高整體加工效率。發(fā)明目的還在于，采用不銹鋼材質(zhì)而無需預(yù)留出足夠的腐蝕余量，顯著降低枕梁自身重量，以利于車體輕量化設(shè)計和提高運行速度。還可實現(xiàn)的發(fā)明目的是，采用激光焊接工藝，以提高加工速度、減少焊接熱輸入量，以利于控制枕梁焊接后的變形問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的軌道車輛枕梁加工方法是:枕梁包括有上蓋板、下蓋板和連接在上蓋板和下蓋板垂向之間的兩側(cè)腹板。與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別之處在于，在腹板與上蓋板、下蓋板之間的T型焊縫，進行激光焊焊接而將枕梁加工成整體為中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。如上述基本方案特征，通過激光焊分別地焊接腹板、上蓋板和下蓋板，所構(gòu)成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)，能夠從整體上保證并兼顧枕梁的輕量化與結(jié)構(gòu)強度、剛度使用要求。
并且，由于采用激光焊接工藝，能夠顯著地提高焊接加工速度、焊接熱輸入量較少，上述枕梁中所有的焊縫均采用激光焊接。為進一步地提高上述枕梁整體結(jié)構(gòu)的局部強度、剛度和承載能力，針對下蓋板可采取的改進措施是，在與腹板焊接前，在牽引銷座板的兩側(cè)端，分別采用激光焊對接一空簧座板而將下蓋板加工成一體式結(jié)構(gòu)。為形成上下蓋板之間更為優(yōu)化的局部剛度與承載設(shè)計，可在上蓋板與下蓋板垂向之間、兩側(cè)腹板橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板；上蓋板與筋板通過激光焊，采用釘子接頭穿透焊的方式進行焊接。從減少連接部件自身重量的角度考慮，可在腹板和筋板上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔。進一步地改進措施是，可在牽引銷座板上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋；凸筋與筋板底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面，沿此斜面將牽引銷座板與筋板進行激光焊對接。由此，先直接在牽引銷座板上整體地加工出數(shù)個凸筋，凸筋與牽引銷座板之間可采取圓弧角過渡，再在凸筋上面焊接筋板即可消除筋板和牽引銷座板之間的應(yīng)力集中的問題，而且也有利于實現(xiàn)二者之間的激光焊接。針對上下蓋板自身重量的優(yōu)化補充設(shè)計是，在上蓋板和下蓋板的側(cè)部，分別設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部，而且也能有效地利用內(nèi)凹部降低枕梁與牽引梁、邊梁等連接部位的應(yīng)力集中。而且，可在下蓋板的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減振器安裝座和垂向減振器安裝座。為從根本上解決腐蝕問題的發(fā)生，構(gòu)成枕梁的腹板、上蓋板、筋板、牽引銷座板、空簧座板、抗側(cè)滾減振器安裝座和垂向減振器安裝座均采用不銹鋼材料。枕梁采用激光焊接不銹鋼板，有效地解決不銹鋼板易變形問題，即激光焊接可控制不銹鋼板的焊接變形?；诒景l(fā)明的設(shè)計構(gòu)思和上述激光焊接加工方法，還可實現(xiàn)下述內(nèi)容的軌道車輛枕梁結(jié)構(gòu)改進:枕梁包括有上蓋板、下蓋板和連接在上蓋板和下蓋板垂向之間的兩側(cè)腹板；通過對腹板與上蓋板、下蓋板之間的T型焊縫進行激光焊焊接而形成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。所述的下蓋板，具有激光焊對接而成的牽引銷座板、及其兩側(cè)端的空簧座板。在上蓋板與下蓋板垂向之間、兩側(cè)腹板橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板；上蓋板與筋板之間通過激光焊連接。在腹板和筋板上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔。在牽引銷座板上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋；凸筋與筋板底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面。在上蓋板和下蓋板的側(cè)部設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部。在牽引銷座板的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減振器安裝座和垂向減振器安裝座。綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述軌道車輛枕梁及其加工方法具有以下優(yōu)點和有益效果:1、通過采取中空的口型箱型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)枕梁的結(jié)構(gòu)、強度剛度與輕量化設(shè)計的兼顧。
2、在保證枕梁連接強度的前提下，通過輕量化設(shè)計而有利于提高列車運行速度。3、枕梁采用不銹鋼板焊接而成，解決了枕梁的腐蝕問題，并且利用不銹鋼高強度特性進行輕量化設(shè)計。4、利用激光焊接，有效地控制了枕梁的焊接變形。5、有效地改善了枕梁應(yīng)力集中問題，從而降低應(yīng)力損壞程度和有效延長使用壽命O6、通過枕梁整體結(jié)構(gòu)的改進，實現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)簡易的車下安裝空間設(shè)計方案。7、采用不銹鋼材質(zhì)以徹底解決腐蝕問題，通過去除后續(xù)噴涂油漆工序以提高整體
加工效率。8、因現(xiàn)有技術(shù)采用的碳鋼枕梁需要噴涂油漆，從而導(dǎo)致枕梁與地板無法直接焊接，地板需要在枕梁處斷開。采用不銹鋼枕梁后，底架地板可從枕梁上面直接通過去，從而有效地解決并簡化了枕梁與地板的連接關(guān)系。


現(xiàn)結(jié)合以下附圖對本發(fā)明做進一步地說明，圖1是所述軌道車輛枕梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中隱藏上蓋板后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中的A-A剖視圖；圖4是圖2中的B-B剖視圖；在圖1至圖4中,腹板1、上蓋板2、下蓋板3、筋板4、牽引銷座板座板5、空簧座板
6、長圓孔8、凸筋9、內(nèi)凹部10、抗側(cè)滾減振器安裝座11、垂向減振器安裝座12。上述圖中箭頭指示的是激光焊接處。
具體實施例方式如圖1至圖4所示，所述的軌道車輛枕梁主要包括有:上蓋板2、下蓋板3和連接在兩者垂向之間的兩側(cè)腹板I ;在上蓋板2與下蓋板3垂向之間、兩側(cè)腹板I橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板4 ;上蓋板2與筋板4之間通過激光焊連接；通過對腹板I與上蓋板2、下蓋板3之間的T型焊縫進行激光焊焊接而形成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。其中，在上蓋板2、下蓋板3的側(cè)部，分別設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部10。在空簧座板6的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減振器安裝座11和垂向減振器安裝座12。下蓋板3具有激光焊對接而成的牽引銷座板5、及其兩側(cè)端的空簧座板6。在腹板I和筋板4上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔8。在牽引銷座板5上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋9 ;凸筋9與筋板4底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面。所述的軌道車輛枕梁加工方法是:枕梁包括有上蓋板2、下蓋板3和連接該兩者垂向之間的兩側(cè)腹板I ;
在腹板I與上蓋板2、下蓋板3之間的T型焊縫，進行激光焊焊接而將枕梁加工成整體為中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。在與腹板I焊接前，在牽引銷座板5的兩側(cè)端，分別采用激光焊對接一空簧座板6而將下蓋板3加工成一體式結(jié)構(gòu)。構(gòu)成枕梁的腹板1、上蓋板2、筋板4、牽引銷座板5和空簧座板6，均采用不銹鋼材料。在上蓋板2與下蓋板3垂向之間、兩側(cè)腹板I橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板4 ;上蓋板2與筋板4通過激光焊，采用釘子接頭穿透焊的方式進行焊接。在腹板I和筋板4上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔8。在牽引銷座板5上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋9 ;凸筋9與筋板4底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面，沿此斜面將牽引銷座板5與筋板4進行激光焊對接。在上蓋板2和下蓋板3的側(cè)部，分別設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部10。在空簧座板6的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減振器安裝座11和垂向減振器安裝座12。如上所述，結(jié)合附圖和實施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軌道車輛枕梁加工方法，枕梁包括有上蓋板(2)、下蓋板(3)和連接在上蓋板(2)和下蓋板(3)垂向之間的兩側(cè)腹板(I)，其特征在于: 在腹板(I)與上蓋板(2)、下蓋板(3)之間通過焊接而構(gòu)成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在與腹板(I)焊接前，在牽引銷座板(5)的兩側(cè)端，分別與空簧座板(6)采用對接激光焊方式將下蓋板(3)加工成一體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在上蓋板(2)與下蓋板⑶垂向之間、兩側(cè)腹板⑴橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板⑷； 上蓋板(2)與筋板(4)通過激光焊，采用釘子接頭穿透焊的方式進行焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在腹板(I)和筋板(4)上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在牽引銷座板(5)上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋(9)； 凸筋(9)與筋板(4)底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面，沿此斜面將牽引銷座板(5)與筋板(4)進行激光焊對接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在上蓋板(2)和下蓋板(3)的側(cè)部，設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:在空簧座板(6)的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減 振器安裝座(11)和垂向減振器安裝座(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軌道車輛枕梁加工方法，其特征在于:構(gòu)成枕梁的腹板(I)、上蓋板(2)、筋板(4)、牽引銷座板(5)、空簧座板(6)、抗側(cè)滾減振器安裝座(11)和垂向減振器安裝座(12)，它們相互之間的連接均采用激光焊方式進行焊接。
9.一種軌道車輛枕梁，其特征在于:包括有上蓋板(2)、下蓋板(3)和連接在上蓋板(2)和下蓋板(3)垂向之間的兩側(cè)腹板⑴； 通過對腹板(I)與上蓋板(2)、下蓋板(3)之間通過焊接而構(gòu)成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:所述的下蓋板(3)，具有激光焊對接而成的牽引銷座板(5)、及其兩側(cè)端的空簧座板(6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:在上蓋板(2)與下蓋板(3)垂向之間、兩側(cè)腹板⑴橫向之間，焊接數(shù)個增加局部剛度的筋板⑷； 上蓋板(2)與筋板(4)之間通過激光焊連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:在腹板(I)和筋板(4)上，分別開設(shè)有數(shù)個長圓孔(8)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:在牽引銷座板(5)上，設(shè)有數(shù)個用于消除應(yīng)力集中和便于激光焊的凸筋(9)； 凸筋(9)與筋板(4)底部具有對應(yīng)的、與水平面夾角為α的斜面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:在上蓋板(2)和下蓋板(3)的側(cè)部，設(shè)置有數(shù)個內(nèi)凹部(10)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:在空簧座板(6)的兩側(cè)端部，分別焊接抗側(cè)滾減振器安裝座(11)和垂向減振器安裝座(12)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的軌道車輛枕梁，其特征在于:構(gòu)成枕梁的腹板(1)、上蓋板(2)、筋板⑷、牽引銷座板(5)、空簧座板(6)、抗側(cè)滾減振器安裝座(11)和垂向減振器安裝座(12)，均采用不銹鋼 材料。
全文摘要
本發(fā)明所述的軌道車輛枕梁及其加工方法，采取激光焊工藝將枕梁整體加工成中空口型的箱型結(jié)構(gòu)，從而有效地實現(xiàn)輕量化設(shè)計的同時，保證其焊接后變形控制在理想范圍內(nèi)，并保證其整體的強度、剛度。軌道車輛枕梁加工方法是，枕梁包括有上蓋板、下蓋板和連接在上蓋板和下蓋板垂向之間的兩側(cè)腹板。在腹板與上蓋板、下蓋板之間的T型焊縫，進行激光焊焊接而將枕梁加工成整體為中空口型的箱型結(jié)構(gòu)。通過激光焊分別地焊接腹板、上蓋板和下蓋板，所構(gòu)成的中空口型的箱型結(jié)構(gòu)，能夠從整體上保證并兼顧枕梁的輕量化與結(jié)構(gòu)強度、剛度使用要求。且由于采用激光焊接工藝，能夠顯著地提高焊接加工速度、焊接熱輸入量較少，從而減少枕梁焊接后的變形。上述枕梁中所有的焊縫均采用激光焊接。
文檔編號B61F5/52GK103085832SQ20111033499
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月30日
發(fā)明者鐘元木, 周建樂, 劉龍璽, 田愛琴, 楊基宏, 顧玉林 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司