鐵路漏斗車車體下側(cè)梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，它由整根中空鋁合金型材構(gòu)成，該中空鋁合金型材具有外側(cè)圓弧面、內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面，外側(cè)圓弧面、內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面圍合成的異形空腔中設(shè)置將其分隔成三個(gè)獨(dú)立腔室的斜向加強(qiáng)筋和橫向加強(qiáng)筋，外側(cè)圓弧面頂部向上延伸有與內(nèi)側(cè)上斜面上部合為一體的變截面斜坡，變截面斜坡與內(nèi)側(cè)上斜面交匯的頂部設(shè)置有垂直布置的上連接翼面，外側(cè)圓弧面與內(nèi)側(cè)下垂面交匯的底部設(shè)置有下連接翼面。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕、強(qiáng)度好、剛度高、受力均衡、耐候性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)，可以大幅提高鋁合金車體側(cè)墻板與底架側(cè)梁連接的快捷性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高整車組裝的工藝性，并滿足整車輕量化、重載荷的要求。
【專利說(shuō)明】鐵路漏斗車車體下側(cè)梁

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路漏斗車車體組件，具體地指一種鐵路漏斗車車體下側(cè)梁。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路貨運(yùn)向重載運(yùn)輸?shù)姆较虬l(fā)展，提高車輛軸重、增大單車載重已成為世界各國(guó)重載運(yùn)輸行之有效并一致采取的通用措施。鐵路漏斗車是鐵路運(yùn)輸中的主型車輛，它也隨之向提高軸重、增加每延米載重的方向發(fā)展，其車體重量也在不斷增加。
[0003]鐵路漏斗車車體包括底架組成、側(cè)墻組成和端墻組成，三者共同圍合成裝載空間和整體承載結(jié)構(gòu)。側(cè)墻組成和端墻組成主要用于承受裝載的側(cè)壓力和車輛在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的橫向力，特別是縱向布置的側(cè)墻組成承受的壓力更大，因此側(cè)墻組成必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確保車輛運(yùn)行的安全性。
[0004]傳統(tǒng)的側(cè)墻組成主要采用碳鋼型材構(gòu)件裝配而成，它包括側(cè)墻板和下側(cè)梁，下側(cè)梁的上端與側(cè)墻板下部焊接相連，下側(cè)梁的下端與底架側(cè)梁的下側(cè)板焊接相連。這種結(jié)構(gòu)的側(cè)墻組成存在如下缺陷:其一，側(cè)墻組成采用碳鋼型材構(gòu)件焊接相連，需要增加型材構(gòu)件的厚度和坡口以滿足焊接的要求，導(dǎo)致型材構(gòu)件尺寸加大、結(jié)構(gòu)趨于笨重，從而加大了側(cè)墻組成的重量，不能適應(yīng)鐵路漏斗車降低自重，增加載重的發(fā)展需要。其二，碳鋼型材構(gòu)件焊接工藝復(fù)雜、組裝效率低下、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是增加了側(cè)墻組成與端墻組成、底架組成等的連接難度，不利于提高整個(gè)車體裝配的工藝性。其三，側(cè)墻組成中的重要構(gòu)件下側(cè)梁處于承上啟下的關(guān)鍵部位，其作為碳鋼型材構(gòu)件與側(cè)墻板和底架側(cè)梁的下側(cè)板焊接相連，不僅要承受車體內(nèi)載荷所產(chǎn)生的大部分側(cè)壓力和車輛運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大部分橫向力，而且還要抵抗其上下兩端焊接斷面處所聚集的濕氣侵蝕，因此非常容易氧化腐蝕，導(dǎo)致側(cè)墻組成或底架組成變形的事故時(shí)有發(fā)生，車體維護(hù)維修較為頻繁，車體使用壽命相對(duì)縮短，進(jìn)而增大了鐵路漏斗車的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本。
[0005]如何在確保車輛重載安全運(yùn)行的前提下有效降低鐵路漏斗車車體的重量、并使其具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)維修容易、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力探索的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕、強(qiáng)度好、剛度高、受力均衡、耐候性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，用以提高鋁合金車體的側(cè)墻板與底架側(cè)梁連接的快捷性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高整車組裝的工藝性，并滿足整車輕量化、重載荷的要求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特殊之處在于:它由整根中空鋁合金型材構(gòu)成，該中空鋁合金型材具有外側(cè)圓弧面、內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面，所述外側(cè)圓弧面、內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面圍合成的異形空腔中設(shè)置將其分隔成三個(gè)獨(dú)立腔室的斜向加強(qiáng)筋和橫向加強(qiáng)筋，所述外側(cè)圓弧面頂部向上延伸有與內(nèi)側(cè)上斜面上部合為一體的變截面斜坡，所述變截面斜坡與內(nèi)側(cè)上斜面交匯的頂部設(shè)置有垂直布置的上連接翼面，所述外側(cè)圓弧面與內(nèi)側(cè)下垂面交匯的底部設(shè)置有下連接翼面。
[0008]本發(fā)明的下側(cè)梁采用整根中空鋁合金型材替代傳統(tǒng)的碳鋼型材構(gòu)件，增強(qiáng)了下側(cè)梁的防腐蝕性能，減輕了下側(cè)梁的重量，有利于降低漏斗車整車自重。該下側(cè)梁的主體結(jié)構(gòu)由外側(cè)圓弧面、內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面合圍而成，其間采用斜向加強(qiáng)筋和橫向加強(qiáng)筋連接，外側(cè)圓弧面的設(shè)計(jì)可以大幅提高下側(cè)梁的抗彎抗壓性能，內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面的組合設(shè)計(jì)可以有效增加裝載容積，并適應(yīng)漏斗車邊走邊卸及卸貨提速的需要，而斜向加強(qiáng)筋和橫向加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)可以確保下側(cè)梁整體具有足夠的強(qiáng)度和剛度。該下側(cè)梁上部通過(guò)變截面斜坡過(guò)渡到上連接翼面、下部延伸形成下連接翼面，變截面斜坡的設(shè)計(jì)也是確保下側(cè)梁整體強(qiáng)度和剛度的重要措施，它還可以充分利用上部限界，增大裝載容積。該下側(cè)梁裝配時(shí)，將上連接翼面與側(cè)墻板下部鉚接、下連接翼面與底架側(cè)梁的下側(cè)板鉚接即可完成，其不僅組裝工藝性好，而且連接穩(wěn)定可靠，同時(shí)避免了傳統(tǒng)漏斗車碳鋼材質(zhì)下側(cè)梁與貨物接觸腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0009]進(jìn)一步地，所述內(nèi)側(cè)上斜面相對(duì)于垂直面之間設(shè)計(jì)的傾斜角度α = 10?50°，優(yōu)選的傾斜角度α =30?42°，最佳的傾斜角度α = 35?38°。在既要滿足車輛側(cè)墻組成限界要求、又要滿足裝載煤炭等散貨所需安息角的前提下，傾斜角度α設(shè)計(jì)得越大，下側(cè)梁的強(qiáng)度和剛度也越大；傾斜角度α設(shè)計(jì)得越小，可利用的裝載空間就越大。上述最佳傾斜角度的設(shè)計(jì)充分考慮車輛限界和合理安息角的情況，既可確保下側(cè)梁的抗彎抗壓性能，又可實(shí)現(xiàn)漏斗車邊走邊卸及增加卸貨速度的要求，具有極好的性價(jià)比。
[0010]更進(jìn)一步地,所述變截面斜坡設(shè)計(jì)參數(shù)中，其優(yōu)選的橫向?qū)挾萲 = 10?40mm、垂向高度h = 40?200mm ;最佳的橫向?qū)挾萲 = 25?35mm、垂向高度h = 80?150mm。作為上連接翼面的過(guò)渡部分，變截面斜坡的橫向?qū)挾萲和垂向高度h不宜過(guò)大，將其控制在較狹窄的范圍內(nèi)，更有利于保持上連接翼面與側(cè)墻板連接的可靠性，并更加充分地利用上側(cè)墻限界增大容積。
[0011]再進(jìn)一步地，所述下連接翼面相對(duì)于垂直面之間的夾角β =0?50°，優(yōu)選的夾角β = 25?35°。適當(dāng)?shù)膴A角β可以保證附屬的車輛開(kāi)閉機(jī)構(gòu)等配件具有合理的安裝空間，避免部件之間出現(xiàn)布置方位的沖突。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述斜向加強(qiáng)筋設(shè)置在所述異形空腔上部，且所述斜向加強(qiáng)筋相對(duì)于內(nèi)側(cè)上斜面垂直布置；所述橫向加強(qiáng)筋設(shè)置在所述異形空腔下部，且所述橫向加強(qiáng)筋相對(duì)于內(nèi)側(cè)下垂面垂直布置。這樣，可以合理分配下側(cè)梁各部分的應(yīng)力狀況，使其整體受力均衡，確保其在使用過(guò)程中穩(wěn)定可靠。
[0013]還進(jìn)一步地,所述外側(cè)圓弧面優(yōu)選的半徑R = 500?1000mm。在上連接翼面與下連接翼面之間距離確定的狀況下，將外側(cè)圓弧面的半徑R控制在上述合理的范圍，可以最大限度地發(fā)揮圓弧面抗彎曲抗擠壓能力，加強(qiáng)下側(cè)梁的整體剛度和強(qiáng)度，從而有效改善其承受側(cè)壓力和車輛運(yùn)行橫向力的狀況。
[0014]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:所設(shè)計(jì)下側(cè)梁呈整根中空鋁合金型材結(jié)構(gòu)，其外側(cè)圓弧面抗彎抗壓能力高，其內(nèi)側(cè)上斜面和內(nèi)側(cè)下垂面對(duì)車輛限界及貨物安息角適應(yīng)性強(qiáng)，具有自重輕、強(qiáng)度好、剛度高、受力均衡的特點(diǎn)，可合理利用車輛限界，有利于減少側(cè)墻重量，降低整車自重。并且，下側(cè)梁上下兩端僅通過(guò)拉鉚釘與側(cè)墻板和底架側(cè)梁的下側(cè)板鉚接，無(wú)需大型焊接工裝，其連接關(guān)系簡(jiǎn)單，裝配工藝性好，可使側(cè)墻和整車剛度穩(wěn)定。同時(shí)，鋁合金型材結(jié)構(gòu)下側(cè)梁具有耐潮濕性強(qiáng)、抗氧化性高、不易腐蝕生銹的特點(diǎn)，維護(hù)維修方便，使用壽命長(zhǎng)，可減少制造成本，提高性價(jià)比。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為一種鐵路漏斗車車體下側(cè)梁的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1所示下側(cè)梁與車體相關(guān)部件的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，由整根中空鋁合金型材構(gòu)成。該中空鋁合金型材具有由外側(cè)圓弧面4、內(nèi)側(cè)上斜面3和內(nèi)側(cè)下垂面5圍合成的異形空腔。根據(jù)車型或規(guī)格的不同，外側(cè)圓弧面4的半徑R = 500?1000mm，以確保其具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了使鐵路漏斗車適應(yīng)地面自動(dòng)化設(shè)施裝貨卸貨、實(shí)現(xiàn)邊走邊卸、以及增加卸貨速度、提高裝載容積的需要，內(nèi)側(cè)上斜面3相對(duì)于垂直面之間的設(shè)計(jì)的傾斜角度α =10?50°，較佳的傾斜角度α = 30?42°，本實(shí)施例中最佳的傾斜角度α = 35?38°。
[0019]在外側(cè)圓弧面4、內(nèi)側(cè)上斜面3和內(nèi)側(cè)下垂面5圍合成的異形空腔中，還設(shè)置斜向加強(qiáng)筋8和橫向加強(qiáng)筋7。具體地，斜向加強(qiáng)筋8設(shè)置在異形空腔上部，且斜向加強(qiáng)筋8相對(duì)于內(nèi)側(cè)上斜面3垂直布置，從而在異形空腔上部形成一個(gè)直角三角形空腔；橫向加強(qiáng)筋7設(shè)置在異形空腔下部，且橫向加強(qiáng)筋7的一端位于內(nèi)側(cè)上斜面3與內(nèi)側(cè)下垂面5的交匯處，并相對(duì)于內(nèi)側(cè)下垂面5垂直布置，從而在異形空腔下部形成一個(gè)直角扇形空腔；在斜向加強(qiáng)筋8與橫向加強(qiáng)筋7之間則形成一個(gè)近似四邊形空腔。這樣，可有效改善外側(cè)圓弧面4、內(nèi)側(cè)上斜面3和內(nèi)側(cè)下垂面5的應(yīng)力狀況，最大限度地提升下側(cè)梁的整體強(qiáng)度和剛度，確保其負(fù)載性能達(dá)到最佳。
[0020]在外側(cè)圓弧面4頂部向上延伸有與內(nèi)側(cè)上斜面3上部合為一體的變截面斜坡2，變截面斜坡2的設(shè)計(jì)也是為了充分利用上部限界，增大裝載容積，其橫向?qū)挾萲= 10?40mm、垂向高度h = 40?200mm。本實(shí)施例中，變截面斜坡2優(yōu)選的橫向?qū)挾萲 = 25?35mm、垂向高度h = 80?150mm。
[0021]在變截面斜坡2與內(nèi)側(cè)上斜面3交匯的頂部設(shè)置有垂直布置的上連接翼面1，以便其與側(cè)墻板鉚接。在外側(cè)圓弧面4與內(nèi)側(cè)下垂面5交匯的底部設(shè)置有下連接翼面6，以便其與底架側(cè)梁的下側(cè)板鉚接。一般而言，下連接翼面6相對(duì)于垂直面之間的夾角β =0?50°，為了確保車輛開(kāi)閉機(jī)構(gòu)等配件具有合理的安裝空間，下連接翼面6相對(duì)于垂直面之間優(yōu)選的夾角β = 25?35°。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁在裝配時(shí)，采用拉鉚釘將其上連接翼面I與側(cè)墻板9下部鉚接為一體，將其下連接翼面6與底架側(cè)梁的下側(cè)板10鉚接為一體，即可完成側(cè)墻組成的裝配。由于下側(cè)梁采用中空鋁合金型材構(gòu)成，其有效克服了傳統(tǒng)漏斗車碳鋼材質(zhì)下側(cè)梁與貨物接觸腐蝕嚴(yán)重的難題，不僅結(jié)構(gòu)輕便、強(qiáng)度剛度好，而且組裝工藝性好、連接穩(wěn)定可靠，還增加了漏斗車車體的外觀美感。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:它由整根中空鋁合金型材構(gòu)成，該中空鋁合金型材具有外側(cè)圓弧面(4)、內(nèi)側(cè)上斜面(3)和內(nèi)側(cè)下垂面(5)，所述外側(cè)圓弧面(4)、內(nèi)側(cè)上斜面(3)和內(nèi)側(cè)下垂面(5)圍合成的異形空腔中設(shè)置將其分隔成三個(gè)獨(dú)立腔室的斜向加強(qiáng)筋(8)和橫向加強(qiáng)筋(7)，所述外側(cè)圓弧面(4)頂部向上延伸有與內(nèi)側(cè)上斜面(3)上部合為一體的變截面斜坡(2)，所述變截面斜坡(2)與內(nèi)側(cè)上斜面(3)交匯的頂部設(shè)置有垂直布置的上連接翼面(I)，所述外側(cè)圓弧面(4)與內(nèi)側(cè)下垂面(5)交匯的底部設(shè)置有下連接翼面(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述內(nèi)側(cè)上斜面(3)相對(duì)于垂直面之間的傾斜角度α = 10?50°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述內(nèi)側(cè)上斜面(3)相對(duì)于垂直面之間的傾斜角度α =30?42°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述內(nèi)側(cè)上斜面(3)相對(duì)于垂直面之間的傾斜角度α =35?38°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述變截面斜坡⑵設(shè)計(jì)的橫向?qū)挾萲 = 10?40mm、垂向高度h = 40?200mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述變截面斜坡⑵設(shè)計(jì)的橫向?qū)挾萲 = 25?35mm、垂向高度h = 80?150mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述下連接翼面(6)相對(duì)于垂直面之間的夾角β = O?50°
8.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述下連接翼面(6)相對(duì)于垂直面之間的夾角β =25?35°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述斜向加強(qiáng)筋(8)設(shè)置在所述異形空腔上部，且所述斜向加強(qiáng)筋(8)相對(duì)于內(nèi)側(cè)上斜面(3)垂直布置；所述橫向加強(qiáng)筋(7)設(shè)置在所述異形空腔下部，且所述橫向加強(qiáng)筋(7)相對(duì)于內(nèi)側(cè)下垂面(5)垂直布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鐵路漏斗車車體下側(cè)梁，其特征在于:所述外側(cè)圓弧面⑷的半徑R = 500?1000mm。
【文檔編號(hào)】B61D7/00GK104176076SQ201410373006
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】史春江, 胡躍明, 劉文亮, 伏鐵軍, 雷青平, 凌斌, 劉幻云, 趙華瑞 申請(qǐng)人:南車長(zhǎng)江車輛有限公司