專(zhuān)利名稱(chēng)：適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種鐵路貨車(chē)用的中梁結(jié)構(gòu)，適應(yīng)于集重能力大的車(chē)體，可使車(chē)輛的集重能力從70t級(jí)提升到80t或90t級(jí)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著“速、密、重”并舉的跨越式發(fā)展，鐵路貨車(chē)實(shí)現(xiàn)了 60t級(jí)向70t級(jí)的技術(shù)提升，并向著80t級(jí)乃至90t級(jí)發(fā)展，車(chē)輛性能要求越來(lái)越高。并且，為充分發(fā)揮鐵路運(yùn)輸距離長(zhǎng)、耗能低的優(yōu)點(diǎn)以推進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，鐵路貨車(chē)的適載范圍也在不斷擴(kuò)大，諸如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、大型鋼卷等高密度的貨物不斷進(jìn)入鐵路運(yùn)輸?shù)姆懂?，這就對(duì)鐵路貨車(chē)的集重能力提出了較高的要求，既有鐵路貨車(chē)的集重能力70t/5m已不能滿(mǎn)足要求，集重能力需要向 80t/5m、乃至 90t/5m 發(fā)展。[0003]鐵路貨車(chē)車(chē)體主要承載部件有中梁組成、側(cè)梁組成和枕梁組成，其中中梁組成作為車(chē)體的主骨干，承擔(dān)了車(chē)輛60% 70%的載重，是車(chē)體的核心部件，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接影響車(chē)輛載重和集重的性能?？v觀(guān)集重能力較大的既有鐵路貨車(chē)的中梁結(jié)構(gòu)，多采用2片H 型鋼與板材焊接的箱型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的截面系數(shù)大，具有較大的剛度和強(qiáng)度，但是這種典型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大受到諸多因素限制。首先，因受冶金技術(shù)、成型技術(shù)影響，中梁型鋼的材料性能等級(jí)提高不大，材料屈服極限最大只能達(dá)到450MPa，通過(guò)材料的提升來(lái)提高中梁性能不具有可行性。其次，中梁端部的間距作為連接車(chē)輛用的車(chē)鉤緩沖裝置的套口，其值是固定的 350mm，該間距較小則會(huì)與中梁隔板焊接所需操作空間形成矛盾。若采用更大高度的H型鋼，因受軋制成型影響，H型鋼翼邊寬度勢(shì)必要增大，2片中梁的翼邊間距不能保證隔板焊接的操作空間，所以既有車(chē)輛的H型鋼截面高度最大值只能達(dá)到700mm。[0004]針對(duì)型鋼的局限，既有車(chē)輛的中梁組成有全用鋼板拼焊的形式，但這種方式焊接變形的影響難以控制，且對(duì)焊縫質(zhì)量、工裝設(shè)備的要求非常嚴(yán)格，制造工藝難度大。另外，一味增大截面高度還會(huì)侵入下部限界，否則需要提高車(chē)輛承載面高度，造成重心上移，對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行品質(zhì)不利。[0005]受中梁強(qiáng)度和剛度的局限，既有貨車(chē)只能相應(yīng)增大側(cè)梁截面來(lái)提高車(chē)體的整體剛度，往往側(cè)梁與中梁截面一樣高，造成的問(wèn)題就是側(cè)梁下部距限界的空間太小，不便于列檢人員進(jìn)入車(chē)下檢查，對(duì)列檢工作的效率影響較大，成為集重大的鐵路貨車(chē)的典型問(wèn)題。[0006]綜上所述，為提高鐵路貨車(chē)的集重能力，必須提高中梁的截面性能，需要在克服可用材料的局限性、保證中梁結(jié)構(gòu)固有特性的前提下，增大中梁抗彎、抗扭能力以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并解決運(yùn)用問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容[0007]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型目的是提供一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，采用增大2片H型鋼間距、增大型鋼截面高度的方式來(lái)保證中梁焊接，提高中梁截面性能，同時(shí)采用嵌套式雙腹板牽引梁來(lái)保證車(chē)鉤緩沖裝置的套口尺寸要求，使得中梁仍具有固定結(jié)構(gòu)特性，又具有較大的剛度和強(qiáng)度，滿(mǎn)足車(chē)體集重能力提高的要求。[0008]具體講，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚(yú)腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400 600mm，通過(guò)中梁隔板連接；所述中梁魚(yú)腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。[0009]所述內(nèi)牽引梁的頂面與中梁上翼邊的下平面焊接，所述內(nèi)牽引梁的下翼邊與中梁下翼邊焊接。[0010]所述內(nèi)牽引梁上固定有前從板座和后從板座。[0011]在所述中梁腹板上，將對(duì)應(yīng)前從板座和后從板座的位置分別掏空，一從板座孔加強(qiáng)梁，一端與內(nèi)牽引梁焊接，另一端穿過(guò)掏空的腹板，在外側(cè)與中梁腹板焊接。[0012]在所述內(nèi)牽引梁里側(cè)終端，設(shè)置一枕中隔板，所述枕中隔板連接于中梁兩腹板間， 與腹板外側(cè)的車(chē)體枕梁位置對(duì)應(yīng)。[0013]所述枕中隔板及中梁底部連接一心盤(pán)墊板，心盤(pán)墊板上安裝心盤(pán)。在心盤(pán)墊板和中梁上連接一枕后心盤(pán)加強(qiáng)板。[0014]對(duì)應(yīng)車(chē)體枕中位置，在所述中梁上翼邊覆蓋枕中連接板。[0015]在所述中梁魚(yú)腹部上翼邊間覆蓋上蓋板，下翼邊間覆蓋下蓋板組成箱型結(jié)構(gòu)。[0016]所述中梁端部的下翼邊切除。[0017]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由兩根魚(yú)腹型H型鋼中梁和嵌套帽型內(nèi)牽引梁組焊成嵌套式雙腹板中梁結(jié)構(gòu)，兩根魚(yú)腹型H型鋼中梁的腹板間距可擴(kuò)大到400 600mm，實(shí)現(xiàn)了較寬翼邊的大型型鋼做中梁，保證了中梁隔板焊接的操作空間，大型型鋼的中梁組焊可使中梁獲得較大的剛度和強(qiáng)度，適應(yīng)80t或90t級(jí)集重能力的鐵路貨車(chē)；由嵌套帽型鋼內(nèi)牽引梁實(shí)現(xiàn)了 350mm車(chē)鉤緩沖裝置的安裝套口。2、魚(yú)腹型中梁由截面高度700mm以上的大型熱軋H型鋼切制成魚(yú)腹形，保證中梁中部高截面以使中梁獲得高剛度的同時(shí)，又使其端部截面滿(mǎn)足地板面高和轉(zhuǎn)向架高的雙重限制，中梁截面的有效過(guò)渡實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)應(yīng)力的過(guò)渡，消除了絎架結(jié)構(gòu)截面變化處的焊縫，緩解應(yīng)力集中水平，使中梁受力均勻，可提高中梁主體的質(zhì)量和壽命。3、內(nèi)牽引梁上鉚接前從板座和后從板座，將中梁腹板對(duì)應(yīng)前從板座和后從板座處掏空，掏空面積足夠前從板座和后從板座與內(nèi)牽引梁的鉚接空間，并且鑲制門(mén)框型從板座孔加強(qiáng)梁，連接內(nèi)外腹板，實(shí)現(xiàn)了牽引梁雙腹板的連接，部分縱向力可通過(guò)從板座孔加強(qiáng)梁傳遞到中梁腹板，縱向力在雙腹板作用下可消除牽引梁的應(yīng)力集中，改善牽引梁的受力狀況。4、內(nèi)牽引梁縱向終止到枕中隔板，枕中段采用個(gè)枕中隔板連接魚(yú)腹型中梁的腹板內(nèi)側(cè)，使得部分縱向力可通過(guò)枕中隔板傳遞到外腹板。5、枕中隔板與心盤(pán)墊板、枕中連接板一起連接中梁，形成箱型結(jié)構(gòu)既實(shí)現(xiàn)了垂向的心盤(pán)支撐，又為橫向的車(chē)體枕梁結(jié)構(gòu)連接貢獻(xiàn)了強(qiáng)大的結(jié)點(diǎn)，保證了垂向、橫向、縱向力合成點(diǎn)的足夠強(qiáng)度。6、中梁魚(yú)腹部由中梁腹板、中梁隔板、中梁下蓋板、中梁上蓋板組焊成箱型結(jié)構(gòu)，因而具有較大的垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)剛度。7、中梁的兩端，外側(cè)下翼邊可部分切除以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)的操作需求。


[0018]圖1為本實(shí)用新型立體示意圖(取消中梁下蓋板)；[0019]圖2為本實(shí)用新型主視示意圖；[0020]圖3為本實(shí)用新型俯視示意圖；[0021]圖4為中梁端部與內(nèi)牽引梁的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖5為從板座孔加強(qiáng)梁安裝示意圖；[0023]圖6為枕中隔板安裝示意圖(取消一根魚(yú)腹型H型鋼中梁)；[0024]圖7為中梁枕中部結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖8為中梁上蓋板和枕中連接板安裝示意圖；[0026]圖9為中梁魚(yú)腹部橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
[0027]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。[0028]如圖1 3所示，本實(shí)用新型包括由兩根H型鋼所做的魚(yú)腹型中梁1，位于中梁兩端腹板內(nèi)的內(nèi)牽引梁2，固定在內(nèi)牽引梁上的前從板座3、后從板座4和從板座孔加強(qiáng)梁 5，位于內(nèi)牽引梁2后方中梁腹板內(nèi)的枕中隔板6和心盤(pán)墊板7，安裝在心盤(pán)墊板上的上心盤(pán) 8和枕后心盤(pán)加強(qiáng)板9，以及位于中梁上翼邊間的枕中連接板10，位于中梁中部腹板內(nèi)的中梁隔板11，位于中梁頂部的上蓋板12、底部的下蓋板13。[0029]魚(yú)腹型中梁1由截面高度700mm以上的大型熱軋H型鋼切制成魚(yú)腹型，其中，中部截面高度不變，成為魚(yú)腹部，向兩端逐漸變低經(jīng)枕中部，最后形成牽引部，牽引部?jī)?nèi)側(cè)的下翼邊切除，使得整根中梁看起來(lái)像是魚(yú)腹形狀。兩根相同魚(yú)腹型中梁1并排放置，其腹板內(nèi)側(cè)間距可根據(jù)強(qiáng)度要求、型鋼翼面寬度和車(chē)輛零部件布局控制在400 600mm之間。[0030]在牽引部腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置一“幾”字型嵌套內(nèi)牽引梁2。內(nèi)牽引梁2為冷彎或熱軋鋼， 內(nèi)牽引梁2的兩腹板內(nèi)側(cè)間距為固定的350mm，滿(mǎn)足車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置的套口要求。如圖4 所示，內(nèi)牽引梁2的頂面與中梁牽引部上翼邊的下平面焊接在一起，內(nèi)牽引梁2的下翼邊與中梁1的下翼邊對(duì)接焊，因而，中梁的牽引部與內(nèi)牽引梁形成了嵌套式雙腹板牽引梁結(jié)構(gòu)。 這種形式的嵌套式雙腹板牽引梁具有較大的抗沖擊能力，可承受大載重貨車(chē)運(yùn)行中產(chǎn)生的更大的縱向牽引和縱向沖擊力。[0031]在內(nèi)牽引梁2的內(nèi)側(cè)布置車(chē)輛牽引、緩沖裝置所需的前從板座3和后從板座4，并采用鉚接形式使前從板座3和后從板座4與內(nèi)牽引梁2固定為一體。為了增強(qiáng)內(nèi)、外牽引梁的連接強(qiáng)度，并實(shí)現(xiàn)從板座鉚接作業(yè)空間需求，在中梁牽引部腹板上，將對(duì)應(yīng)前從板座3 和后從板座4的位置掏空，并在掏空腹板邊緣鑲制門(mén)框型的從板座孔加強(qiáng)梁5，從板座孔加強(qiáng)梁5的一端與內(nèi)牽引梁2焊固，另一端穿過(guò)掏空的腹板，在外側(cè)與中梁牽引部腹板焊固。 從板座孔加強(qiáng)梁5與內(nèi)、外牽引梁的位置關(guān)系可見(jiàn)圖5所示。[0032]內(nèi)牽引梁2在縱向方向的長(zhǎng)度終止于最外端的枕中隔板6，枕中隔板6連接于中梁1的兩腹板內(nèi)側(cè)，與腹板外側(cè)的車(chē)體枕梁結(jié)構(gòu)的腹板對(duì)齊，如圖6所示，枕中隔板6在中梁的兩端各設(shè)置2個(gè)，共4個(gè)。設(shè)置枕中隔板6的位置也即中梁魚(yú)腹部與牽引部間的枕中部，如圖7，是車(chē)體枕梁與中梁組成交接的位置，該段是縱向力向橫向傳遞、垂向力向牽引梁傳遞的結(jié)點(diǎn)。大載重貨車(chē)運(yùn)行中產(chǎn)生的縱向牽引和縱向沖擊力一路從前從板座3或后從板座4向內(nèi)牽引梁2、枕中隔板6，繼而向中梁1、車(chē)體枕梁、側(cè)梁傳遞；一路通過(guò)從板座孔加強(qiáng)梁5直接向中梁1，繼而向車(chē)體枕梁、側(cè)梁傳遞。縱向力傳遞發(fā)散的結(jié)構(gòu)有利于避免中梁牽引梁的局部應(yīng)力集重，保證結(jié)構(gòu)的運(yùn)用可靠性。[0033]如圖1所示，枕中隔板6及中梁底部連接心盤(pán)墊板7，心盤(pán)墊板7作為上心盤(pán)8的座板，通過(guò)鉚接形式使上心盤(pán)8固定在心盤(pán)墊板7上。上心盤(pán)8與轉(zhuǎn)向架下心盤(pán)配合，實(shí)現(xiàn)車(chē)體在轉(zhuǎn)向架上的定位、傳力。為配合上心盤(pán)的支撐，并增加魚(yú)腹型中梁1在魚(yú)腹變化部位的局部強(qiáng)度，在上心盤(pán)處增設(shè)有枕后心盤(pán)加強(qiáng)板9，分左、右兩塊連接心盤(pán)墊板7和中梁1。 對(duì)應(yīng)枕中位置，在中梁1上翼邊間設(shè)置枕中連接板10，如圖8所示，使得中梁枕中部由中梁 1、枕中隔板6、心盤(pán)墊板7及枕中連接板10—起形成箱型結(jié)構(gòu)，增加了中梁枕中結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度，提高了中梁該位置的抗扭、抗菱變形。[0034]在中梁魚(yú)腹部，兩腹板間設(shè)置有多個(gè)中梁隔板11，上翼邊間設(shè)置中梁上蓋板12， 下翼邊間設(shè)置中梁下蓋板13組成箱型結(jié)構(gòu)，如圖9所示，增強(qiáng)中梁垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)剛度， 使中梁具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受牽引梁傳遞來(lái)的縱向力，并承受側(cè)梁、枕梁及各橫向梁傳遞來(lái)的集裝箱載重的垂向作用力。[0035]在魚(yú)腹端，兩根中梁1的外側(cè)下翼邊可部分切除以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)的操作需求。
權(quán)利要求1.一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚(yú)腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400 600mm，通過(guò)中梁隔板連接；所述中梁魚(yú)腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。
2.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于所述內(nèi)牽引梁的頂面與中梁上翼邊的下平面焊接，所述內(nèi)牽引梁的下翼邊與中梁下翼邊焊接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于所述內(nèi)牽引梁上固定有前從板座和后從板座。
4.如權(quán)利要求3所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于在所述中梁腹板上，將對(duì)應(yīng)前從板座和后從板座的位置分別掏空，一從板座孔加強(qiáng)梁，一端與內(nèi)牽引梁焊接，另一端穿過(guò)掏空的腹板，在外側(cè)與中梁腹板焊接。
5.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于在所述內(nèi)牽引梁里側(cè)終端，設(shè)置一枕中隔板，所述枕中隔板連接于中梁兩腹板間，與腹板外側(cè)的車(chē)體枕梁位置對(duì)應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于所述枕中隔板及中梁底部連接一心盤(pán)墊板，心盤(pán)墊板上安裝心盤(pán)。
7.如權(quán)利要求6所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于在心盤(pán)墊板和中梁上連接一枕后心盤(pán)加強(qiáng)板。
8.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于對(duì)應(yīng)車(chē)體枕中位置，在所述中梁上翼邊覆蓋枕中連接板。
9.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于在所述中梁魚(yú)腹部上翼邊間覆蓋上蓋板，下翼邊間覆蓋下蓋板組成箱型結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于所述中梁端部的下翼邊切除。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車(chē)用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚(yú)腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400～600mm，通過(guò)中梁隔板連接；所述中梁魚(yú)腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。本實(shí)用新型由兩根魚(yú)腹型H型鋼中梁和嵌套帽型內(nèi)牽引梁組焊成嵌套式雙腹板中梁結(jié)構(gòu)，兩根魚(yú)腹型H型鋼中梁的腹板間距可擴(kuò)大到400～600mm，實(shí)現(xiàn)了較寬翼邊的大型型鋼做中梁，保證了中梁隔板焊接的操作空間，大型型鋼的中梁組焊可使中梁獲得較大的剛度和強(qiáng)度，適應(yīng)80t或90t級(jí)集重能力的鐵路貨車(chē)；由嵌套帽型鋼內(nèi)牽引梁實(shí)現(xiàn)了350mm車(chē)鉤緩沖裝置的安裝套口。
文檔編號(hào)B61F1/02GK202279126SQ20112035223
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者蘭葉, 關(guān)雪梅, 孫曉云, 廖小平, 徐海濤, 王武建 申請(qǐng)人:南車(chē)二七車(chē)輛有限公司