专利名称：适应大集重能力的铁路平车车体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路货车，具体地涉及一种大集重能力的铁路平车车体，其与配套的大轴重转向架、制动装置和车钩缓冲装置组为一体，专供运输大集重货物使用，车体的集重能力能从70t级达到80t级至90t级。
背景技术：
随着“速、密、重”并举的跨越式发展，铁路货车实现了 60t级向70t级的技术提升， 并向着80t级乃至90t级发展，车辆性能要求越来越高。并且，为充分发挥铁路运输距离长、 耗能低的优点以推进物流产业的进步，铁路货车的适载范围不断扩大，诸如发电机转子、大型钢卷等高密度的货物不断进入铁路运输的范畴，这就对运输这些货物的铁路平车的集重能力提出了较高的要求，既有铁路货车的集重能力70t/5m已不能满足要求，集重能力需要向80t/5m、乃至90t/5m突破。铁路平车车体主要承载部件有纵向铺设的中梁、侧梁，其中中梁作为车体的主骨干，承担了车辆60 % 70 %载重，侧梁承担30 % 40 %的载重，枕梁作为中梁牵引梁纵向力和中梁、侧梁垂向载重力的横向传递结构，是连接车体和转向架的重要部件。这些部件的结构强度直接影响车辆载重和集重的能力，既有铁路平车车体的中梁组成采用两片H型钢中梁加上、下盖板的箱型结构，因受材料性能、型钢截面的影响，采用的最大中梁截面高度仅为700mm，两片中梁腹板内侧距仅为350mm，使得中梁组成的整体刚度和强度再无提升的空间，仅能实现70t/5m的集重能力，进而只能采取增大侧梁结构来补充车体的整体集重能力。而既有平车的单片H型钢侧梁截面高度一般与中梁相同，使得侧梁下平面距离铁路机车车辆限界较小，安全裕量不大，同时也给列检人员车下检查制动、转向架配件状态时钻车需求带来极大不便，列检困难一直是既有平车的典型问题。
发明内容
因此，为解决铁路平车集重能力问题，同时减小列检困难，本发明提供一种适应大集重能力的铁路平车车体，通过采用嵌套式双腹板牵弓I梁的中梁结构，并相应设置其侧梁、 枕梁和横梁结构，使得车体的集重能力可达到80t/5m至90t/5m ；强大的中梁结构可相应减小侧梁截面，小侧梁的车体满足列检空间需求。本发明为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种适应大集重能力的铁路平车车体，包括中梁组成、侧梁组成、枕梁组成、横梁组成、端梁组成、顺梁组成，其特征在于所述中梁组成、侧梁组成、顺梁组成呈顺向布置，侧梁组成分两组布置在中梁组成的左、右两侧，顺梁组成分多组布置在中梁组成与侧梁组成之间，所述枕梁组成、横梁组成、端梁组成呈横向布置在中梁组成、侧梁组成及顺梁组成上，枕梁组成分两组布置在中梁组成及侧梁组成的上面前、后位，横梁组成分为多组分布在枕梁组成的前、后，所述端梁组成分为两组布置在中梁组成、侧梁组成及顺梁组成的两端；所述中梁组成包括两根由H型钢做成的鱼腹型中梁，中梁两腹板内间距为400 600mm，鱼腹部截面高度在700mm以上，两腹板间通过中梁隔板连接，中梁两端部嵌套帽型牵引梁，牵引梁腹板内间距为350mm ；所述侧梁组成由侧梁、柱插和绳栓组成，侧梁与中梁组成平行，侧梁截面高度为300mm 500mm。所述牵引梁的内侧固定有前从板座和后从板座及枕中隔板；所述中梁上覆盖有上盖板，下覆盖有下盖板。所述枕梁组成由两组倒π型结构梁、枕梁上盖板和枕后加强板构成，其中两组倒 JI型结构梁连接在枕梁上盖板的底面，枕后加强板竖立在上盖板的侧面，安装时所述倒η 型结构梁朝下，上盖板覆盖在中梁组成及侧梁组成上。所述倒π型结构梁由两块枕梁腹板、一块枕梁下盖板以及连接两枕梁腹板的枕梁隔板组成。所述横梁组成包括中央横梁组成、分布在中央横梁两侧的大横梁组成以及小横梁，所述中央横梁组成分为两组布置在车体中部两侧，每一组都包括两I型横梁，I型横梁一端连接到中梁上，另一端连接到就近的侧梁上。所述I型横梁以及所述大横梁组成都由上盖板、横梁腹板和横梁下盖板组成；所述小横梁为槽型结构。所述端梁组成包括一倒L型整体端梁、两个分体式端梁下盖板、四个端渡板支座、 两个端渡板折页座和两个绳栓，两个分体式端梁下盖板安装在端梁豁口的两侧，倒L型整体端梁布置在中梁组成和侧梁组成的端部。所述顺梁组成由顺梁、顺梁支座和顺梁筋板组成，顺梁为槽型结构，沿车体纵向通体铺设，在各横梁间分段，连接各横梁腹板，顺梁一端直接与各横梁腹板连接，另一端通过顺梁支座与各横梁腹板连接。所述防火板组成由防火板和防火板筋板组成，防火板焊固在枕梁两侧的顺梁下平面上，防火板长度足够阻挡车轮与制动间瓦间摩擦火花向车体上部飞溅，防火板筋板焊接在防火板和顺梁之间。对于安装集装箱的车体来讲，在中央部位和端部设置有锁下支撑结构。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明采用嵌套式双腹板牵引梁的中梁结构，可提高车体的承载刚度和强度，实现大集重货物的运输，集重能力可达 80t/5m、乃至90t/5m。2、本发明采用小截面的槽型侧梁，可冷弯或热轧而得。侧梁的截面高度可设置为300mm 500mm，比既有平车侧梁降低130mm 330mm，可增大列检车下钻车空间，减少列检作业难度，利于列车的状态维护。3、双腹板箱型结构的枕梁组成具有较大的垂向和扭转刚度，整体式枕梁上盖板以及枕后加强板增强了枕梁组成的整体性，可将牵引、冲击纵向力有效传递到侧梁上，并过渡到枕后中梁上，改善牵枕结构的受力状况，减少该部位的连接焊缝。4、车体除设置枕梁组成、中央横梁组成外，还布置了四个大横梁组成、十二个小横梁，增加了中梁组成和侧梁组成的连接，车体整体刚度加强，通过横向连接加强来实现小截面侧梁的运用，均化小截面侧梁的受力水平。5、顺梁支座的运用实现顺梁纵向一端定位，一端公差释放，对顺梁的长度精度要求可放松，可采用简单下料工艺即可保证精度，顺梁的安装更具工艺性。6、车体设置防火板组成以阻挡车轮与制动间瓦间摩擦火花向车体上部飞溅，避免引燃车体上的木地板和货物。
图1为本发明轴测图；图2为本发明主视图；图3为本发明俯视图；图4为中梁组成的轴测图(取消中梁上盖板和枕中连接板)；图5是中梁组成中上盖板、下盖板、枕中连接板的位置示意图；图6为嵌套式双腹板中梁牵引梁部位的截面图；图7为侧梁组成的轴测图；图8为枕梁组成的轴测图；图9为枕梁组成的单组轴测图(取消枕梁上盖板)；图10为中央横梁组成轴测图；图11为大横梁组成的轴测图；图12为小横梁的轴测图；图13为端梁组成的轴测图(取消横梁上盖板)；图14为顺梁组成的轴测图；图15为防火板组成的轴测图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的介绍。如图1 图3所示，对于铁路平车车体，一般包括如下构件一根中梁组成1、两根侧梁组成2、两个枕梁组成3、两个中央横梁组成4、中央和端部锁下支撑结构5(对于装载集装箱的车体来讲，需要此结构，除此之外不需要)、四个大横梁组成6、十二个小横梁7、两个端梁组成8、多个顺梁组成9和八个防火板组成10。中梁组成1，如图4所示，它由两根鱼腹型H型钢中梁11、嵌套帽型钢牵引梁12、前从板座13、后从板座14、从板座孔加强梁15、枕中隔板16、心盘垫板17、上心盘18、枕后心盘加强板19、中梁隔板110、中梁下盖板111、中梁上盖板112、枕中连接板113组成，如图5 所示，(图4中，中梁下盖板、中梁上盖板、枕中连接板组成未视出)。鱼腹型H型钢中梁11由截面高度700mm以上的大型热轧H型钢切制成鱼腹型，中部截面高度不变，成为鱼腹部，向两端逐渐变低形成牵引部。两根鱼腹型H型钢中梁11和嵌套帽型钢牵引梁12组焊成嵌套式双腹板中梁牵引梁结构，如图6所示，嵌套帽型钢牵引梁12焊接在牵引部内侧，将嵌套帽型钢牵引梁12的腹板间距设置为350mm，作为车钩缓冲装置的安装套口，因而两根中梁11的腹板间距可扩大到400 600mm，实现了较宽翼边的大型型钢做中梁，保证了中梁隔板焊接的操作空间。这种大型型钢的嵌套式双腹板中梁组焊结构可使中梁获得较大的刚度和强度，承受大载重货车运行中产生的更大的纵向牵引和纵向冲击力适应80t/5m或90t/5m集重能力的铁路平车。如图4所示，在嵌套帽型钢牵引梁12的内侧布置车辆牵引、缓冲装置所需的前从板座13和后从板座14，并采用铆接形式使前从板座13和后从板座14与牵引梁12固定为一体。为了增强内、外牵引梁的连接强度，并实现从板座铆接作业空间需求，在中梁牵引部腹板上，将对应前从板座13和后从板座14的位置掏空，并在掏空腹板边缘镶制门框型的从板座孔加强梁15，从板座孔加强梁15的一端与牵引梁12焊固，另一端穿过掏空的腹板，在外侧与中梁腹板焊固。枕中隔板16连接于中梁11的腹板内侧、牵引梁12的终止端，与腹板外侧的枕梁对齐。大载重货车运行中产生的纵向牵引和纵向冲击力一路从前从板座13或后从板座14 向牵引梁12、枕中隔板16，继而向中梁11、车体枕梁、侧梁传递；一路通过从板座孔加强梁 15直接向中梁11，继而向车体枕梁、侧梁传递。纵向力传递发散的结构有利于避免中梁牵引梁的局部应力集重，保证结构的运用可靠性。在中梁底部焊接心盘垫板17，上心盘18固定在心盘垫板17上。为配合上心盘的支撑，并增加中梁11在鱼腹变化部位的局部强度，在上心盘处增设枕后心盘加强板19，分左、右两块连接心盘垫板17和中梁11。在中梁鱼腹部设置中梁隔板110，上翼边间设置中梁上盖板112，下翼边间设置中梁下盖板111组成箱型结构；对应枕中位置，在中梁上翼边间设置枕中连接板113，与枕中隔板106、心盘垫板107 一起形成箱型结构。侧梁组成2，如图7所示，分两组布置在中梁组成的两侧，由侧梁21、柱插22和绳栓23组成，侧梁21为槽型钢，可冷弯或轧制而成，截面高度根据集重要求可设置为 300mm 500mm，比既有平车侧梁降低130mm 330mm。两根侧梁组成2分别布置在车体的左侧和右侧，与中梁组成1 一起成为车体的纵向梁。枕梁组成3，如图8、图9所示，分两组布置在中梁组成及侧梁组成的上面，前、后两端，为双腹板的箱型结构，由左、右两组倒η型结构梁30、整体式的枕梁上盖板31和枕后加强板32构成。每组倒π型结构梁由两块枕梁腹板33、一块枕梁下盖板34以及连接两枕梁腹板的枕梁隔板35组成，连接在上盖板31之下。枕后加强板32竖立在上盖板31的侧边上。两个枕梁组成3分列车体前、后位，横向连接于中梁11和两侧梁21之间，结构梁30朝下，上盖板31覆盖在两组结构梁30、两根侧梁组成2和中梁组成1上，增强枕梁组成的整体性，使其成为受力的主横向梁，可将中梁组成1承受的牵引、冲击纵向力有效地传递到侧梁组成2上，反之，将侧梁组成2承受的垂向力传递到中梁组成1上。中央横梁组成4，如图10所示，由两组I型横梁组成，其中每一 I型横梁由横梁上盖板41、横梁腹板42和横梁下盖板43组成。两个中央横梁组成4分列车体中位两侧，一端连接到中梁11上，另一端连接到就近的侧梁21上。对于装载集装箱的车体来讲，还需要在中央横梁组成4上设置中央锁下支撑结构 5，如果不是集装箱车，则可以不设置。对应于中央横梁组成4的双横梁结构，中央锁下支撑结构5是双锁结构，由垫板和板下支撑组成。垫板为方形钢板，平铺在两组I型横梁的上盖板41上，其平整的上平面即为集装箱锁闭装置在车体上的接触和焊固面，是锁闭装置传递到车体的第一接触点。垫板上开两个方孔，分别用于安装一锁闭装置，方孔形状可根据锁闭装置的锁头形状而定。设置板下支撑目的是加强对垫板的支撑强度，各支撑位置不超过垫板的方孔以免侵占锁头非工作位置的存放空间。中央锁下支撑结构设置在两组I型横梁间，使得中央锁闭装置承受的集装箱垂向、纵向和横向力能通过中央横梁组成4传递到中梁组成1和侧梁组成2上去，可有效地将锁下支撑这一局部结构的集中载荷传递到各主梁上。如图1所示，对应车体装载两个20ft集装箱的端部集装箱角件位置，也是装载一个40ft集装箱的角件位置，设置端部锁下支撑结构5。端部锁下支撑结构5的垫板上开一个方孔，方孔形状和尺寸与双锁垫板的方孔一致。
大横梁组成6，如图11所示，与中央横梁组成4结构基本一样，也由大横梁上盖板 61、横梁腹板62和横梁下盖板63组成I型结构，比较中央横梁上盖板41，大横梁上盖板61 没有锁垫板方孔边缘的切口。四个大横梁组成6分成两组，布置在中央横梁组成的两侧、 靠近中梁鱼腹的结束点，每一个大横梁组成6的一端都连接到中梁11上，另一端连接到就近的侧梁21上。两组大横梁组成6中心间距一般为4500 5000mm，是车体最大集重工况 80t/5m 90t/5m的最外端集载作用点，其布局利于中梁组成1和侧梁组成2的力承担。小横梁7，如图12所示，为槽型结构，连接在中梁11和侧梁21之间，两端根据中梁 11和侧梁21的上翼缘切豁口。十二个小横梁7布置在各大型横梁(包括枕梁组成3、中央横梁组成4、大横梁组成6、端梁组成8)之间，起到辅助横向传力的作用。端梁组成8，如图13所示，为F型，包括倒L型整体端梁81、端梁下盖板82、端渡板支座83、端渡板折页座84和绳栓85。倒L型整体端梁81布置在中梁组成1和侧梁组成2 的端部，端梁下盖板安装在端梁豁口的两侧，倒L型整体端梁81与两块分体式的端梁下盖板82 —起横向连接车体的纵向梁，既参与车体端部集装箱锁闭装置的横向传力也参与车体纵向冲击力的传力。端梁81上设置四个端渡板支座83、两个端渡板折页座84和两个绳栓85。顺梁组成9，如图14所示，由顺梁91、顺梁支座92和顺梁筋板93组成，起到支撑车体上木地板的作用，并纵向部分传力。顺梁91为槽型结构，沿车体纵向通体铺设，在各横梁间分段，连接各横梁腹板。顺梁91 一端直接与各横梁腹板连接，作为顺梁的纵向定位，另一端与各横梁腹板的连接通过顺梁支座92，即L型的顺梁支座92与腹板焊固，顺梁支座92 只在顺梁91的一端设置；顺梁91的下平面搭接在L型的顺梁支座92上，横向腹板靠紧定位，纵向为公差释放端，对顺梁91的长度精度要求可放松，可采用简单下料工艺即可保证精度，顺梁91的安装更具工艺性。防火板组成10，如图15所示，由防火板101和防火板筋板102组成。防火板101 为金属薄板，焊固在枕梁两侧的顺梁下平面上，防火板101长度足够长以阻挡车轮与制动闸瓦间摩擦火花向车体上部飞溅，避免引燃车体上的木地板和货物。为加强防火板101的定位可靠，在防火板101和顺梁91之间焊接防火板筋板102，防火板筋板102在顺梁91凹槽侧切豁口与顺梁91的腹板焊固，在顺梁91凹槽背面不切豁口，直接与腹板焊固。本发明采用嵌套式双腹板结构，使中梁宽度增加至400 600mm，提高了车体的承载刚度和强度，集重能力可达80t/5m、乃至90t/5m。采用小截面的槽型侧梁，截面高度可设置为300mm 500mm，增大了列检车下钻车空间，减少列检作业难度。整体式枕梁上盖板以及枕后加强板增强了枕梁组成的整体性。多个横梁增加了中梁组成和侧梁组成的连接。
权利要求
1.一种适应大集重能力的铁路平车车体，包括中梁组成、侧梁组成、枕梁组成、横梁组成、端梁组成、顺梁组成，其特征在于所述中梁组成、侧梁组成、顺梁组成呈顺向布置，侧梁组成分两组布置在中梁组成的左、右两侧，顺梁组成分多组布置在中梁组成与侧梁组成之间，所述枕梁组成、横梁组成、端梁组成呈横向布置在中梁组成、侧梁组成及顺梁组成上，枕梁组成分两组布置在中梁组成及侧梁组成的上面前、后位，横梁组成分为多组分布在枕梁组成的前、后，所述端梁组成分为两组布置在中梁组成、侧梁组成及顺梁组成的两端；所述中梁组成包括两根由H型钢做成的鱼腹型中梁，中梁两腹板内间距为400 600mm，鱼腹部截面高度在700mm以上，两腹板间通过中梁隔板连接，中梁两端部嵌套帽型牵引梁，牵引梁腹板内间距为350mm;所述侧梁组成由侧梁、柱插和绳栓组成，侧梁与中梁组成平行，侧梁截面高度为300mm 500mm。
2.如权利要求1所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述牵引梁的内侧固定有前从板座和后从板座及枕中隔板；所述中梁上覆盖有上盖板，下覆盖有下盖板。
3.如权利要求1或2所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述枕梁组成由两组倒η型结构梁、枕梁上盖板和枕后加强板构成，其中两组倒η型结构梁连接在枕梁上盖板的底面，枕后加强板竖立在上盖板的侧面，安装时所述倒η型结构梁朝下，上盖板覆盖在中梁组成及侧梁组成上。
4.如权利要求3所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述倒π型结构梁由两块枕梁腹板、一块枕梁下盖板以及连接两枕梁腹板的枕梁隔板组成。
5.如权利要求1或2所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述横梁组成包括中央横梁组成、分布在中央横梁两侧的大横梁组成以及小横梁，所述中央横梁组成分为两组布置在车体中部两侧，每一组都包括两I型横梁，I型横梁一端连接到中梁上， 另一端连接到就近的侧梁上。
6.如权利要求5所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述I型横梁以及所述大横梁组成都由上盖板、横梁腹板和横梁下盖板组成；所述小横梁为槽型结构。
7.如权利要求1或2所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述端梁组成包括一倒L型整体端梁、两个分体式端梁下盖板、四个端渡板支座、两个端渡板折页座和两个绳栓，两个分体式端梁下盖板安装在端梁豁口的两侧，倒L型整体端梁布置在中梁组成和侧梁组成的端部。
8.如权利要求1或2所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述顺梁组成由顺梁、顺梁支座和顺梁筋板组成，顺梁为槽型结构，沿车体纵向通体铺设，在各横梁间分段，连接各横梁腹板，顺梁一端直接与各横梁腹板连接，另一端通过顺梁支座与各横梁腹板连接。
9.如权利要求1或2所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于所述防火板组成由防火板和防火板筋板组成，防火板焊固在枕梁两侧的顺梁下平面上，防火板长度足够阻挡车轮与制动间瓦间摩擦火花向车体上部飞溅，防火板筋板焊接在防火板和顺梁之间。
10.如权利要求1所述的适应大集重能力的铁路平车车体，其特征在于对于安装集装箱的车体来讲，在中央部位和端部设置有锁下支撑结构。
全文摘要
本发明涉及一种适应大集重能力的铁路平车车体，包括中梁组成、侧梁组成、枕梁组成、横梁组成、端梁组成、顺梁组成，其特征在于中梁组成包括两根由H型钢做成的鱼腹型中梁，中梁两腹板内间距为400～600mm，鱼腹部截面高度在700mm以上，两腹板间通过中梁隔板连接，中梁两端部嵌套帽型牵引梁，牵引梁腹板内间距为50mm；侧梁组成由侧梁、柱插和绳栓，侧梁与中梁组成平行，侧梁截面高度为300mm～500mm。本发明采用嵌套式双腹板牵引梁的中梁结构，可提高车体的承载刚度和强度，实现大集重货物的运输，集重能力可达80t/5m、乃至90t/5m。侧梁截面高度看而降低为300mm～500mm。
文档编号B61F1/00GK102381330SQ20111027938
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者兰叶, 关雪梅, 孙晓云, 廖小平, 王武建 申请人:南车二七车辆有限公司