车架及货运列车的制作方法

本发明涉及轨道列车技术，尤其涉及一种车架及货运列车。

背景技术：

随着铁路网络的逐渐发展，采用铁路运输已经成为主要的运输方式之一。具体地，货运列车包括车架，将货物放置在集装箱内，之后将集装箱放置在车架上，即可通过货运列车实现货物的运输。

现有技术中，车架常包括中梁以及边梁，中梁沿着平行于列车运行方向设置，中梁的前端和后端均设置有车钩，车钩用于与相邻的车架连接；边梁为多个，多个边梁沿列车运行方向间隔的设置，且边梁设置在中梁沿垂直于列车运行方向的两侧；集装箱放置在中梁以及边梁上，并且在运输的过程中，将集装箱固定在边梁上，以免在运输的过程中集装箱与车架分离。

然而，在货运列车行驶时，各边梁的延伸方向与列车的运行方向垂直，边梁与空气之间的阻力较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种车架及货运列车，以解决在货运列车行驶时，各边梁的延伸方向与列车的运行方向垂直，导致列车运行时空气阻力较大的技术问题。

一方面，本发明实施例提供一种车架，包括：第一纵梁、第二纵梁、第一牵引梁以及第二牵引梁，所述第一纵梁和所述第二纵梁的延伸方向均与列车的运行方向平行，所述第一纵梁和所述第二纵梁沿平行于水平面的方向间隔的设置；所述第一纵梁和所述第二纵梁的前端之间通过所述第一牵引梁连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁的后端之间通过所述第二牵引梁连接。

如上所述的车架，优选地，所述第一纵梁包括上侧梁、下侧梁以及外封板，所述上侧梁和所述下侧梁的延伸方向均与列车的运行方向平行，且所述上侧梁和所述下侧梁沿垂直于水平面的方向间隔的设置，所述外封板覆盖在所述上侧梁和所述下侧梁背离所述第二纵梁的一侧。

如上所述的车架，优选地，所述外封板包括上封板和下封板，所述上封板覆盖在所述上侧梁上，所述下封板覆盖在所述下侧梁上。

如上所述的车架，优选地，所述上侧梁为槽钢。

如上所述的车架，优选地，所述第一纵梁还包括支撑件，所述支撑件设置在所述上侧梁和所述下侧梁之间，且与所述上侧梁和所述下侧梁连接。

如上所述的车架，优选地，所述支撑件的顶端设置有凹槽，所述上侧梁的底端容置在所述凹槽内。

如上所述的车架，优选地，所述支撑件为多个，多个所述支撑件在所述上侧梁和所述下侧梁之间间隔的设置。

如上所述的车架，优选地，所述车架还包括横梁，所述横梁设置在所述第一牵引梁和所述第二牵引梁之间，且所述横梁与所述第一纵梁和所述第二纵梁连接。

如上所述的车架，优选地，所述横梁为多个，多个所述横梁在所述第一牵引梁和所述第二牵引梁之间。

另一方面，本发明实施例还提供一种货运列车，包括如上所述的架。

本发明实施例提供的车架及货运列车，其中，车架包括第一纵梁、第二纵梁、第一牵引梁以及第二牵引梁，第一纵梁和第二纵梁的延伸方向均与列车的运行方向平行，第一纵梁和第二纵梁沿平行于水平面的方向间隔的设置；第一纵梁和第二纵梁的前端之间通过第一牵引梁连接，第一纵梁和第二纵梁的后端之间通过第二牵引梁连接；第一牵引梁和第二牵引梁与转向架连接，进而带动第一牵引梁和第二牵引梁朝铁轨延伸方向行进，因此，第一侧梁和第二侧梁随列车运行，由于第一纵梁和第二纵梁的延伸方向均与列车的运行方向平行，与在中梁上设置边梁，边梁的延伸方向垂直于列车运行方向相比，第一纵梁和第二纵梁与空气之间的阻力小，减小了列车运行时的空气阻力，列车空气动力学性能提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的车架的立体结构示意图；

图3为图1中第一纵梁的主视图；

图4为图1中第一纵梁的后视图；

图5为图3中a-a向的剖视图；

图6为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图一；

图7为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图二；

图8为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图三；

图9为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图四。

附图标记说明：

10：第一纵梁；

101：上侧梁；

1011：第一翼板；

1012：第二翼板；

1013：腹板；

102：下侧梁；

1021：第一支撑板；

1022：第二支撑板；

103：外封板；

1031：上封板；

1032：下封板；

104：支撑件；

20：第二纵梁；

30：第一牵引梁；

40：第二牵引梁；

50：横梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例提供的车架的结构示意图；图2为本发明实施例提供的车架的立体结构示意图；图3为图1中第一纵梁的主视图；图4为图1中第一纵梁的后视图；图5为图2中a-a向的剖视图；图6为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图一；图7为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图二；图8为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图三；图9为本发明实施例提供的车架与集装箱的配合示意图四。

参考图1-图2，本实施例提供的车架，包括：第一纵梁10、第二纵梁20、第一牵引梁30以及第二牵引梁40，第一纵梁10和第二纵梁20的延伸方向均与列车的运行方向平行，第一纵梁10和第二纵梁20沿平行于水平面的方向间隔的设置；第一纵梁10和第二纵梁20的前端之间通过第一牵引梁30连接，第一纵梁10和第二纵梁20的后端之间通过第二牵引梁40连接。

具体的，列车的运行方向即为车架的行进方向，由于列车沿铁轨行驶，列车的运行方向为列车所行走的铁轨的延伸方向。

具体的，车架的前端和后端均设置有转向架，转向架为列车的行走部件，一般包括轮对以及架设在轮对上的构架，前端转向架的构架与第一牵引梁30连接，后端转向架的构架与第二牵引梁40连接。有些转向架上还设置有驱动系统，驱动系统一般由电机以及齿轮箱组成，电机与齿轮箱传动连接，齿轮箱的输出轴与轮对传动连接；在货运列车行驶时，电机通过齿轮箱驱动轮对转动，进而带动整个车架运行。

具体的，第一牵引梁30的前端和第二牵引梁40的后端均设置有车钩，车钩用于与相邻的车架连接，即前一车架的后端通过车钩与后一车架的前端连接，从而通过相邻车架之间的车钩将牵引力传递给每一车架，进而带动每一车架行进，实现对货物的运输。

本实施例中，第一纵梁10的延伸方向与列车运行方向平行，第一纵梁10的延伸长度可以容纳80英尺的集装箱。第一纵梁10和第二纵梁20沿平行于水平面的方向的间隔为集装箱的宽度，使得集装箱能够承载在第一纵梁10和第二纵梁20上，第一纵梁10和第二纵梁20为集装箱提供支撑力。

具体的，第一纵梁10为列车的承重部件，用于承载集装箱，第一纵梁10一般为钢梁，本实施例对第一纵梁10的材质不做限制；可选地，本实施例对第一纵梁10的宽度也不做限制，例如，第一纵梁10的宽度为10mm，在满足第一纵梁10的强度能够承载集装箱的条件下，第一纵梁10的宽度尽可能小。

本实施例中，第一牵引梁30包括牵引梁本体和车钩安装座，其中，集装箱放置在牵引梁本体上；车钩安装座设置于牵引梁的前端，用于与车钩连接。具体的，牵引梁本体与集装箱的连接面上设置有锁闭装置，用于固定集装箱，避免列车运输途中，集装箱与第一牵引梁30发生分离。

具体的，牵引梁本体包括主梁和两个支撑梁，主梁沿垂直于列车的运行方向设置，主梁的两端分别与第一纵梁10、第二纵梁20连接；支撑梁为t型梁，t型梁的底端与主梁连接，与板状的牵引梁本体相比，两个t型梁与主梁之间形成通孔，第一牵引梁30的自重减轻，从而提高车架垂向承载能力；可选地，为了增强第一牵引梁30的承重性能，在主梁和支撑梁的下部设置有加强筋，加强筋可以通过焊接或者螺栓连接的方式与主梁和支撑梁连接；或者在主梁和支撑梁的下部设置突出部，突出部呈圆弧形，使得主梁和支撑梁的中部厚度较端部的厚度大，提高了第一牵引梁30的强度，第一牵引梁30的承载力增大。

本实施例中，第一牵引梁30与第一纵梁10和第二纵梁20的前端连接，本实施例对第一牵引梁30和第二纵梁20与第一纵梁10之间的连接方式不做限制，只要保证在列车运行时第一纵梁10和第二纵梁20不会与第一牵引梁30分离即可，例如：第一牵引梁30可以通过焊接的方式与第一纵梁10和第二纵梁20固定连接，或者第一牵引梁30通过卡接或螺栓连接的方式与第一纵梁10和第二纵梁20可拆卸的连接。可选地，第一牵引梁30为列车的承重部件，用于承载集装箱，第一牵引梁30一般为铝合金板或者钢板，本实施例对第一牵引梁30的材质不做限制。其中，第二牵引梁40的结构、功能与第一牵引梁30类似，在此不再赘述。值得说明的是，第一牵引梁30设置在第一纵梁10和第二纵梁20的前端，第二牵引梁40设置在第一纵梁10和第二纵梁20的后端；同时，第二牵引梁40与第一纵梁10和第二纵梁20的连接方式与第一牵引梁30类似，在此不再赘述。

本实施例中，第二纵梁20的结构、功能与第一纵梁10类似，本实施例在此不再赘述。值得说明的是，第二纵梁20和第一纵梁10沿平行于水平面的方向间隔的设置；同时，第二纵梁20与第一牵引梁30和第二牵引梁40的连接方式与第一纵梁10类似，在此不再赘述。

本实施例中提供的车架的安装过程为：先将第一纵梁10的前端连接到第一牵引梁30上，同时将第一纵梁10的后端连接到第二牵引梁40上；之后将第二纵梁20的前端连接到第一牵引梁30上，同时将第二纵梁20的后端连接到第二牵引梁40上；再将转向架安装在第一牵引梁30和第二牵引梁40上。在列车运行时，空气沿第一纵梁10和第二纵梁20的表面流过，阻力较小，由于列车运行时的阻力降低，车架可以高速运行。示例性的，本实施例提供的车架，可以适应160km/h的高速运行，同时，可以承载80英尺铁路快捷集装箱。

本实施例提供的车架，包括第一纵梁10、第二纵梁20、第一牵引梁30以及第二牵引梁40，第一纵梁10和第二纵梁20的延伸方向均与列车的运行方向平行，第一纵梁10和第二纵梁20沿平行于水平面的方向间隔的设置；第一纵梁10和第二纵梁20的前端之间通过第一牵引梁30连接，第一纵梁10和第二纵梁20的后端之间通过第二牵引梁40连接；第一牵引梁30和第二牵引梁40与转向架连接，进而带动第一牵引梁30和第二牵引梁40朝铁轨延伸方向行进，与第一牵引梁30和第二牵引梁40连接的第一侧梁和第二侧梁随列车运行，由于第一纵梁10和第二纵梁20的延伸方向均与列车的运行方向平行，与在中梁上设置边梁，边梁的延伸方向垂直于列车运行方向相比，第一纵梁10和第二纵梁20与空气之间的阻力小，减小了列车运行时的空气阻力，列车空气动力学性能提高。

同时，集装箱安装在车架上，由集装箱两侧的第一纵梁10和第二纵梁20共同承载，与现有技术中集装箱重量集中于中梁相比，集装箱不易发生扭转。此外，车架包括第一纵梁10、第二纵梁20、第一牵引梁30以及第二牵引梁40，上述组件通过组装形成车架，与整体式的车架相比，加工工艺简单，且可以对上述组件进行单独更换，节约了维修成本。

参考图3-图5，本实施例中，第一纵梁10包括上侧梁101、下侧梁102以及外封板103，上侧梁101和下侧梁102的延伸方向均与列车的运行方向平行，且上侧梁101和下侧梁102沿垂直于水平面的方向间隔的设置，外封板103覆盖在上侧梁101和下侧梁102背离第二纵梁20的一侧。

外封板103覆盖在上侧梁101和下侧梁102的外侧，使得车架上没有结构露在车架外侧，列车运行过程中，没有结构垂直于列车运行方向，车架与空气之间的阻力较小，列车可以适应160km/h的高速运行。

具体的，上侧梁101为槽钢，制作工艺简单，重量小，使得第一纵梁10的自重降低，车架载重大。槽钢包括腹板1013、第一翼板1011和第二翼板1012，腹板1013、第一翼板1011和第二翼板1012的延伸方向均与列车的运行方向平行；其中，腹板1013垂直于水平面设置，第一翼板1011和第二翼板1012平行于水平面设置；第一翼板1011的一端与腹板1013的顶端连接，第二翼板1012的一端与腹板1013的底端连接，腹板1013、第一翼板1011和第二翼板1012构成凹槽；其中，腹板1013、第一翼板1011和第二翼板1012为一体成型；可选地，第一翼板1011和第二翼板1012的另一端与外封板103连接，第一翼板1011和第二翼板1012的另一端可以通过焊接的方式与外封板103连接，也可以通过铸造的方式与外封板103一体成型，本实施例对此不做限制。可选地，槽钢的型号可以为10#，也可以为12#，或者由技术人员根据第一纵梁10的实际工况设定，本实施例对此不做限制。

具体的，下侧梁102包括第一支撑板1021和第二支撑板1022，第一支撑板1021的一端与第二支撑板1022的一端垂直连接。可选地，第一支撑板1021和第二支撑板1022的另一端与外封板103连接，第一支撑板1021和第二支撑板1022的另一端可以通过焊接的方式与外封板103连接，也可以通过铸造的方式与外封板103一体成型，本实施例对此不做限制。

值得说明的是，第一纵梁10中对集装箱起支撑作用的为第一翼板1011和第二翼板1012，下侧梁102不提供支撑作用，第一支撑板1021和第二支撑板1022的厚度较小，以减轻第一纵梁10的自重，增大车架载重。

具体的，外封板103包括上封板1031和下封板1032，上封板1031覆盖在上侧梁101上，下封板1032覆盖在下侧梁102上，其中，上侧梁101与上封板1031连接，下侧梁102与下封板1032连接，通过在上侧梁101和下侧梁102上覆盖外封板103，上侧梁101和下侧梁102不暴露在车架的外侧，避免列车运行过程中，列车与空气之间的阻力大；其中，外封板103背离上侧梁101和下侧梁102的一侧为平面。

可选地，上封板1031与下封板1032连接，上封板1031与下封板1032可以通过焊接的方式进行连接，也可以通过螺接或者铆接的方式进行连接，本实施例对此不做限制。本实施例的优选地的实现方式为上封板1031与下封板1032通过铸造的方式一体成型，与焊接的方式相比，能够有效避免由于焊接引起的焊缝疲劳裂纹，同时，减少焊接量，减少焊接变形。

可选地，为了减轻第一纵梁10的重量，增加车架载重，上封板1031与下封板1032可以为铝合金板，也可以为钢板，或者轻质材料。

本实施例中，第一纵梁10还包括支撑件104，支撑件104设置在上侧梁101和下侧梁102之间，且与上侧梁101和下侧梁102连接。

通过在上侧梁101和下侧梁102之间设置支撑件104，加强上侧梁101与下侧梁102之间的连接强度，从而提高第一纵梁10的强度。具体的，本实施例对支撑件104不做限制，只要能够连接上侧梁101与下侧梁102，加强上侧梁101与下侧梁102之间的连接强度即可；例如：支撑件104可以呈圆柱状，支撑件104的底端与下侧梁102的顶端连接，由下侧梁102的顶端为支撑件104提供支持力，支撑件104的顶端与上侧梁101的底端连接，由支撑件104为上侧梁101的底端提供支持力；可选地，支撑件104也可以呈棱柱状，或者呈不规则形状。进一步地，支撑件104的顶端设置有凹槽，上侧梁101的底端容置在凹槽内，凹槽为上侧梁101的侧壁和底端提供支撑力，提高了上侧梁101的支撑强度。另外，支撑件104可以在上侧梁101和下侧梁102之间竖直设置，也可以呈倾斜状，与水平面呈一定的夹角，或者两者方式结合使用。

可选地，支撑件104可以是实心的，也可以是空心的，本实施例优选地实施方式为空心支撑件104，与实心的相比，空心支撑件104重量小，降低了第一纵梁10的自重，增加了车架的载重；优选地，支撑件104可以为多个，多个支撑件104在上侧梁101和下侧梁102之间间隔的设置，以进一步增强上侧梁101与下侧梁102之间的连接强度，从而提高第一纵梁10的强度。

继续参照图1-图2，可选地，在上述实施例的基础上，车架还包括横梁50，横梁50设置在第一牵引梁30和第二牵引梁40之间，且横梁50与第一纵梁10和第二纵梁20连接，横梁50可以进一步提高第一纵梁10和第二纵梁20之间的连接强度，提高车架的承载能力。

具体的，横梁50与上侧梁101连接，以增加上侧梁101的强度；可选地，横梁50与上侧梁101可以通过焊接或者粘接的方式连接，也可以通过螺接或者卡接的方式连接，本实施例对此不做限制。

具体的，横梁50包括平行且间隔设置的第一横板和第二横板以及设置在第一横板和第二横板之间的纵板，纵板与第一横板和第二横板垂直；优选地，纵板可以为多个，多个纵板间隔设置，纵板上设置有通孔，横梁50的重量降低，车架重量降低，车架载重增加；另外，横梁50上设置有锁闭装置，用于安装集装箱，避免列车运输过程中，集装箱与横梁50发生分离。

优选地，横梁50可以为多个，多个横梁50在第一牵引梁30和第二牵引梁40之间，以进一步增强第一纵梁10和第二纵梁20之间的连接强度，提高了车架的承受载荷，同时，通过增加横梁50的数量，可以利用各横梁50上的锁闭装置固定安装多个集装箱。其中，多个横梁50可以在第一牵引梁30和第二牵引梁40之间间隔的设置，也可以设置在第一牵引梁30的后端和第二牵引梁40的前端，或者由技术人员根据车架实际所要承载集装箱的尺寸和数量进行自由设定。

示例性的，车架可以承载两个集装箱，参照图6，两个集装箱可以为20英尺，也可以为40英尺，两个集装箱的长度之和不能超出第一纵梁10的延伸长度，则相应设置一个横梁50，前端的集装箱承载在横梁50和第一牵引梁30上，后端的集装箱承载在横梁50和第二牵引梁40上；车架可以承载四个集装箱，参照图7，四个集装箱可以为20英尺，四个集装箱的长度之和不能超出第一纵梁10的延伸长度，则相应设置三个横梁50，前端的集装箱承载在横梁50和第一牵引梁30上，后端的集装箱承载在横梁50和第二牵引梁40上，中间的两个集装箱分别承载在两个横梁50上；当然，车架还可以只承载一个集装箱，参照图8，集装箱可以为40英尺，也可以为53英尺，集装箱的长度不能超出第一纵梁10的延伸长度，则相应设置两个横梁50，集装箱承载在两个横梁50上；另外，车架还可以承载三个集装箱，参照图9，三个集装箱的尺寸之和不能超出第一纵梁10的延伸长度，则相应设置两个横梁50，前端的集装箱承载在横梁50和第一牵引梁30上，后端的集装箱承载在横梁50和第二牵引梁40上，中间的集装箱承载在两个横梁50上。可见，通过调整第一横梁50及锁闭装置的数量和位置，车架可用于承载不同尺寸和数量的集装箱，车架承载形式多种多样，灵活性强。

以图2所示方位为例，车架上还设置有制动系统，制动系统设置在第一纵梁10、第二纵梁20及相邻两横梁50围设成的空间内，与第一纵梁10以及第二纵梁20连接，制动系统主要包括供能装置、控制装置、传动装置和制动器，用于控制行驶过程中的列车降低速度甚至停止运行。与现有技术中车架包括沿着平行于列车运行方向设置的中梁相比，相邻两横梁50之间并未设置有纵向梁，制动系统的组装空间大，便于装卸。

本发明实施例还提供一种货运列车，包括车架，其中，车架的结构和功能均已在上述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。

本发明实施例提供的货运列车，包括车架。其中，车架包括第一纵梁10、第二纵梁20、第一牵引梁30以及第二牵引梁40，第一纵梁10和第二纵梁20的延伸方向均与列车的运行方向平行，第一纵梁10和第二纵梁20沿平行于水平面的方向间隔的设置；第一纵梁10和第二纵梁20的前端之间通过第一牵引梁30连接，第一纵梁10和第二纵梁20的后端之间通过第二牵引梁40连接；第一牵引梁30和第二牵引梁40与转向架连接，进而带动第一牵引梁30和第二牵引梁40朝铁轨延伸方向行进，因此，第一侧梁和第二侧梁随列车运行，由于第一纵梁10和第二纵梁20的延伸方向均与列车的运行方向平行，与在中梁上设置边梁，边梁的延伸方向垂直于列车运行方向相比，第一纵梁10和第二纵梁20与空气之间的阻力小，减小了列车运行时的空气阻力，列车空气动力学性能提高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。