一种插接式复合材料转向架构架的制作方法

1.本发明涉及列车转向架技术领域，尤其涉及一种插接式复合材料转向架构架。


背景技术：

2.转向架是列车上起到支撑车体、并且用于保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力的重要部件。转向架构架为转向架的骨架部分，用于安装转向架各部件。
3.复合材料（如碳纤维、玻璃纤维、碳玻混合纤维等）相比于传统的金属材料具有密度小、强度高、模量高等优势，在保证与金属结构强度的情况下大大减轻重量，因此逐渐替代金属材料用来制作列车的部件。
4.复合材料制品的加工方式与金属制品的加工方式存在较大的差异，其具体是先将复合材料织物拼成产品的形状，再用树脂浸润后固化成型，若复合材料转向架的构架沿用金属材料的结构，其结构不能很好地适应复合材料的材料特性，导致制作出来的复合材料转向架构架构架结构强度低。
5.鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，设计一种插接式复合材料转向架构架，有效提高复合材料转向架构架的结构强度。
6.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种插接式复合材料转向架构架，解决现有技术中传统金属材料的转向架构架结构不能很好地适应复合材料的材料特性，导致制作出来的复合材料转向架构架结构强度低的问题。
8.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括呈h型的构架芯体，以及拼合后包裹所述构架芯体外表面的上外蒙皮和下外蒙皮；其中，所述构架芯体包括两个主横梁和两个连接梁；两个所述主横梁相互平行间隔设置；两个所述连接梁相互平行间隔设置，且均设置在所述主横梁的中间段，每个所述连接梁的两端分别与两个所述主横梁通过插接结构连接。
9.进一步地，所述主横梁包括沿所述主横梁宽度方向分布且相互贴合的若干个第一芯体，以及沿包裹所有所述第一芯体的第一结构蒙皮；每个所述第一芯体均包括第一芯材、以及包裹所述第一芯材的第一内蒙皮。
10.进一步地，若干个所述第一芯体中，位于最外侧的两个所述第一芯体的所述第一内蒙皮厚度大于其余所述第一芯体的所述第一内蒙皮厚度。
11.进一步地，所述连接梁包括沿所述连接梁宽度方向分布且相互贴合的若干个第二芯体，以及包裹所有所述第二芯体的第二结构蒙皮；每个所述第二芯体均包括第二芯材、以
及包裹所述第二芯材的第二内蒙皮。
12.进一步地，所述插接结构为在所述主横梁侧面设置的两个插接孔；插接时，每个所述连接梁的端部均插入对应的一个所述插接孔中。
13.进一步地，所述连接梁中，所述第二结构蒙皮包裹所有所述第二芯体的长度方向，并且所述第二结构蒙皮的长度小于所述第二芯体，所述第二芯体端部未被包裹的部分插入所述插接孔中。
14.进一步地，所述插接结构包括在所述主横梁顶面设置的与所述主横梁长度方向垂直的第一插接槽，所述第一插接槽贯通所述主横梁的两侧；插接时，每个所述连接梁的端部均插入对应的一个所述第一插接槽中。
15.进一步地，插入所述第一插接槽中的所述连接梁的端部延伸至所述主横梁朝向外侧的侧面，且所述连接梁的端面设置与所述主横梁长度方向平行的卡接段，所述卡接段抵住所述主横梁朝向外侧的侧面。
16.进一步地，所述连接梁位于两个所述主横梁之间的部分设置向下延伸的延伸段，且所述延伸段的两端分别与两个所述主横梁抵接。
17.进一步地，所述插接结构包括在所述主横梁顶面设置的与所述主横梁长度方向平行的第二插接槽，所述第二插接槽连通所述主横梁的侧面；两个所述连接梁的两个端部之间均设置附加块，所述第二结构蒙皮将两个所述连接梁和两个所述附加块包裹成一体；插接时，所述连接梁的端部和所述附加块均插入所述第二插接槽中。
18.通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：设计的一种插接式复合材料转向架构架，本转向架构架将两个主横梁和两个连接梁通过插接的方式进行连接，从而使主横梁和连接梁均形成沿自身的长度方向延伸的结构，在使用复合材料织物制作主横梁和连接梁时，复合材料织物可以通过平铺或者包绕芯体、芯材的方式形成主横梁和连接梁的形状，最大限度地保证主横梁和连接梁的结构强度，主横梁和连接梁拼接形成的构架芯体就可以作为主要的支撑、传力结构，上外蒙皮和下外蒙皮用于进一步提升主横梁和连接梁之间的连接强度。
附图说明
19.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。
20.图1为本发明实施例中插接式复合材料转向架构架的结构分解图；图2为本发明实施例中主横梁的截面示意图；图3为本发明实施例中连接梁的截面示意图；图4为本发明实施例中实施例一的构架芯体的结构示意图；图5为本发明实施例中实施例一的构架芯体的结构分解图；图6为本发明实施例中实施例一的连接梁的结构示意图；图7为本发明实施例中实施例二的构架芯体的结构示意图；图8为本发明实施例中实施例二的构架芯体的结构分解图；
图9为本发明实施例中实施例二的连接梁的结构示意图；图10为本发明实施例中实施例三的构架芯体的结构示意图；图11为本发明实施例中实施例三的构架芯体的结构分解图；图12为本发明实施例中实施例三的连接梁的结构示意图（第二结构蒙皮已隐藏）；附图标记：构架芯体1、上外蒙皮2、下外蒙皮3、主横梁4、第一芯体41、第一芯材411、第一内蒙皮412、第一结构蒙皮42、连接梁5、第二芯体51、第二芯材511、第二内蒙皮512、第二结构蒙皮52、卡接段53、延伸段54、插接孔61、第一插接槽62、第二插接槽63、附加块7。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.实施例一一种插接式复合材料转向架构架，如图1~6所示，包括呈h型的构架芯体1，以及拼合后包裹构架芯体1外表面的上外蒙皮2和下外蒙皮3；其中，构架芯体1包括两个主横梁4和两个连接梁5；两个主横梁4相互平行间隔设置；两个连接梁5相互平行间隔设置，且均设置在主横梁4的中间段，每个连接梁5的两端分别与两个主横梁4通过插接结构连接。
25.具体的，复合材料产品的加工通常是需要先将复合材料织物拼成产品的形状，对于复合材料织物而言，平铺和包绕是最容易成型且维持的形状，并且平铺和包绕的方式不会使复合材料织物被弯折，从而可以使复合材料织物在固化成型后形成的结构的强度最强；本转向架构架将两个主横梁4和两个连接梁5通过插接的方式进行连接，从而使主横梁4和连接梁5均形成沿自身的长度方向延伸的结构，在使用复合材料织物制作主横梁4和连接梁5时，复合材料织物可以通过平铺或者包绕芯体、芯材的方式形成主横梁4和连接梁5的形状，最大限度地保证主横梁4和连接梁5的结构强度，主横梁4和连接梁5拼接形成的构架芯体1就可以作为主要的支撑、传力结构，上外蒙皮2和下外蒙皮3用于进一步提升主横梁4和连接梁5之间的连接强度，之后再经过浸润树脂、固化成型工艺后，所有的部件形成一体结构，最终形成适合复合材料转向架构架的高强度结构。
26.作为主横梁4的一种优选结构，主横梁4包括沿主横梁4宽度方向分布且相互贴合的若干个第一芯体41，以及沿包裹所有第一芯体41的第一结构蒙皮42；每个第一芯体41均
包括第一芯材411、以及包裹第一芯材411的第一内蒙皮412。多个第一芯体41贴合后，就可以在主横梁4内形成沿长度方向的加强筋结构，并且加强筋结构是竖直的，从而有效地提升主横梁4所能承受的竖直方向的力。第一芯材411为泡沫或轻木结构，第一芯材411除了能为第一内蒙皮412提供内支撑，还可以防止在浸润树脂时树脂渗透第一内蒙皮412后流入内部，从而可以进一步地减轻主横梁4的重量。优选地，若干个第一芯体41中，位于最外侧的两个第一芯体41的第一内蒙皮412厚度大于其余第一芯体41的第一内蒙皮412厚度，即对两侧的第一内蒙皮412进行加厚，进一步加强两侧的第一芯体41的强度和厚度，使需要与外侧接触、安装其他零件的两侧第一芯体41不容易变形损坏。
27.作为连接梁5的一种优选结构，连接梁5包括沿连接梁5宽度方向分布且相互贴合的若干个第二芯体51，以及包裹所有第二芯体51的第二结构蒙皮52；每个第二芯体51均包括第二芯材511、以及包裹第二芯材511的第二内蒙皮512。多个第二芯体51贴合后，就可以在连接梁5内形成沿长度方向的加强筋结构，并且加强筋结构是竖直的，从而有效地提升连接梁5所能承受的竖直方向的力。第二芯材511为泡沫或轻木结构，第二芯材511除了能为第二内蒙皮512提供内支撑，还可以防止在浸润树脂时树脂渗透第二内蒙皮512后流入内部，从而可以进一步地减轻连接梁5的重量。
28.本实施例中的插接结构为在主横梁4侧面设置的两个插接孔61；插接时，每个连接梁5的端部均插入对应的一个插接孔61中。此种结构对主横梁4的加工较少，并且能够尽量地保证主横梁4结构的完整性，使主横梁4能够保持最大的结构强度。优选地，在连接梁5中，第二结构蒙皮52包裹所有第二芯体51的长度方向，并且第二结构蒙皮52的长度小于第二芯体51，第二芯体51端部未被包裹的部分插入插接孔61中，使第二结构蒙皮52的两端可以抵住主横梁4，从而限制住主横梁4伸入插接孔61内的深度，避免连接梁5产生窜动。
29.实施例二一种插接式复合材料转向架构架，如图1~3以及图7~9所示，与实施例一不同的是，本实施例中的插接结构包括在主横梁4顶面设置的与主横梁4长度方向垂直的第一插接槽62，第一插接槽62贯通主横梁4的两侧；插接时，每个连接梁5的端部均插入对应的一个第一插接槽62中。
30.优选地，插入第一插接槽62中的连接梁5的端部延伸至主横梁4朝向外侧的侧面，且连接梁5的端面设置与主横梁4长度方向平行的卡接段53，卡接段53抵住主横梁4朝向外侧的侧面，能有效避免连接梁5的脱落。
31.优选地，连接梁5位于两个主横梁4之间的部分设置向下延伸的延伸段54，且延伸段54的两端分别与两个主横梁4抵接，可以避免连接梁5产生窜动，并且延伸段54可以与卡接段53组合形成卡槽结构，将连接梁5与主横梁4进一步稳固地卡接在一起。延伸段54还可以提升连接梁5在竖直方向的长度，从而降低连接梁5的挠度，使转向架构架更不容易在支撑、传力的过程中产生变形。
32.实施例三一种插接式复合材料转向架构架，如图1~3以及图10~12所示，与实施例一不同的是，本实施例中的插接结构包括在主横梁4顶面设置的与主横梁4长度方向平行的第二插接槽63，第二插接槽63连通主横梁4的侧面；两个连接梁5的两个端部之间均设置附加块7，第二结构蒙皮52将两个连接梁5和两个附加块7包裹成一体；插接时，连接梁5的端部和附加块
7均插入第二插接槽63中。本实施例的插接结构通过使用附加块7、并将附加块7与两个连接梁5先包裹成一体再放入第二插接槽63中，可以有效增加主横梁4与连接梁5之间的接触面积，从而使主横梁4与连接梁5之间能够更加均匀地进行传力，同时也加强了两个连接梁5之间的一体性，在连接梁5收到水平的受力时可以相互之间进行传力，从而更好地提升连接梁5处的结构强度。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。