一种梁结构、吊挂组件及轨道车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种梁结构、吊挂组件及轨道车辆。


背景技术：

2.随着轨道车辆轻量化需求，对于车上各零部件的重量提出了进一步的要求：在满足使用需求的前提下，尽量重量轻。其中轨道车辆的车下设备通常通过吊挂的方式固定于车体下方，吊挂组件是实现车下设备与车体相连的重要部件。当前单个吊挂组件的整体重量通常达25kg，而一辆轨道车辆上吊挂组件的数量可达16个，总重量预计在400kg。


技术实现要素：

3.本发明的目的为提供一种使用强度高且使用成本低的梁结构、吊挂组件及轨道车辆。
4.本发明提供一种梁结构，所述梁结构为铝合金型材，所述梁结构包括主梁体和位于所述主梁体的两端的支撑端部，所述主梁体具有型腔，所述型腔沿所述主梁体的长度方向的两侧壁具有向下的延伸段以形成吊装滑槽，所述支撑端部包括与所述型腔的顶壁固定相连的支撑板，所述支撑板设置有连接结构，用于与使用环境连接固定，并且所述支撑板的上方具有竖直延伸的加强筋。
5.本发明根据吊挂组件中吊装横梁受力情况，对梁结构不同位置的形状进行了合理设置，中部的主梁体的型腔结构和吊装滑槽结构具有较高的强度，端部的支撑板结构可以满足支撑需求，梁结构整体为铝合金型材重量相对比较低，能够满足车辆轻量化设计，通过如上配置在满足吊装需求的前提下，大大减小了制造成本。
6.可选的，所述主梁体和两所述支撑端部通过挤压一体成型。
7.可选的，所述加强筋部分延伸至所述型腔的顶壁；
8.或者/和，所述连接结构包括通孔；
9.或者/和，所述延伸段的横截面为倒t型结构。
10.可选的，还设置有止挡部件，用于限制位于所述滑槽内部的吊挂件转动。
11.可选的，所述支撑板的横向宽度大于所述型腔的顶壁的横向宽度。
12.再者，本发明还提供了一种吊挂组件，包括权利要求1至5任一项所述的梁结构，还包括两个吊座和金属连接板，所述吊座包括固定相连的水平部和竖直部，所述支撑板至少部分支撑于所述水平部，并且通过连接结构可拆卸连接所述水平部，所述金属连接板通过铆接能够与所述竖直部固定连接。
13.可选的，所述吊座的材质为钛合金，通过锻造一体成型。
14.可选的，所述竖直部自所述水平部的板面垂直向外延伸，所述竖直部的自由端所述水平部的板面之间还设置有至少一个加强筋。
15.可选的，所述水平部设置有若干第一通孔，所述支撑板上设置有若干第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均为长圆形，其中一者沿第一方向延伸，另一者沿垂直于所述
第一方向延伸，所述水平部和所述支撑板通过同时设置于所述第一通孔和相应所述第二通孔的螺栓固定连接，其中所述第一方向为所述梁结构的长度方向。
16.此外，本发明还提供了一种轨道车辆，包括两平行设置的碳纤维边梁，还包括上述任一项所述的吊挂组件，所述金属连接板位于所述边梁的内腔，两个所述吊座分别通过铆钉固定连接相应侧的边梁及所述边梁内的金属连接板。
17.此外，本发明所提供的一种轨道车辆和吊挂组件均具有上述梁结构，故也具有梁结构的上述技术效果。
附图说明
18.图1为本发明一种实施例中边梁、吊挂组件组装示意图；
19.图2为图1中a处放大图；
20.图3为本发明一种实施例中梁结构的结构示意图；
21.图4为图3所示b-b剖视图；
22.图5为本发明一种实施例中吊座、金属连接板二者固定连接的示意图；
23.图6为本发明一种实施例中吊座与边梁安装位置的放大示意图；
24.图7为本发明一种实施例中吊座的三维示意图；
25.图8为本发明另一种实施例中吊座的三维示意图；
26.图9为本发明一种实施例中螺母的三维示意图。
具体实施方式
27.以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
28.本文所述的“上”、“下”、“底”、“顶”、“竖直”、“水平”等方位词仅是为了描述技术方案的简洁，根据部件图中所示位置之间的相对位置关系进行的描述。本领域内技术人员应当理解，本文方位词的使用不应限制本文所要求保护技术方案的范围。
29.本文以梁结构应用于轨道车辆的吊挂组件实现吊挂车下设备为例，介绍技术方案和技术效果。本领域内技术人员应当理解，本发明所提供的梁结构也可以应用于其他领域。
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
31.请参考图1至图8，图1为本发明一种实施例中边梁、吊挂组件组装示意图；图2为图1中a处放大图；图3为本发明一种实施例中梁结构的结构示意图；图4为图3所示b-b剖视图；图5为本发明一种实施例中吊座、金属连接板二者固定连接的示意图；图6为本发明一种实施例中吊座与边梁安装位置的放大示意图；图7为本发明一种实施例中吊座的三维示意图；图8为本发明另一种实施例中吊座的三维示意图。
32.轨道车辆包括车体和车下设备，车下设备位于车体下方，车下设备通过吊挂组件200吊挂于位于车体下方。具体地，车体下方具有两条平行的边梁100，吊挂组件200的两端直接固定连接边梁100。
33.本发明的吊挂组件200包括吊座2和梁结构1，梁结构1的两端均固定连接有吊座2，
梁结构1通过其两端的吊座2与两侧的边梁100固定连接。即梁结构1横向布置于两边梁100之间，作为吊装横梁使用。
34.本发明中的梁结构1为铝合金型材，其包括主梁体和位于主梁体的两端的支撑端部12。主梁体具有型腔11a，型腔11a可以为周向封闭式结构，型腔11a沿主梁体长度方向的两侧壁111具有向下的延伸段112以形成吊装滑槽11b，也就是说，车下设备可以通过吊挂件连接于吊装滑槽11b，吊挂件部分卡装于吊装滑槽11b内部，吊挂件可以为螺栓，螺栓的大径头部卡装于吊装滑槽11b内部。当然，吊挂件也可以为其他部件，不局限于上文所描述的螺栓。
35.上述延伸段112可以为横截面为倒t型结构，两个倒t型结构之间形成吊装滑槽11b，吊挂件可以自梁主体11的一端滑入滑槽11b。
36.支撑端部12包括与型腔11a顶壁固定相连的支撑板121，支撑板121设置有连接结构，用于与使用环境连接固定，对于梁结构1应用于吊装组件而言，支撑板121与吊座2连接固定。并且本发明中的支撑板121的上方具有竖直的加强筋122。
37.本发明根据吊挂组件200中吊装横梁受力情况，对梁结构1不同位置的形状进行了合理设置，中部的主梁体的型腔11a结构和吊装滑槽11b结构具有较高的强度，端部的支撑板121结构可以满足支撑需求，梁结构1整体为铝合金型材重量相对比较低，能够满足车辆轻量化设计，通过如上配置在满足吊装需求的前提下，大大减小了制造成本。
38.上述实施例中的梁结构1可以通过挤压一体成型，即主梁体和支撑端部12通过挤压一体成型。
39.当然，为了降低成型工艺，梁结构1也可以通过先挤压成型然后再机加工的方式成型，以下给出了梁结构1的具体成型工艺，具体包括：
40.s1、挤压成型同一横截面的铝合金梁，挤压成型的铝合金梁的横截面如图4所示；
41.s2、将两端部型腔11a顶壁之下的结构去除，形成仅包括支撑板121和竖直加强筋的支撑端部12。同理，将两支撑端部12之间的竖直加强筋去除，形成仅具有型腔11a和吊装滑槽11b的梁主体11。
42.另外，为了提高支撑板121的支撑稳定性，支撑板121的横向宽度可以大于型腔11a的顶壁的横向宽度，这样挤压成型后的步骤s2中还进一步将延伸出梁主体11的型腔11a侧壁之外的水平段去除，以降低重量。
43.在一种具体实施例中，加强筋122部分延伸至型腔11a的顶壁，也就是说，靠近支撑板121的型腔11a顶壁也具有加强筋，这样加强筋可以增加支撑板121与型腔11a连接位置的使用强度，提高梁结构1整体强度。
44.当然，为了实现车下设备吊装位置的精确性和稳定性，还可以进一步设置止挡部件，用于限制位于滑槽11b内部的连接部件转动。
45.碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的新型纤维材料，其重量相对金属轻，因此越来越多的被用到航空、航天、医疗器械以及交通运输等领域中。对于轨道车辆的边梁100为碳纤维材料而言，吊座2与边梁100的固定并非一件容易事情，特别是对于吊挂重量较大的车下设备时，常常会出现碳纤维边梁100上的固定结构变形。在上述研究的基础上，本文进一步提出了一种吊座2与边梁100固定的技术方案。
46.本发明所提供的吊挂组件200进一步包括金属连接板4，安装时，金属连接板4位于
碳纤维边梁100的内腔，经书连接板4可以通过铆接限于碳纤维边梁100固定，图2中示出了金属连接板4通过8个铆钉单独铆接碳纤维边梁100。吊座2位于碳纤维边梁100内腔外部，通过铆钉5将金属连接板4、吊座2和碳纤维边梁100三者固定连接。这样金属连接板4能够承担碳纤维边梁100上铆钉孔2a的挤压力，避免碳纤维边梁100孔周围发生孔挤压变形，进而解决了碳纤维边梁100铆接过程孔周围强度低的问题，实现了吊座2与碳纤维边梁100的可靠固定。
47.吊座2、碳纤维边梁100和金属连接板可以通过合适数量的铆钉5铆接，只要能够达到上述技术效果即可，具体数量可以根据具体使用环境而定。
48.具体地，吊座2包括固定相连的水平部21和竖直部22，梁结构1的支撑板121至少部分支撑于水平部21，并且支撑板121通过连接结构可拆卸连接水平部。支撑板121与水平部21可以通过螺栓31连接。金属连接板4与竖直部22通过铆钉5铆接。螺栓31可以配合两个锁紧螺母32形成螺栓组件以提高锁紧力。
49.为了保证螺栓31扭力施打过程，支撑板121与位于其上方的部件预留施工空间200左右。这样扭力扳手在200mm左右空间内部固定螺栓31，然后采用套筒扭力扳手在下方对两个螺母施打扭力。
50.在一种具体实施方式中水平部与竖直部的横截面可以大致为l型。该实施例中吊座2的结构简单。
51.进一步地，吊座2的材质可以为钛合金，通过锻造一体成型。锻造成型的钛合金形式的吊座2总重量不到5kg，与现有技术铸造式碳钢吊座2(通常重量达25kg)相比，钛合金形成的吊座2重量大大降低。
52.在一种具体实施例中，竖直部自水平部的板面垂直向外延伸，竖直部的自由端水平部的板面之间还设置有至少一个加强筋。加强筋进一步起到对水平部的支撑作用，这样水平部可以承受较大的压力，并且维持于水平位置。
53.上述各实施例中，水平部设21置有若干第一通孔24，支撑板121上设置有若干第二通孔123，第一通孔24和第二通孔123均为长圆形，其中一者沿第一方向延伸，另一者沿垂直于第一方向延伸，水平部和支撑板121通过同时设置于第一通孔24和相应第二通孔123的螺栓固定连接，其中第一方向为梁结构1的长度方向。
54.上述实施例中，通过两个方向延伸的第一通孔和第二通孔，可以沿第一方向以及垂直于第一方向的方向对梁主体11的固定位置进行调整，大大提高了吊装组件组装的灵活性。并且吊座2和梁结构1通过螺栓可拆卸连接，也方便维护时，快速拆卸吊挂组件200，为检修提高便利性。
55.此外，本发明所提供的一种轨道车辆和吊挂组件200均具有上述梁结构1，故也具有梁结构1的上述技术效果。
56.轨道车辆的其他结构请参考现有技术，本文不做赘述。
57.以上对本发明所提供的一种梁结构、吊挂组件及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。