车架纵梁、自卸车车架和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆工程机械技术领域，具体而言，涉及一种车架纵梁、一种包括上述车架纵梁的自卸车车架，和一种包括上述自卸车车架的车辆。


背景技术：

2.目前，矿用自卸车车架可分为：柔性车架、刚性车架。柔性车架多采用铆钉铆接，以公路型车辆演变；刚性车架采用焊接结构，主要以经典型传统矿车为主。柔性车架多适用于中、小吨位矿用车辆，当载重继续增加，柔性车架已不能满足运输路况要求，可靠性大大降低。刚性车架可弥补柔性车架的不足，适用于各种吨位的运输车辆。无论是柔性车架，还是刚性车架，普遍采用一种边梁式车架结构，即车架主体由左纵梁和右纵梁组成，并通过横梁铆接和圆管焊接为一体形成车架主体结构，承担车架的抗扭能力。在汽车行驶过程中，车架结构会承受来自地面的冲击载荷以及扭转、弯曲等各种载荷产生的弯矩和剪力，但无论是柔性车架还是刚性车架，均存在抗变形能力不足的问题。


技术实现要素：

3.为了改善上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种车架纵梁。
4.本发明的另一个目的在于提供一种包括上述车架纵梁的自卸车车架。
5.本发明的再一个目的在于提供一种包括上述自卸车车架的车辆
6.为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种车架纵梁包括：上板；下板，与所述上板相对设置；多个腹板，所述腹板的顶部与所述上板相连，所述腹板的底部与所述下板相连；其中，至少部分所述腹板的横截面的高度沿车架纵梁的长度方向逐渐变化。
7.另外，本发明提供的上述技术方案中的车架纵梁还可以具有如下附加技术特征：
8.在上述技术方案中，所述腹板的顶部包括折边；和/或所述腹板的底部包括折边。
9.在上述技术方案中，所述上板包括两个翼板部和至少一个横板部，两个所述翼板部相齐平，且所述横板部的两端分别与两个所述翼板部相连；所述下板与所述上板相对设置，所述下板包括两个翼板部和至少一个横板部，两个所述翼板部相齐平，且所述横板部的两端分别与两个所述翼板部相连；所述腹板的顶部与所述上板的翼板部相连，所述腹板的底部与所述下板的翼板部相连；其中，所述上板及所述下板为整板结构。
10.在上述技术方案中，两个所述腹板之间设有横拉板；所述横拉板的顶部与所述上板的横板部相连，所述横拉板的底部与所述下板的横板部相连；所述上板、所述下板和所述腹板朝向同一方向的一端连接有前横板。
11.在上述技术方案中，所述腹板上设有中悬缸支座和后悬缸支座，所述中悬缸支座和所述后悬缸支座用于连接悬挂油缸；其中，所述中悬缸支座设置在所述腹板上靠近所述前横板的一端，所述后悬缸支座设置在所述腹板上远离所述前横板的一端。
12.在上述技术方案中，所述中悬缸支座与所述前横板之间的所述腹板的横截面的高度沿车架纵梁的长度方向逐渐变化；至少部分所述中悬缸支座与所述前横板之间的所述腹
板的横截面的高度大于所述中悬缸支座与所述后悬缸支座之间的所述腹板的横截面的高度。
13.在上述任一技术方案中，所述上板、所述下板通过四个所述腹板固定连接；其中，所述上板的一个翼板部与所述下板的一个翼板部通过两个所述腹板固定连接，所述腹板为一体式结构；和/或四个所述腹板的至少部分平行设置。
14.本发明第二方面的技术方案提供了一种自卸车车架，包括：如第一方面技术方案中任一项所述的车架纵梁。
15.本发明第二方面的技术方案提供的自卸车车架，因包含第一方面技术方案中任一项所述的车架纵梁，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
16.在上述技术方案中，所述自卸车车架还包括：上门梁，与车架纵梁的上板相连；下门梁，与上门梁相对设置，并与车架纵梁的上板相连；两个侧门梁，所述侧门梁的上下两端分别与上门梁及下门梁相连，以使所述上门梁、所述下门梁和两个所述侧门梁形成口形圈梁结构；举升总成，与所述车架纵梁的腹板相连；铰接座，设在所述车架纵梁的一端，用于设置铰接轴，以与所述举升总成配合，使所述车架纵梁绕所述铰接轴转动；其中，所述上门梁设置有前悬缸支座；或所述侧门梁设置有前悬缸支座。
17.本发明第三方面的技术方案提供了一种车辆，包括如第二方面的技术方案中任一项所述的自卸车车架。
18.本发明第三方面的技术方案提供的车辆，因包含第而方面技术方案中任一项所述的自卸车车架，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是本发明一些实施例所述的车架纵梁的结构示意图；
22.图2是本发明一些实施例所述的车架纵梁的横截面示意图；
23.图3是本发明一些实施例所述的自卸车车架的结构示意图。
24.其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
25.100车架纵梁；10上板；20下板；30腹板；40横拉板；50前横板；11翼板部a；13横板部a；15翼板部b；17横板部b；200自卸车车架；211上门梁；212下门梁；213侧门梁；221中悬缸支座；222中后悬缸支座；223前悬缸支座；230铰接座；240举升总成。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
28.下面参照图1至图3描述本技术一些实施例所述的车架纵梁100、自卸车车架200及车辆。
29.本技术的一些实施例提供了一种车架纵梁100，包括上板10、下板20及腹板30。
30.如图1所示，上板10与下板20相对设置；腹板30的数量为多个，所述腹板30的顶部与所述上板10相连，所述腹板30的底部与所述下板20相连；其中，至少部分所述腹板30的横截面的高度沿车架纵梁100的长度方向逐渐变化。
31.本实施例所提供的车架纵梁100通过合理设置腹板30的各个横截面的高度，比如使车辆行驶过程中，受到载荷较大部位截面高度较大，受到载荷较小部位截面高度较小，从而将腹板30设置为变截面结构，这样可以有效提高载荷较大部位的抗扭能力和抗剪切能力，进而通过提高车架纵梁100的结构强度，提高车架纵梁100得使用稳定性和可靠性。其中，腹板30的横截面指的是垂直于车架纵梁100的延伸方向(同长度方向)的截面。
32.可以理解的是，通过增加腹板30的横截面的高度可以增加车架纵梁100结构强度，而通过将腹板30设置为变截面结构，可以减少受到载荷较小部位所使用的材料，从而减轻车架纵梁100的重量，降低使用过程中的耗油量。
33.在一些实施例中，如图1所示，所述腹板30的顶部包括折边。
34.通过在腹板30的顶部设置折边，使得腹板30的顶部具有斜坡，从而使腹板30的横截面的高度沿车架纵梁100的长度方向逐渐变化。折边的形式，制造方便。另外，通过设置斜坡，可以增加腹板30的顶部的长度，使得车辆行驶过程中作用在车架纵梁100上的应力更加分散，有助于提高车架纵梁100的抗扭能力和抗剪切能力。当然，横截面的高度沿车架纵梁100的长度方向逐渐变化的部分既可以是图1中所示的直线斜坡的形式，也可以是曲线斜坡的形式。
35.在一些实施例中，如图1所示，所述腹板30的底部包括折边。
36.通过在腹板30的底部设置折边，使得腹板30的底部具有斜坡，同样有助于提高车架纵梁100的抗扭能力和抗剪切能力。
37.在一些实施例中，如图2所示，上板10包括两个翼板部a11和至少一个横板部a13，两个翼板部a11和至少一个横板部a13为一体式结构，以使上板10形成整板结构，腹板30的顶部与所述上板10的翼板部a11相连，所述腹板30的底部与所述下板20的翼板部b15相连。
38.在一些实施例中，下板20包括两个翼板部b15和至少一个横板部b17。两个翼板部b15和至少一个横板部b17为一体式结构，以使下板20形成整板结构。
39.本实施例所提供的两个翼板部a11分别形成车架纵梁100的左纵梁和右纵梁，并在两个翼板部a11之间设置横板部a13，通过横板部a13将两个翼板部a11连接在一起，并由横板部a13和两个翼板部a11组合形成整板结构。这样相当于使左纵梁和右纵梁连接成一个整体，以改善相关技术中上板10及下板20是拼接而成所带来的车架断裂问题。同时通过形成整板结构，使得两个翼板部a11和横板部a13之间能够相互支撑，有助于增强包括车架纵梁100的结构强度，从而大幅提高自卸车车架200的抗扭能力，以及提高车架纵梁100及自卸车车架200的使用安全性与使用可靠性。
40.另外，本实施例所提供的车架纵梁100省去了相关技术中连接左纵梁和右纵梁的圆管，使得所提供的车架纵梁100结构简单，同时解决了圆管与左纵梁、右纵梁焊接的焊缝
应力较高，容易发生故障的问题，提高了车架纵梁100的可靠性。同时，省去的圆管还避免了焊接圆管时由于制造误差造成孔无法对中的问题。
41.在另外一些技术方案中，上板10和/或下板20可通过分块或者分段拼焊的形式，以近似于整板结构的形式，从而具有相似的抗扭能力。
42.进一步地，上板10与下板20平行设置。
43.通过将上板10与下板20平行设置，可以使得车架纵梁100的整体结构更加规整，上板10与下板20之间的距离一致，使得在车辆的行驶过程中，沿车架纵梁100长度方向上，各个截面上所承受的应力分布地更加均匀，从而提高车架纵梁100的使用稳定性。同时通过将上板10与下板20平行设置，也便于车架纵梁100的生产制作工艺，及后续车架纵梁100的安装工艺。
44.在一些实施例中，如图3所示，两个所述腹板30之间设有横拉板40；所述横拉板40的顶部与所述上板10的横板部a13相连，所述横拉板40的底部与所述下板20的横板部b17相连。
45.通过设置横拉板40可以将所述上板10、所述下板20和所述腹板30围设出的箱型结构分隔成一个个小一点的箱型结构，通过横拉板40使所述上板10、所述下板20和所述腹板30之间相互支撑，以增强车架纵梁100的结构强度。另外，横拉板40替代了相关技术中的圆管，使得所提供的车架纵梁100结构简单，同时解决了圆管与左纵梁、右纵梁焊接的焊缝应力较高，容易发生故障的问题，提高了车架纵梁100的可靠性。同时，省去的圆管还避免了焊接圆管时由于制造误差造成孔无法对中的问题。
46.在一些实施例中，如图2所示，所述上板10、所述下板20通过四个所述腹板30固定连接；其中，所述上板10的一个翼板部a11与所述下板20的一个翼板部b15通过两个所述腹板30固定连接。
47.本实施例所提供的车架纵梁100包括四个所述腹板30，其中两个腹板30与上板10的一个翼板部a11、下板20的一个翼板部b15形成左纵梁；另外两个腹板30与上板10的另一个翼板部a11、下板20的另一个翼板部b15形成右纵梁。通过设置腹板30，可以使车架纵梁100形成箱型结构，从而使得车架纵梁100的结构更加稳固，通过增加腹板30的数量，可以相应增加车架纵梁100的结构强度，进一步提高结构的稳固性。
48.进一步地，如图3所示，所述横拉板40的数量为多个；所述车架纵梁100为长条状结构，多个所述横拉板40沿所述车架纵梁100的长度方向间隔设置。
49.通过设置横拉板40有助于增加车架纵梁100的结构强度，通过合理设置横拉板40的数量有助于在增加车架纵梁100的结构强度的同时，控制车架纵梁100的重量，并可以减少成本。另外，还可以通过合理设置横拉板40的位置，将横拉板40设在车辆行驶过程过，车架纵梁100受到的应力较高的位置上，以增强受到的应力较高位置的强度，减少车架纵梁100受到过高的应力而变形的可能性，从而提高车架纵梁100的使用可靠性。
50.在一些实施例中，如图3所示，所述的车架纵梁100还包括前横板50，所述前横板50为矩形结构，与所述上板10、所述下板20和两个所述腹板30朝向同一方向的一端相连。
51.通过设置前横板50，使前横板50与腹板30相连，可以增强车架纵梁100前端的结构强度。
52.进一步地，如图1和图3所示，所述腹板30上设有中悬缸支座221和后悬缸支座222，
所述中悬缸支座221和所述后悬缸支座222用于连接悬挂油缸；其中，所述中悬缸支座221设置在所述腹板30上靠近所述前横板50的一端，所述后悬缸支座222设置在所述腹板30上远离所述前横板50的一端。
53.悬缸支座用于连接悬挂缸，在悬挂缸受到冲击时，可以通过悬缸支座，将冲击力传递到车架纵梁100上，将冲击力分散到车架纵梁100的腹板30、上板10和下板20等部位，避免冲击力集中，有助于提高悬挂缸的使用稳定性和使用寿命。其中，悬缸支座可以设置在腹板30上，还可以设置在侧门梁213上。
54.本实施例所提供的悬缸支座分别为中悬缸支座221和后悬缸支座222，所述中悬缸支座221设置在所述腹板30上靠近所述前横板50的一端，所述后悬缸支座222设置在所述腹板30上远离所述前横板50的一端。通过增加悬缸支座的数量更有利于将冲击力进一步分散。
55.进一步地，如图1和图3所示，所述中悬缸支座221与所述前横板50之间的所述腹板30的横截面的高度沿车架纵梁100的长度方向逐渐变化；至少部分所述中悬缸支座221与所述前横板50之间的所述腹板30的横截面的高度大于所述中悬缸支座221与所述后悬缸支座222之间的所述腹板30的横截面的高度。
56.本实施例所提供的腹板30增加了中悬缸支座221与所述前横板50部分的高度，使得该部分能够承受更大的扭曲应力和剪切应力，进而通过提高车架纵梁100上受到载荷较大部位的结构强度，提高了车架纵梁100整体的结构强度。
57.在一些实施例中，四个所述腹板30的平行设置。
58.在另外一些实施例中，四个所述腹板30的中悬缸支座221至后悬缸支座222位置的部分平行设置。
59.通过将腹板30平行设置，可以使得车架纵梁100的整体结构更加规整，使得在车辆的行驶过程中，沿车架纵梁100长度方向上，腹板30的各个横截面上所承受的应力分布地更加均匀，从而提高车架纵梁100的使用稳定性。同时通过将腹板30平行设置，也便于车架纵梁100的生产制作工艺，及后续车架纵梁100的安装工艺。
60.本技术的一些实施例提供了一种自卸车车架200，如图3所示，包括上述任一实施例中的车架纵梁100。
61.本实施例所提供的自卸车车架200，因包含上述任一实施例中的车架纵梁100，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
62.在一些实施例中，如图3所示，所述自卸车车架200还包括上门梁211、下门梁212和两个侧门梁213。其中，上门梁211与车架纵梁100的上板10相连；下门梁212与上门梁211相对设置，并与车架纵梁100的下板20相连；所述侧门梁213的上下两端分别与上门梁211及下门梁212相连，以使所述上门梁211、所述下门梁212和两个所述侧门梁213形成口形圈梁结构。
63.通过设置上门梁211、下门梁212和两个侧门梁213形成口形圈梁结构，有助于提高自卸车车架200内部部件的装配及维修方便性，同时也可以增加自卸车车架200的抗扭程度。
64.进一步地，上门梁211或侧门梁213上设有前悬缸支座223。
65.在一些实施例中，如图3所示，所述车架纵梁100的腹板30的一端连接有铰接座
230，所述铰接座230设置在远离所述车架纵梁100的前横板50的一端；所述车架纵梁100上设有举升总成240，所述举升总成240与所述车架纵梁100的下板20相连。
66.通过设置举升总成240和铰接座230，可以使车架纵梁100以铰接座230为轴线进行转动。图3中所提供的车架纵梁100的举升总成240为直举式举升总成240(后置式)，直举式举升总成240(后置式)结构紧凑、举升效率高，且后置式举升油缸所需行程短，有助于减少成本，可以理解的是，举升总成240可以设置在远离铰接座230的一端，形成直举式举升总成240(前置式)。当然，举升总成240也可以是连杆式举升机构等。
67.本技术的一些实施例提供了一种车辆，包括上述任一实施例中的自卸车车架200。
68.本实施例所提供的车辆，因包含上述任一实施例中的自卸车车架200，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
69.下面以矿用自卸车车架200为例，具体说明本社请所提供的车架纵梁100、自卸车车架200和车辆。
70.目前，矿用自卸车车架200可分为：柔性车架、刚性车架。柔性车架多采用铆钉铆接，以公路型车辆演变；刚性车架采用焊接结构，主要以经典型传统矿车为主。柔性车架多适用于中、小吨位矿用车辆，当载重继续增加，柔性车架已不能满足运输路况要求，可靠性大大降低。刚性车架可弥补柔性车架的不足，适用于各种吨位的运输车辆。无论是柔性车架，还是刚性车架，普遍采用一种边梁式车架结构，即车架主体由左纵梁和右纵梁组成，并通过横梁铆接和圆管焊接为一体形成车架主体结构，承担车架的抗扭能力。由于铆接横梁和焊接圆管与左右纵梁非一体结构，通常架铆接或焊接位置发生开裂故障。
71.相关技术中提供了一种矿用自卸车焊接车架，包括前纵梁、后纵梁，其中后纵梁包括左纵梁、右纵梁，左纵梁和右纵梁平行布置，后纵梁的左纵梁和右纵梁通过圆管焊接为一体，为提高可靠性，增加部分铸件进行过渡。但是这样的矿用自卸车焊接车架结构存在以下问题：1)结构复杂、重量大；2)制造精度要求高；圆管焊接对两端铸件或纵梁圆孔的对中要求高，通常需要现场气割圆孔以保证圆管穿入；3)可靠性差；圆管两端与纵梁圆孔焊接，焊缝位置应力较大，且焊接缺陷和焊接软化区直接影响车架的可靠性；4)铸件成本高；大量使用铸件，成本高。
72.为此，本技术的一个具体实施例提供了一种车架纵梁100，包括上板10、下板20、腹板30、横拉板40、油气缸支座(也称悬缸支座，包括前悬缸支座223、中悬缸支座221和后悬缸支座222)、前横梁(即前横板50)。
73.相较于相关技术，本具体实施例所提供的车架纵梁100的上板10和下板20分别采用一体式结构，取消两边梁(左纵梁和右纵梁)之间圆管焊接结构；取消圆管焊接结构、取消与圆管焊接的铸件，改为将左纵梁、右纵梁的上翼板(即上板10的翼板部(11、15))或下翼板(即下板20的翼板部(11、15))分别连接一体，在中间连接段增加筋板(即横板部(13、17))形成箱型结构用于承担左纵梁、右纵梁的抗扭能力(即承担原圆管的功用)，使焊缝位置原理高应力区域。该车架纵梁100具有结构简单、轻量化、制造精度要求低、成本低、可靠性高等优点，同时对生产工艺也有很大改善。车架纵梁100还包括腹板30、横拉板40和前横板50。腹板30的数量为四个，车架纵梁100采用平行结构，其中块腹板30平行布置，上板10与下板20也为平行布置。同时车架纵梁100采用变截面结构，载荷较大部位截面高度较大，载荷较小部位截面高度较小，可有效减轻车架重量。
74.本技术的一个具体实施例提供一种自卸车车架200，自卸车车架200包括车架纵梁100、上门梁211、下门梁212、侧门梁213、举升总成240、铰接座230等。
75.本具体实施例所提供的自卸车车架200省去相关技术中车架纵梁100的左纵梁和右纵梁之间焊接中间管结构，并通过将上板10、下板20分别采用整块钢板或拼接成整块钢板结构代替了相关技术中左纵梁、右纵梁、上板10和下板20的分体式结构；改为上板10和下板20分别采用整块钢板的焊接车架结构。上板10和下板20分别采用整块钢板，上板10和下板20之间通过焊接腹板30、横拉板40和前横板50形成封闭式车架梁型结构，横拉板40与上板10、下板20焊接形成的封闭结构代替相关技术中的圆管(也称扭力筒)结构，用于承担车架的抗扭能力。
76.自卸车车架200设计有上门梁211、下门梁212、侧门梁213、前悬缸支座223(设置在上门梁211上，或作为上门梁211，或设置在侧门梁213上，或作为侧门梁213)结构，用于承受悬挂系统带来的扭力和提供转向、悬挂系统的接口。铰接座230用于车厢(车厢用于安装在车架纵梁100上)翻转时的回转轴。
77.在另外一些具体实施例中，上门梁211、下门梁212的结构形式不局限于图中所示的结构形式，既可以采用麦迪逊式悬挂结构，的采用烛式悬挂结构。
78.在另外一些具体实施例中，油气缸支座(也称悬缸支座)可采用铸钢件，也可不单独设计零件，在腹板30上开圆孔以充当油气缸支座。
79.综上，本技术所提供的车架纵梁100、自卸车车架200和车辆至少具有下述有益效果：1)将相关技术中的左纵梁、右纵梁设置为一体式结构，大幅提高车架纵梁100和设有该车架纵梁100的自卸车车架200的抗扭能力；2)车架纵梁100的焊接工艺性简单，避免了焊接圆管时由于制造误差造成孔无法对中的问题；3)车架纵梁100的可靠性高，避免了焊缝位于高应力区，例如圆管与纵梁焊接的焊缝通常应力较高，为故障高发区域。4)取消大部分铸钢件，有助于降低成本。5)车架纵梁100采用变截面结构，载荷较大部位截面高度较大，载荷较小部位截面高度较小，可有效减轻车架重量。6)车架纵梁100总体采用平行结构，其中四块腹板30平行布置，上板10与下板20也为平行布置，进一步增强车架纵梁100的结构强度。
80.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
81.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。
82.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
83.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。