一种具有加强底板、加强副车架与防撞结构的自卸车厢的制作方法

本发明涉及到自卸车轻量化车厢技术领域，具体涉及一种具有加强底板、加强副车架与防撞结构的自卸车厢。

背景技术：

近年来，随着国家有关部门关于道路行驶安全性的法规愈加完善及全社会环保意识的逐步增强，国内各执法部门对自卸车超限超载的处罚也愈加严厉。如何能够降低自卸车辆自身重量，以及能够获得更高的载质量并有效降低尾气排放量，已成为国内自卸车产品生产企业技术改革创新的着力点。因此，轻量化是自卸车厢发展的主流。

现有技术中，有人提出了铝制结构的车厢，对于铝制的车厢来说，虽然可以节约能源，但是若采用现有技术中的结构，车厢越长，车厢结构的强度和刚度就越弱，承载能力就会明显下降。而且，由于铝制车厢结构的抗变形能力较弱，对于经常承受货物冲击的底板来说更是如此。同时，用来安装货箱举升油缸、货箱翻转动轴支座及支撑货箱的纵梁的副车架的强度和刚度就越难以保证。另外，铝制车厢由于材料的限制，容易遭受撞击的车厢侧底部位置总是容易出现变形。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有加强底板、加强副车架与防撞结构的自卸车厢，不仅车厢结构强度高，便于生产，而且能够抵抗较大的货物冲击力；通过在车厢容易受撞击的下侧部加装类蜂窝结构，从而能够有效分散所受撞击力、提高车厢的防撞性能；同时副车架上通过设置了加强结构，能够有效保证副车架的强度与刚度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有加强底板、加强副车架与防撞结构的自卸车厢，其关键在于：包括铝制的前车厢板、后车厢板、两个对称设置的侧车厢板和车厢底板，所述侧车厢板与车厢底板之间还通过过渡连接板相连，在所述过渡连接板的外侧覆设有沿车厢长度方向设置的空心防撞结构；所述车厢底板的下方设置有副车架，所述副车架的前侧通过顶升机构与所述车厢底板相连，所述副车架的后侧通过转动轴与所述车厢底板的后侧枢接；

所述车厢底板包括交叉连接的底板横梁、底板纵梁，在所述底板横梁与底板纵梁的上方设置有第一底板体与第二底板体，在所述第一底板体的底部采用铝合金材料一体挤压成型有加强梁，该加强梁与所述底板横梁平行设置，在相邻的两块所述第一底板体之间设置若干所述第二底板体，所述第一底板体与第二底板体之间以及相邻两块第二底板体之间均采用摩擦焊固定连接；

所述底板纵梁下部的两侧分别向外延伸形成凸缘；在所述加强梁上开设有与所述底板纵梁尺寸相适应的缺口，所述底板纵梁卡设于所述缺口内，且所述加强梁的下表面与所述凸缘的下表面齐平，所述加强梁的下表面与所述凸缘的下表面采用摩擦焊方式焊接固定，所述加强梁与底板纵梁的其余接触部分采用氩弧焊方式焊接固定；

所述副车架包括沿车厢长度方向设置的第一车架纵梁与第二车架纵梁，在所述第一车架纵梁与第二车架纵梁之间连接有多根车架横梁，所述第一车架纵梁与第二车架纵梁采用铝合金一体挤压成型的多空腔结构，且所述第一车架纵梁与第二车架纵梁的结构一致，其中，所述第一车架纵梁的上下两侧均向其左右两侧延伸形成凸沿，在上下两侧的所述凸沿之间形成容置槽，在该容置槽的前侧、中后侧分别设置有第一加强板与第二加强板，所述容置槽的深度与所述第一加强板、第二加强板的厚度相一致，所述第一加强板与第二加强板的上下两侧边缘均和所述凸沿采用摩擦焊方式焊接固定；

所述防撞结构包括贴覆于所述侧车厢板与车厢底板外侧的第一防撞区以及连接于所述第一防撞区外侧的第二防撞区，所述第一防撞区与第二防撞区均为空心结构，其中所述第一防撞区由多个截面为多边形的空腔构成，所述第二防撞区连接于所述第一防撞区的中部，且凸出于所述第一防撞区设置。

进一步的，所述第一底板体与加强梁的截面呈T字形结构，其中所述第一底板体形成该T字形结构的横向部分，所述加强梁形成该T字形结构的竖向部分。

进一步的，所述第一底板体与第二底板体均采用双层铝板结构，在双层铝板之间形成有支撑壁。

进一步的，所述缺口呈倒T字形，所述缺口的纵向部分与所述凸缘上方的底板纵梁相适应，所述凸缘下方的底板纵梁凸出于所述加强横梁的下表面设置，所述缺口的横向部分与所述凸缘相适应。

进一步的，所述凸缘上开设有与所述缺口横向部分相适应的让位槽，当所述底板纵梁卡设于所述缺口内时，所述让位槽的内壁与所述缺口横向部分的内壁相接触。

进一步的，所述底板纵梁与所述凸缘采用铝合金一体挤压成型，且所述底板纵梁采用多空腔结构。

进一步的，在所述第一防撞区与第二防撞区的连接处采用弧面过渡，所述第二防撞区的突出部分截面为弧形。

进一步的，所述第一防撞区从上到下设置有依次连接的第一防撞腔、第二防撞腔、第三防撞腔、第四防撞腔与第五防撞腔，其中所述第一防撞腔与所述侧车厢板的底部相连接，所述第五防撞腔与所述车厢底板相连接；所述第一防撞腔、第二防撞腔、第三防撞腔、第四防撞腔与第五防撞腔连接后呈C字形，所述的第二防撞区连接于所述第三防撞腔与第四防撞腔之间，且该第二防撞区的两侧分别延伸至所述第三防撞腔的中部与第四防撞腔的中部。

进一步的，在第一车架纵梁的后端与第二车架纵梁的后端之间连接有加强架，所述加强架呈X字形，所述加强架的各端连接于第一车架纵梁与车架横梁的连接处或第二车架纵梁与车架横梁的连接处。

进一步的，所述第一车架纵梁与第二车架纵梁的顶部均一体挤压成型有导轨，所述导轨形成于所述第一车架纵梁或第二车架纵梁的外侧边缘且朝外设置。

本发明的显著效果是：

1、采用了一体挤压成型有加强梁的车厢底板结构，避免了焊接时对母材削弱，提高了车厢底板的整体强度；

2、通过一体挤压成型的底板纵梁与凸缘结构，使之与加强梁上开设的缺口进行结构卡接，然后在加强梁与底板纵梁的底部采用摩擦焊进行连接固定，其余接缝处则采用传统焊接方式，从而减少了传统连接结构中焊接热量对材料强度造成的影响，有效地增强了底板结构的整体强度，进而保证了车厢的强度与刚度；

3、副车架通过挤压成型的凸沿之间应力集中部位采用加强板进行局部加强，且加强板与纵梁之间采用摩擦焊连接，这样比传统焊接多保留了30％的母材强度，有效减少了因焊接受热硬气的母材强度损失；所述副车架采用了铝合金挤压成型的多空腔结构，在使用同等体积原材料下，结构抗形变的能力大于钢结构，节省了原料成本；

4、通过加装在车厢侧底部的侧向类蜂窝结构，使得车厢可以在受到撞击时，通过第二防撞区与第一防撞区逐级向内发生形变而均匀分布所受撞击力，有效避免了传统结构中直接对车厢的冲击，提高了车厢的抗撞击能力，有助于实现车厢的轻量化。

附图说明

图1是本发明一个视角的结构示意图；

图2是本发明另一个视角的结构示意图；

图3是本发明的仰视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图4中C的局部放大示意图；

图6是图4中D的局部放大示意图；

图7是图4中E的局部放大示意图；

图8是图4中F的局部放大示意图；

图9是图3的B-B剖视图；

图10是所述车厢底板的结构示意图；

图11是图10的剖视图；

图12是图11中G的局部放大示意图；

图13是所述加强梁与底板纵梁的连接状态示意图；

图14是图13的分解图；

图15是所述缺口处加强梁的结构示意图；

图16是所述底板纵梁的横截面示意图；

图17是所述副车架的结构示意图；

图18是所述第一车架纵梁的断面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1～图18所示，本实施例所述的自卸车厢，包括铝制的前车厢板1、后车厢板2、两个对称设置的侧车厢板3和车厢底板4，所述车厢底板4的下方还设置有副车架5，通过副车架5实现车厢与车辆底架的连接，所述副车架5的前侧通过顶升机构6与所述车厢底板4相连，所述副车架5的后侧通过转动轴7与所述车厢底板4的后侧枢接，以实现车厢的升降，实现货物自卸过程。同时，所述侧车厢板3与车厢底板4之间还通过过渡连接板8相连，在所述过渡连接板8的外侧覆设有沿车厢长度方向设置的防撞结构9，以避免直接对车厢的冲击，提高了车厢的抗撞击能力。另外，在车厢底板4的上方还设置有防护钢板10，以克服装卸货物是对铝质车厢底板4的冲击，避免车厢底板4发生形变，延长车厢底板4的使用寿命。

关于前车厢板1与后车厢板2：

所述前车厢板1与后车厢板2的结构一致，均由与车厢截面外形相适应的铝制框架式结构以及装设于框架式结构内的双层铝板构成；从而在使用了相同体积的铝合金材料的情况下，具有更好的抗形变性能。而前车厢板1与后车厢板2的安装固定采用传统方式，在此不做赘述。

其中，后车厢板2的安装、锁紧结构有多种方式，不局限于图示形状。

关于所述侧车厢板3：

所述侧车厢板3包括侧板上边梁301、侧板下边梁302、侧板前边梁(图未示出)、侧边后边梁(图未示出)以及连接于各边梁之间的侧板板体303，其中所述侧板上边梁301包括截面呈倒L字形的上边梁本体301a，其中上边梁本体301a的横向部分朝向车厢的外侧设置，在所述上边梁本体301a的竖向部分一体挤压成型有雨棚导轨304,所述雨棚导轨304朝向车厢外侧设置，具体参见附图5。

所述雨棚导轨304包括连接部分304a与导轨部分304b，所述连接部分304a连接于导轨部分304b与上边梁本体301a之间，所述导轨部分304b的截面呈圆弧形，且该圆弧形的直径大于所述连接部分304a的高度，以使得所述导轨部分304b的上下侧形成对雨棚起到限位作用，避免雨棚从雨棚导轨304上滑出。

优选的，所述侧板板体303采用双层铝板式结构，以确保其整体强度和抗变形能力。

关于车厢底板4：

参见附图10～附图16，本例中，所述车厢底板4包括底板边梁407以及连接在底板边梁407内部的交叉连接的底板纵梁401与底板横梁402，所述底板纵梁401与底板横梁402以及底板边梁407构成长方形框架式结构，(在其他实施例中，还可以构成其他多边形等等)，其中底板纵梁401沿着车厢的长度方向设置，在所述长方形框架式结构上铺设有第一底板体403与第二底板体404，在所述第一底板体403的底部采用铝合金材料一体挤压成型有加强梁405，该加强梁405与所述底板横梁402平行设置，在相邻的两块所述第一底板体403之间设置若干所述第二底板体404，所述第一底板体403与第二底板体404之间以及相邻两块第二底板体404之间均采用摩擦焊固定连接。可理解的，在其他的实施例中，所述第一底板体403之间设置的第二底板体404可以为0到N之间的任意数字，也即是若车厢载重量大则加强梁405设置更为密集，车厢底板4可以由第一底板体403依次拼接而成，载重量小时则加强梁405的设置间距加大，如此，所述第二底板体404则属于非必要部件。

传统技术中把加强梁405和车厢底板4焊接，采用加强梁405和车厢底板4一体挤压成型这样避免了焊接后对母材削弱，同时采用一体挤压成型的生产方式，还减少了工艺步骤，降低了生产成本。

由于在使用同等体积原材料下，双层铝板结构抗形变的能力大于单层钢板，因此本例中所述第一底板体403与第二底板体404均采用双层铝板结构，从而增强车厢底板4的抗形变能力。

本例中，所述底板边梁407靠近车厢的一侧形成有支撑台阶407a，该支撑台阶407a用于支撑第一底板体403与第二底板体404；所述底板边梁407远侧车厢的一侧形成有限位凸起407b，该限位凸起407b用于与侧车厢板3相卡合，实现侧车厢板3与车厢底板4的封闭连接；所述安装槽408位于所述支撑台阶407a与限位凸起407b之间。

本例中，所述底板边梁407与所述安装槽408一体挤压成型，以简化生产工艺、加强底板边梁407的结构强度。

关于底板纵梁401：

所述底板纵梁401下部的两侧分别向外延伸形成凸缘401a；所述底板纵梁401与所述凸缘401a采用铝合金一体挤压成型，且所述底板纵梁401采用多空腔结构，以增强抗形变能力。

进一步的，所述底板纵梁401具有四个空腔，且上侧的两侧空腔的高度大于下侧的两个空腔，上下两侧的空腔的分隔与所述凸缘401a的形成位置相适应。

关于底板纵梁401与加强梁405之间的连接：

在所述加强梁405上开设有与底板纵梁401相适应的缺口406，该缺口406大体呈倒T字形，所述缺口406的纵向部分与所述凸缘401a上方的底板纵梁401相适应，所述凸缘401a下方的底板纵梁401凸出于所述加强梁405的下表面设置，所述缺口406的横向部分与所述凸缘401a相适应，当所述底板纵梁401卡设于加强梁405上开设的所述缺口406内时，所述加强梁405的下表面与所述凸缘401a的下表面齐平，从而满足于摩擦焊所需要的大平面要求。因此所述加强梁405的下表面与所述凸缘401a的下表面采用摩擦焊方式焊接固定，所述加强梁405与底板纵梁401的其余接触部分采用氩弧焊方式焊接固定。

传统的底板纵梁401与底板横梁402之间采用氩弧焊焊接，强度不足处加三角块补强，施工工序复杂，焊接受热会改变材料强度，且连接强度有限。而本实施例采用一体加挤压的带加强梁405的第一底板体403和带凸缘401a的底板纵梁401进行结构卡接，并增加摩擦焊部分使底板的整体强度得到了增强，从而减少了传统焊接方式的热量对母材强度的影响。

优选的，所述凸缘401a上开设有与所述缺口406横向部分相适应的让位槽401b，当所述底板纵梁401卡设于所述缺口406内时，所述让位槽401b的内壁与所述缺口406横向部分的内壁相接触，从而便于进行摩擦焊。

可以理解的是，本方案所述的加强梁405与底板纵梁402的连接方式并不局限于车厢底板4，其他诸如需要通过横梁与纵梁的框架式连接结构，均可采用本例所述连接结构。

关于副车架5：

参见附图1与附图17、18，所述副车架5呈长方框架结构，具有和车厢长度方向相同设置的第一车架纵梁501与第二车架纵梁502，所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502的结构一致且背向设置，在所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502之间连接有多根车架横梁503，所述车架横梁503沿着所述车厢的宽度方向设置，所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502的前侧通过托架安装有所述顶升机构6，所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502的后端均形成有用于和转动轴7相连接的安装孔504，使得车厢可在安装的转动轴7的作用下实现一定角度的转动，以达到自卸的目的。

具体的，所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502采用铝合金一体挤压成型的多空腔结构，所述第一车架纵梁501的上下两侧均向其左右两侧延伸形成凸沿505，所述上下两侧的凸沿505之间形成容置槽506，在该容置腔的前侧、中后侧分别设置有第一加强板507与第二加强板508，所述容置槽506的深度与所述第一加强板507、第二加强板508的厚度相一致，所述第一加强板507与第二加强板508的上下两侧边缘均和所述凸沿505采用摩擦焊方式焊接固定。

进一步的，在第一车架纵梁501的后端与第二车架纵梁502的后端之间连接有加强架509，该加强架509呈X字形，所述加强架509的四个顶端连接于第一车架纵梁501、第二车架纵梁502和车架横梁503的连接处，通过该结构的加强架509，以进一步加强副车架5在旋转应力集中处的结构强度。

本例中，所述第一加强板507从所述容置槽506的前侧延伸至其七分之一处，所述第二加强板508从所述容置槽506的五分之二处延伸至其后端部，从而适应于副车架5两端的应力集中部位，也即是前侧顶升机构与后侧转动机构两处，有效增强了副车架5的结构强度。

采用上述结构的副车架5，一是采用了多空腔结构，在使用同等体积原材料下，结构抗形变的能力大于传统工字钢结构；二是通过局部加强和摩擦焊相结合的方式，比传统焊接方式多保留了至少30％的母材强度，使得副车架5的强度大幅增加。

优选的，所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502的顶部还一体挤压成型有导轨510，所述导轨510形成与所述第一车架纵梁501与第二车架纵梁502的外侧边缘且朝外设置，通过该导轨510在车厢举升后的回落过程中对底板纵梁401进行导向。

关于所述防撞结构9：

如图6所示，所述防撞结构9包括贴覆于所述过渡连接板8外侧的第一防撞区901以及连接于所述第一防撞区901外侧的第二防撞区902，所述第一防撞区901与第二防撞区902均为空心结构，其中所述第一防撞区901由多个截面为多边形的空腔构成，所述第二防撞区902连接于所述第一防撞区901的中部，且凸出于所述第一防撞区901设置，在所述第一防撞区901与第二防撞区902的连接处采用弧面过渡，所述第二防撞区902的突出部分截面为弧形。

所述第一防撞区901从上到下设置有依次连接的第一防撞腔9011、第二防撞腔9012、第三防撞腔9013、第四防撞腔9014与第五防撞腔9015，且所述第一防撞腔9011、第二防撞腔9012、第三防撞腔9013、第四防撞腔9014与第五防撞腔9015的外表面均呈弧形，其中所述第一防撞腔9011与所述侧车厢板3的底部相连接，所述第五防撞腔9015与所述车厢底板4相连接，所述第一防撞腔9011、第二防撞腔9012、第三防撞腔9013、第四防撞腔9014与第五防撞腔9015连接后呈C字形。可以理解的，在具体实施过程中，所述第一防撞区3还可以设置为其他数量、或其他形状的防撞腔组成。

进一步的，所述的第二防撞区902连接于所述第三防撞腔9013与第四防撞腔9014之间，且该第二防撞区902的两侧分别延伸至所述第三防撞腔9013的中部与第四防撞腔9014的中部，从而更好的将第二防撞区902所承受的冲击力分散至第一防撞区901，进一步的确保了防撞结构9的力分散效果。

优选的，所述第三防撞腔9013与第四防撞腔9014均向外侧形成有突出部901a，该突出部901a与第二防撞腔9012、第五防撞腔9015之间形成过渡弧面，所述突出部901a与所述第二防撞区902相连接。

本例中，通过上述的类蜂窝结构，从而可以在受到撞击时，通过第二防撞区902与第一防撞区901逐级向内发生形变，从而均匀分布所受撞击力，有效避免了传统结构中直接对车厢的冲击，提高了车厢的抗撞击能力。

可以理解的是，所述过渡连接板8并非是必要结构，可由本例中所述防撞结构9直接实现车厢底板4与侧车厢板3之间的连接，从而进一步的减少零部件、减少工艺过程。

关于所述防护钢板10：

如图4所示，所述防护钢板10由底部钢板10a与分设于该底部钢板10a两侧的侧钢板10b构成，其中所述底部钢板10a支撑于所述车厢底板4上，该底部钢板10a的两侧边缘分别与所述车厢底板4的两侧连接固定，所述侧钢板10b的下侧与所述车厢底板4连接固定，其上侧与所述侧车厢板3的底部连接固定。

关于底部钢板10a、侧钢板10b与车厢底板4之间的连接固定：

附图7所示，在所述车厢底板4左右两侧的底板边梁407上分别形成有呈倒T字形的安装槽408，所述安装槽408沿着车厢的长度方向设置，在所述安装槽408内卡设有T字形钢连接件409，所述钢连接件409的横向部分卡设于所述安装槽408内，所述钢连接件409的竖向部分朝上设置，且上端凸出于所述安装槽408的上侧边缘，所述底部钢板10a、侧钢板10b的下侧边缘与钢连接件409的两侧侧壁焊接固定。

关于侧钢板10b与侧车厢板3之间的连接：

如图8所示，所述侧车厢板3的侧板下边梁302靠近车厢的一侧开设有T字形卡槽305，所述卡槽305内装设有T字钢306，所述T字钢306的竖向部分伸出所述卡槽305，所述侧钢板10b的上侧边缘与所述T字钢306竖向部分的下侧侧壁焊接固定。

众所周知，钢材料与铝材之间不能通过焊接的方式连接固定，因此通过上述连接结构，实现了钢板与铝板之间不同材质材料的连接固定，进行实现了不同材质材料的复合使用，为实现车厢的轻量化与高强度打下了基础。

本实施例中，通过增强的车厢底板4、副车架5、设于车厢两侧底部的防撞结构以及设于车厢底板4上方的防护钢板10等，既增强了铝制车厢的整体结构强度，满足了铝制轻量化车厢对车厢整体强度的要求，还同时使得车厢具有足够的结构抗形变能力，保证了车厢的强度与刚度，使得铝制车厢能够适应于长车厢。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。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。