一种轨道车辆、顶角装置及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种轨道车辆的顶角装置，包括顶角本体(1)，所述顶角本体(1)包括与上横梁连接的第一连接部、与纵梁连接的第二连接部及与立柱连接的第三连接部。该顶角装置有效地提高了车体承受载荷的能力。本发明还公开了一种制造上述顶角装置的制造方法。本发明还公开了一种包括上述顶角装置的轨道车辆。
【专利说明】一种轨道车辆、顶角装置及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道车辆车体制造【技术领域】，特别是涉及一种顶角装置及制造方法。此外，本发明还涉及一种包括上述顶角装置的轨道车辆。
【背景技术】
[0002]目前，轨道车辆的车体前端，尤其铝合金司机室前端，采用侧部立柱与侧部纵梁直接焊接相连或铝合金型材直接折弯，用于支撑整个司机室。这种司机室虽然连接简单，但司机室左右两侧之间不能采用贯穿的上横梁，导致司机室强度和刚度有限，抗动载和承受大载荷的能力有限。司机室顶角的立柱、上横梁和纵梁采用直接焊接的连接方式，焊缝区域集中于一点，焊缝区域应力较集中，出现高应力，导致司机室的强度降低，抗疲劳性能降低，承受载荷的能力降低，尤其不能承受较大的纵向载荷。
[0003]综上所述，如何有效地提高车体承受载荷的能力，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种顶角装置及制造方法，有效地提高了车体承受载荷的能力；本发明的另一目的是提供一种包括上述顶角装置的轨道车辆。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种轨道车辆的顶角装置，包括顶角本体，所述顶角本体包括与上横梁连接的第一连接部、与纵梁连接的第二连接部及与立柱连接的第三连接部。
[0007]优选地，所述顶角本体具有一条圆弧棱边，所述圆弧棱边沿竖直方向且位于所述顶角本体的外侧；
[0008]所述第一连接部通过所述圆弧棱边与所述第二连接部过渡连接，所述第一连接部和第二连接部为成设定角度的L型；
[0009]所述第三连接部设置于所述顶角本体的底面上，且位于所述圆弧棱边的下方。
[0010]优选地，所述顶角本体包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，所述第一顶角本体和第二顶角本体的连接处外侧壁上具有阶梯面。
[0011]优选地，靠近所述第一连接部一端的所述阶梯面上还设有第一台阶面；
[0012]靠近所述第二连接部一端的所述第二顶角本体的下部设有连接车体侧墙板的第二台阶面；
[0013]所述第三连接部的棱边为光滑的过渡曲线。
[0014]优选地，所述顶角本体上具有镂空腔室。
[0015]本发明还提供一种轨道车辆，包括顶角装置及安装所述顶角装置的车体，所述顶角装置具体为上述任一项所述的顶角装置。
[0016]本发明还提供一种制造上述任一项所述的顶角装置的制造方法，包括以下步骤:
[0017]I)根据设定整体外形尺寸，将毛坯件加工成所述顶角本体；
[0018]2)在所述顶角本体上加工出第一连接部、第二连接部及第三连接部。
[0019]优选地，在所述第一连接部和第二连接部的连接处加工出圆弧棱边；将所述第一连接部和第二连接部加工为成设定角度的L型。
[0020]优选地，所述顶角本体包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，在所述第一顶角本体和第二顶角本体的连接处加工阶梯面；在靠近所述第一连接部一端的所述阶梯面上加工第一台阶面；在靠近所述第二连接部一端的所述第二顶角本体的下部加工连接车体侧墙板的第二台阶面。
[0021]优选地，采用洗削的方法在所述顶角本体上加工镂空腔室；将所述第三连接部的棱边加工成光滑的过渡曲线。
[0022]本发明所提供的轨道车辆的顶角装置，包括顶角本体，顶角本体包括第一连接部、第二连接部及第三连接部，第一连接部与上横梁连接，第二连接部与纵梁连接，第三连接部与立柱连接。车体顶角的上横梁、纵梁和立柱分别与顶角本体的第一连接部、第二连接部及第三连接部连接，第一连接部、第二连接部及第三连接部连接是独立分开的，三者位于顶角本体不同位置上，它们之间没有交集，也就是说上横梁与第一连接部之间的应力、纵梁与第二连接部之间的应力以及立柱与第三连接部之间的应力没有集中于一点，而是彼此分开的，总应力分散为各个分应力，连接区域不会出现应力很集中的问题，不会出现高应力现象，车体的强度提尚，抗疲劳性能提尚，承受载荷的能力提尚，尤其可以承受$父大的纵向载荷。
[0023]本发明还提供一种轨道车辆，包括顶角装置及安装顶角装置的车体，该顶角装置具体为上述任一种顶角装置。由于上述的顶角装置具有上述技术效果，具有该顶角装置的轨道车辆也应具有相应的技术效果。
[0024]本发明还提供一种制造上述顶角装置的制造方法。由于上述的顶角装置具有上述技术效果，则对应该装置的方法也应具有相应的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]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。
[0026]图1为本发明中一种【具体实施方式】所提供的顶角装置结构示意图；
[0027]图2为图1中顶角装置的另一视图；
[0028]图3为图2的正视图；
[0029]图4为图3中A-A处的截面图；
[0030]图5为图3中B-B处的截面图。
[0031]附图中标记如下:
[0032]1-顶角本体、2-第二台阶面、3-阶梯面、4-第一台阶面、5-镂空腔室。
【具体实施方式】
[0033]本发明的核心是提供一种顶角装置及制造方法，有效地提高了车体承受载荷的能力；本发明的另一核心是提供一种包括上述顶角装置的轨道车辆。
[0034]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。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。
[0035]请参考图1至图5，图1为本发明中一种【具体实施方式】所提供的顶角装置结构示意图；图2为图1中顶角装置的另一视图；图3为图2的正视图；图4为图3中A-A处的截面图；图5为图3中B-B处的截面图。
[0036]在一种【具体实施方式】中，本发明所提供的轨道车辆的顶角装置，顶角装置包括顶角本体1，顶角本体I包括第一连接部、第二连接部及第三连接部，第一连接部与上横梁连接，第二连接部与纵梁连接，第三连接部与立柱连接，具体地说，上横梁、纵梁、立柱三个部件分别与顶角装置的对应接触面采用对接焊接而成。顶角本体I的形状不受限制，比如说可以是长方体的，当然，还可以是其它适宜的形状，只要能满足轨道车辆结构设计的基本要求，都在本发明的保护范围内。车体顶角的上横梁、纵梁和立柱分别与顶角本体I的第一连接部、第二连接部及第三连接部连接，具体可以通过焊接的连接方式。需要说明的是，这里所说的立柱指的是支撑车体顶角的支柱，上横梁指的是贯穿车体左右两侧的连接梁，纵梁指的是车体上部的侧纵梁，沿车辆前进的方向。第一连接部、第二连接部及第三连接部连接是独立分开的，三者位于顶角本体I不同位置上，它们之间没有交集，也就是说上横梁与第一连接部之间的应力、纵梁与第二连接部之间的应力以及立柱与第三连接部之间的应力没有集中于一点，而是彼此分开的，总应力分散为各个分应力，连接区域不会出现应力很集中的冋题，不会出现尚应力现象，车体的强度提尚，抗疲劳性能提尚，承受载荷的能力提尚，尤其可以承受较大的纵向载荷。此顶角装置可以适用于很多车体，尤其适用于司机室，使用安全，可以简化司机室中与之相连的梁、柱形状，扩大司机室内的可用空间，并且该顶角装置结构强度较高，具体司机室的顶角装置可随整车同时承受1200kN纵向压缩载荷，抗疲劳性能较好，工艺性较好，互换性较强。
[0037]上述顶角装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。顶角本体I具有一条圆弧棱边，圆弧棱边沿竖直方向且位于顶角本体I的外侧；第一连接部通过圆弧棱边与第二连接部过渡连接，第一连接部和第二连接部为成设定角度的L型；第三连接部设置于顶角本体I的底面上，且位于圆弧棱边的下方。顶角本体I通常整体为长方体，一条棱边为圆弧形，沿竖直方向，位于顶角本体I的外侧，顶角本体I具有圆弧棱边，流线型曲线，不但美观，而且可以减少空气阻力。第一连接部和第二连接部相连接，第一连接部通过圆弧棱边与第二连接部过渡连接，第一连接部和第二连接部为成设定角度的L型，优选地，第一连接部和第二连接部相垂直，相交处的外侧为圆弧棱边，内侧也是圆弧自然过渡。顶角的L型构造，使第二连接部的宽度与纵梁的宽度相近或相同，可以保证第二连接部与司机室的侧部纵梁相连区域的截面一致，便于两者的连接。第三连接部设置于顶角本体I的底面上，且位于圆弧棱边的下方。第三连接部用于连接立柱，立柱支撑顶角装置，则第三连接部要设置于顶角本体I的底面上，优选地，设置于顶角本体I的边部，可以支撑整个顶角本体1，圆弧棱边为最外侧，第三连接部可以设置于圆弧棱边的下方。
[0038]在上述【具体实施方式】的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对顶角装置进行若干改变。顶角本体I包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，第一顶角本体和第二顶角本体的连接处外侧壁上具有阶梯面3。顶角本体I包括两部分，位于上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，第一顶角本体的厚度小于和第二顶角本体的厚度，在第一顶角本体和第二顶角本体的连接处外侧壁上形成阶梯面3，阶梯面3可以用于安装司机室内的玻璃钢头罩。
[0039]本发明所提供的顶角装置，在其它部件不改变的情况下，靠近第一连接部一端的阶梯面3上还设有第一台阶面4 ;靠近第二连接部一端的第二顶角本体的下部设有连接车体侧墙板的第二台阶面2 ;第三连接部的棱边为光滑的过渡曲线。靠近第一连接部一端的阶梯面3上还设有第一台阶面4，也就是在第一顶角本体和第二顶角本体的连接处，并且靠近第一连接部的一端。上横梁与第一连接部的接触面之间采用对接焊接而成，第一台阶面4可以保证第一连接部与司机室上横梁的连接截面一致，既可以方便焊接上横梁，又可以使上横梁与第一连接部的内外壁面连接平整，比较美观；同时，第一台阶面4是司机室头罩预留的接口，可以方便后续安装头罩，头罩可以为钢化玻璃，当然，还可以是其它材质的玻璃。靠近第二连接部一端的第二顶角本体的下部设有连接车体侧墙板的第二台阶面2，顶角本体I的下部与车体侧墙板连接，也就是靠近第二连接部一端的第二顶角本体的下部与车体侧墙板连接，在此设置第二台阶面2，是为了预留连接侧墙板的接口，也就是车体与车体侧墙板连接的接口，可以方便以后安装车体侧墙板。第三连接部的棱边为光滑的过渡曲线，既美观，又可以保证第三连接部与立柱相连区域平滑过渡，易于连接。
[0040]除了机构改变以外，本发明所提供的另一创造性思想在于，根据重量的差异(该差异可以通过实验等各种常规手段获得)，在不影响顶角装置强度的前提下，可以降低顶角装置的重量。顶角本体I上具有镂空腔室5。在不影响顶角本体I强度的情况下，可以在顶角本体I上设置镂空腔室5，镂空腔室5的数量和大小不受限制，具体的，可以开设五个镂空腔室5，分上下两层布置，上层开设两个，下层开设三个。镂空腔室5可以减轻顶角装置的重量，使顶角装置轻量化，还可以减振降噪。
[0041]基于上述实施例中提供的顶角装置，本发明还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括顶角装置及安装顶角装置的车体，其中顶角装置为上述实施例中任意一种顶角装置。由于该轨道车辆采用了上述实施例中的顶角装置，所以该轨道车辆的有益效果请参考上述实施例。
[0042]在一种【具体实施方式】中，本发明所提供制造上述任一项顶角装置的制造方法，包括以下步骤:
[0043]I)根据设定整体外形尺寸，将毛坯件加工成顶角本体I ;
[0044]2)在顶角本体I上加工出第一连接部、第二连接部及第三连接部。
[0045]经过分析与计算可以确定顶角装置的整体外形尺寸，根据此顶角装置的整体外形尺寸，选用一块挤压的毛坯件，优选地为铝合金型材，重量较轻，强度较高，将毛坯件加工出所需外形尺寸的顶角本体雏形。对顶角本体雏形进行进一步加工，在顶角本体雏形上加工出第一连接部、第二连接部及第三连接部，将顶角本体雏形加工成顶角本体I。第一连接部与上横梁连接，第二连接部与纵梁连接，第三连接部与立柱连接。第一连接部、第二连接部及第三连接部连接是独立分开的，三者位于顶角本体I不同位置上，也就是说上横梁与第一连接部之间的应力、纵梁与第二连接部之间的应力以及立柱与第三连接部之间的应力分散，将应力分散为各个分应力，连接区域不会出现应力很集中的问题，不会出现高应力现象，车体的强度提尚，抗疲劳性能提尚，承受载荷的能力提尚。
[0046]显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述【具体实施方式】中的顶角本体I进行若干改变。在第一连接部和第二连接部的连接处加工出圆弧棱边；将第一连接部和第二连接部加工为成设定角度的L型。在第一连接部和第二连接部的连接处加工出圆弧棱边，流线型曲线不但美观，而且可以减少空气阻力。加工成L型构造，可以使第二连接部的宽度与纵梁的宽度相近或相同，可以保证第二连接部与司机室的侧部纵梁相连区域的截面一致，便于两者的连接。
[0047]为了进一步优化上述技术方案，顶角本体I包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，在第一顶角本体和第二顶角本体的连接处加工阶梯面3 ;在靠近第一连接部一端的阶梯面3上加工第一台阶面4 ;在靠近第二连接部一端的第二顶角本体的下部加工连接车体侧墙板的第二台阶面2。在第一顶角本体和第二顶角本体的连接处外侧壁上加工阶梯面3，可以用于安装司机室内的玻璃钢头罩。在靠近第一连接部一端的阶梯面3上加工第一台阶面4，上横梁与第一连接部的接触面之间采用对接焊接而成，第一台阶面4可以保证第一连接部与司机室上横梁的连接截面一致；第一台阶面4还是司机室头罩预留的接口，方便后续安装头罩，头罩可以为钢化玻璃，当然，还可以是其它材质的玻璃。在靠近第二连接部一端的第二顶角本体的下部加工连接车体侧墙板的第二台阶面2，第二台阶面2是为侧墙板预留的接口，也就是顶角装置与车体侧墙板连接接口，便于固定车体侧墙板。
[0048]需要特别指出的是，本发明所提供的顶角装置不应被限制于此种情形，采用洗削的方法在顶角本体I上加工镂空腔室5 ;将第三连接部的棱边加工成光滑的过渡曲线。加工镂空腔室5可以减轻顶角装置的重量，使顶角装置轻量化，还可以减振降噪。加工出顶角装置下部的曲线造型，可以保证第三连接部与立柱相连区域平滑过渡，美观大方，易于连接。
[0049]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0050]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种轨道车辆的顶角装置，其特征在于，包括顶角本体(1),所述顶角本体(1)包括与上横梁连接的第一连接部、与纵梁连接的第二连接部及与立柱连接的第三连接部。
2.根据权利要求1所述的顶角装置，其特征在于，所述顶角本体(1)具有一条圆弧棱边，所述圆弧棱边沿竖直方向且位于所述顶角本体(1)的外侧； 所述第一连接部通过所述圆弧棱边与所述第二连接部过渡连接，所述第一连接部和第二连接部为成设定角度的I型； 所述第三连接部设置于所述顶角本体(1)的底面上，且位于所述圆弧棱边的下方。
3.根据权利要求2所述的顶角装置，其特征在于，所述顶角本体(1)包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，所述第一顶角本体和第二顶角本体的连接处外侧壁上具有阶梯面⑶。
4.根据权利要求3所述的顶角装置，其特征在于，靠近所述第一连接部一端的所述阶梯面(3)上还设有第一台阶面(4)； 靠近所述第二连接部一端的所述第二顶角本体的下部设有连接车体侧墙板的第二台阶面⑵； 所述第三连接部的棱边为光滑的过渡曲线。
5.根据权利要求1所述的顶角装置，其特征在于，所述顶角本体(1)上具有镂空腔室(5)。
6.一种轨道车辆，包括顶角装置及安装所述顶角装置的车体，其特征在于，所述顶角装置具体为权利要求1至5任一项所述的顶角装置。
7.—种制造如权利要求1-6中任一项所述的顶角装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)根据设定整体外形尺寸，将毛坯件加工成所述顶角本体(1)； 2)在所述顶角本体(1)上加工出第一连接部、第二连接部及第三连接部。
8.根据权利要求7所述的顶角装置的制造方法，其特征在于，在所述第一连接部和第二连接部的连接处加工出圆弧棱边；将所述第一连接部和第二连接部加工为成设定角度的[型。
9.根据权利要求8所述的顶角装置的制造方法，其特征在于，所述顶角本体(1)包括上部的第一顶角本体和下部的第二顶角本体，在所述第一顶角本体和第二顶角本体的连接处加工阶梯面(3)；在靠近所述第一连接部一端的所述阶梯面(3)上加工第一台阶面(4)；在靠近所述第二连接部一端的所述第二顶角本体的下部加工连接车体侧墙板的第二台阶面⑵。
10.根据权利要求8所述的顶角装置的制造方法，其特征在于，采用洗削的方法在所述顶角本体(1)上加工镂空腔室(5)；将所述第三连接部的棱边加工成光滑的过渡曲线。
【文档编号】B61D17/04GK104442862SQ201410776608
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】蒋忠城, 王先锋, 毛业军, 段华东, 杨颖 , 屈海洋, 李 杰, 董曾文, 黄学君 申请人:南车株洲电力机车有限公司