本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种一体式冲击座及轨道车辆。
背景技术
冲击座安装在车底架的端梁中部，是安装车钩的必要零件之一。冲击座通常包括座体以及设置座体上的座口(俗称钩门)，车钩穿过座口插入牵引梁内部并与牵引梁活动连接。当车辆运行时，车钩可在冲击座的座口内左右摆动。
目前常用的冲击座有分体式冲击座和整体式冲击座，其中，分体式冲击座是目前60t级的铁路货车通用的铸钢冲击座，该冲击座采用焊接或铆接的方式固定在车底架的端梁中部，其座口为底部开口的门型结构，车钩托梁通过螺栓与座体连接，从而封闭座口的底部开口，组成一个封闭的口型结构，当车辆运行时，车钩担在车钩托梁上，并可在冲击座的座口内左右摆动，以此实现车辆通过曲线轨道。
整体式冲击座是目前70t级铁路货车通用的铸钢冲击座，该冲击座采用焊接或铆接固定在车底架的端梁中部，其座口为封闭的口型结构，且座口底部设置有车钩支撑座，当车辆运行时，车钩担在车钩支撑座上，并可在冲击座的座口内左右摆动，以此实现车辆通过曲线轨道。
然而，由于冲击座采用焊接或铆接的方式固定在端梁中部，以及车钩与牵引梁之间的配合间隙较小，导致车钩在冲击座的座口内的摆动量有限，对于长大货车而言，已有的冲击座很难满足其在小曲线轨道上的通过性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种一体式冲击座及轨道车辆，用于满足长大货车在小曲线轨道上的通过性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种一体式冲击座，其包括：由前板、后板、顶板、两个第一侧板和两个第二侧板构成的箱式座体，所述箱式座体的底部具有开口；所述前板与所述后板相对设置，所述前板设有座口；两个第一侧板和两个第二侧板位于所述前板与所述后板之间，其中一个第一侧板的一端与所述座口的第一侧边缘固定连接，另一个第一侧板的一端与所述座口的第二侧边缘固定连接，所述座口的第一侧边缘和第二侧边缘相对；每个第一侧板的另一端与一个第二侧板的一端固定连接，两个第二侧板的另一端垂直于所述后板，并分别与所述后板固定连接；每个所述第一侧板相对于与其连接的所述第二侧板倾斜；且沿所述后板至所述前板的方向，两个所述第一侧板之间的开口尺寸逐渐增大至所述座口的开口尺寸；且所述第一侧板的外侧面通过台阶面与所述第二侧板的外侧面相连；所述顶板分别与所述前板、后板、两个第一侧板和两个第二侧板垂直并固定连接，所述顶板位于两个所述第二侧板之间的区域设有朝向所述后板的u型开口。
与现有技术相比，本发明提供的一体式冲击座具有如下优点：
当将上述一体式冲击座组装在轨道车辆上时，后板插入牵引梁的内腔，并与构成牵引梁内腔的牵引梁腹板固定连接，前板的内侧面与端梁的端面贴合并固定连接，所述台阶面与牵引梁腹板的端面相抵，第二侧板与牵引梁腹板相贴合并固定连接。当将本发明提供的一体式冲击座组装轨道车辆上后，前板、后板、两个第一侧板、两个第二侧板以及顶板围成的底部开口的箱式座体成为牵引梁的一部分，后板充当前从板座，这一结构改变了现有冲击座与牵引梁之间的结合方式，改变了现有冲击座的座口的开口尺寸受牵引梁固定内侧距的限制，实现了牵引梁内侧距逐渐增大到座口的开口尺寸，从而实现了座口开口尺寸按长大货车车钩通过曲线轨道时的摆角大小确定，满足长大货车在小曲线轨道上通过性的要求。
作为本发明上述一体式冲击座的一种改进，所述第一侧板的内侧面与所述第二侧板的内侧面的连接处为圆滑过渡面。
作为本发明上述一体式冲击座的另一种改进，所述台阶面与所述第二侧板的外侧面垂直。
作为本发明上述一体式冲击座的另一种改进，所述u型开口的两侧边相对所述座口的中心线对称。
作为本发明上述一体式冲击座的另一种改进，所述箱式座体为一体铸造成型结构。
作为本发明上述一体式冲击座的另一种改进，所述一体式冲击座还包括车钩托梁磨耗板，所述车钩托梁磨耗板的一侧设有至少两个定位销；所述座口内的底部平面设有凸台，所述凸台内设有供各所述定位销插入的至少两个定位孔。
作为本发明上述一体式冲击座的进一步改进，所述定位销为半圆柱形销，所述定位孔为半圆柱形形孔。
作为本发明上述一体式冲击座的另一种改进，所述一体式冲击座还包括固设在所述第二侧板的外侧面的加强筋，所述加强筋与所述后板的内侧面固定连接。
作为本发明上述一体式冲击座的进一步改进，所述加强筋为三角形加强筋。
本发明的第二方面提供一种轨道车辆，包括车底架、端梁、牵引梁以及上述第一方面所述的一体式冲击座；所述端梁固定连接在所述车底架的端部，所述牵引梁设置在所述车底架的中梁上；所述一体式冲击座包括前板、后板、顶板、两个第一侧板和两个第二侧板，所述后板插入所述牵引梁的内腔中，并与所述牵引梁的牵引梁腹板固定连接，所述前板的内侧面与所述端梁的端面贴合并固定连接，所述第一侧板与所述第二侧板的连接处的台阶面与所述牵引梁腹板的端面相抵，所述第二侧板与所述牵引梁腹板相贴合并固定连接。
本发明的第二方面提供的轨道车辆，由于其包括上述第一方面所述的一体式冲击座，因此，本发明的第二方面提供的轨道车辆也具有上述第一方面所述的一体式冲击座的优点。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明提供的一体式冲击座及轨道车辆所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
图1为本发明实施例提供的一体式冲击座的主剖视图；
图2为本发明实施例提供的一体式冲击座的左视图；
图3为本发明实施例提供的一体式冲击座的俯视图；
图4为本发明实施例提供的一体式冲击座的后视图；
图5为图2中沿a-a线的剖视图；
图6为图3中沿b-b线的剖视图。
附图标记说明：
1-前板，2-第一侧板，
3-第二侧板，4-顶板，
5-后板，6-加强筋，
10-座口，11-座口内侧面，
12-凸台，13-定位孔，
21-台阶面，41-u型开口。
具体实施方式
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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的一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明实施例中涉及的名词解释：
长大货车是指：用以装运大重量和大体积货物的铁路货车，其车长一般在19米以上。长大货车的组成与一般铁路货车基本类似，包括车底架、转向架、制动装置、车钩和冲击座等。
牵引梁内侧距是指：牵引梁的内腔一般由多个牵引梁腹板围城，牵引梁内侧距是指相对的两个牵引梁腹板之间的距离。
请参阅图1-图6，本发明实施例提供的一体式冲击座包括由前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3构成的箱式座体，该箱式座体的底部具有开口；其中，前板1与后板5相对设置，前板1设有座口10，座口10通常为口字型，用于供车钩穿过。两个第一侧板2和两个第二侧板3位于前板1与后板5之间，其中一个第一侧板2的一端与座口10的第一侧边缘固定连接，另一个第一侧板2的一端与座口10的第二侧边缘固定连接，且第一侧边缘和第二侧边缘相对；每个第一侧板2的另一端与一个第二侧板3的一端固定连接，两个第二侧板3的另一端垂直于后板5，并分别与后板5固定连接。顶板4分别与前板1、后板5、两个第一侧板2和两个第二侧板3垂直并固定连接，顶板4位于两个第二侧板3之间的区域设有朝向后板5的u型开口41。
每个第一侧板2相对于与其连接的第二侧板3倾斜；且沿后板5至前板1的方向，两个第一侧板2之间的开口尺寸逐渐增大至座口10的开口尺寸；在每个第一侧板2的外侧，每个第一侧板2的外侧面通过台阶面21与第二侧板3的外侧面相连。
具体地，上述前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3相连接构成箱式座体，其中，前板1与后板5相对设置，前板1充当箱式座体的前壁，后板5充当箱式座体的后壁，此外，后板5还起到前从板座的作用。两个第一侧板2和两个第二侧板3位于前板1和后板5之间，其中一个第一侧板2的一端固定连接在座口10的第一侧边缘，另一个第一侧板2的一端固定连接在座口10的第二侧边缘，且座口10的第一侧边缘和第二侧边缘相对。两个第二侧板3相对设置，并分别与前板1和后板5垂直，且每个第二侧板3的一端与后板5固定连接。
每个第一侧板2的另一端与一个第二侧板3的另一端固定连接，且相连接的一个第一侧板2和一个第二侧板3中，第一侧板2相对于第二侧板3倾斜，示例性地，如图5所示，第一侧板2和第二侧板3在水平面内投影的夹角为α，使得从两个第一侧板2至前板1方向，该箱式座体内部形成一个喇叭口型的内腔。需要说明的是，上述第一侧板2相对第二侧板3的倾斜角度α，由设计轨道车辆通过最小曲线半径时车钩相对车体中心线的摆动角度来确定。
一端相固定连接的第一侧板2和第二侧板3充当箱式座体的一个侧壁，即，相连接后的两个第一侧板2和两个第二侧板3构成了箱式座体的两个侧壁。前板1和两个第一侧板2在水平面内投影为等腰梯形，其中，前板在水平面的投影为等腰梯形的下底(长边)，两个第一侧板2在水平面内投影为等腰梯形的两个腰边。
由于两个第一侧板2相对于对应的两个第二侧板3倾斜，使得两个第一侧板2构成一个喇叭状开口，且两个第一侧板2之间的开口尺寸逐渐增大至座口10的开口尺寸，更加详细地说，两个第一侧板2之间的开口尺寸，与两个第二侧板3相连接的一端的开口尺寸与两个第二侧板3之间的开口尺寸相等，与座口10的第一侧边缘和第二侧边缘相连接的一端的开口尺寸与座口10的开口尺寸相等，即两个第一侧板2之间的开口尺寸从两个第二侧板3之间的开口尺寸逐渐增大至座口10的开口尺寸。
顶板4位于两个第一侧板2和两个第二侧板3上，分别与前板1、后板5、两个第一侧板2和两个第二侧板3垂直并固定连接，顶板4用于充当箱式座体的的顶壁。顶板4设有朝向后板5的u型开口41，且该u型开口41位于两个第二侧板3之间，u型开口的两侧边相对座口10的中心线对称。利用相连接的前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3构成一个箱式座体，该箱式座体的顶部和底部均形成有开口，以便安装与该一体式冲击座配合使用的缓冲器。
请继续参阅图5，在每个第一侧板2的外侧，每个第一侧板2与第二侧板3的连接处形成有台阶面21，例如，如图5所示，台阶面21与第二侧板3的外侧面垂直，台阶面21用于在向牵引梁内安装该一体式冲击座时，与牵引梁腹板的端部相抵。
当将上述实施例所述的一体式冲击座组装在轨道车辆上时，后板5插入牵引梁的内腔内，并与构成牵引梁内腔的牵引梁腹板固定连接，前板1的内侧面11与端梁的端面贴合并固定连接，第一侧板2与第二侧板3的连接处的台阶面21与牵引梁腹板的端面相抵，第二侧板2与牵引梁腹板相贴合并固定连接。当将本发明实施例提供的一体式冲击座组装轨道车辆上后，前板1、后板5、两个第一侧板2、两个第二侧板3以及顶板4围成的底部开口的箱式座体成为牵引梁的一部分，后板5充当前从板座，这一结构改变了现有冲击座与牵引梁之间的结合方式，改变了现有冲击座的座口的开口尺寸受牵引梁固定内侧距的限制，实现牵引梁内侧距逐渐增大到座口的开口尺寸，增大了车钩在冲击座内的摆动量，从而实现了座口开口尺寸按长大货车车钩通过曲线轨道时的摆角大小确定，满足长大货车在小曲线轨道上通过性的要求。
请参阅图5，为了防止车钩插入一体式冲击座内时，第二侧板3的端部阻挡车钩，在一种优选实施方式中第一侧板2的内侧面与第二侧板3的内侧面的连接处为圆滑过渡面。如此设计，车钩插入一体式冲击座内时，第二侧板3的端部不会阻挡车钩插入，另外，也有利于车钩实现最大限度的转动。
在上述实施例中，前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3之间固定连接的方式可以为焊接或螺栓连接等方式。另外，前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3也可以由一体铸造成型方式制成，即由前板1、后板5、顶板4、两个第一侧板2和两个第二侧板3构成的箱式座体为一体铸造成型结构，如此设计，使得一体式冲击座具有较高的强度和刚度，能够更有效的传递纵向冲击力，减少对与该一体式冲击座配合使用的缓冲器的破坏。
当使用上述一体式冲击座时，为了担载车钩，一般在座口10内的底部设置有车钩托梁。轨道车辆在行驶过程中，由于颠簸以及通过弯道等原因，车钩一般会相对车钩托梁做往复移动，因此车钩对车钩托梁的磨损较大，严重降低了车钩托梁的使用寿命。因此，在一较佳实施例中，如图4所示，上述一体式冲击座还包括车钩托梁磨耗板，车钩托梁磨耗板的一侧设有至少两个定位销；所述座口10内的底部平面设有凸台12，所述凸台12内设有供所述定位销插入的至少两个定位孔13。示例性地，定位销为半圆柱形销，定位孔13为半圆柱形孔，车钩托梁磨耗板安装在一体式冲击座后，通过相配合定位销和定位孔13定位，如此设计，车钩摆动时磨损的仅是车钩托梁磨耗板，当车钩托梁磨耗板磨损严重时，可以更换新的车钩托梁磨耗板，由于车钩不与车钩托梁接触，因此车钩托梁不会被车钩磨损，延长了车钩托梁的使用寿命。此外，通过相配合定位销和定位孔13，避免了车钩托梁磨耗板的串动造成的座口10内下部两侧面的磨耗，延长了一体式冲击座的使用寿命，增强了轨道车辆的安全性和可靠性。
为了增强上述一体式冲击座的端部强度和刚度，请参阅图1，在一较佳实施例中，一体式冲击座还包括固设在第二侧板3的外侧面的加强筋6，加强筋6与后板5的内侧面固定连接。示例性地，每个第二侧板3的外侧面设有三个加强筋6，加强筋6一般为三角形加强筋，用于增强第二侧板3与后板5的连接强度，以及用于增强后板5的强度和刚度。同样，在每个第一侧板2的外侧面也可以设置有数个加强筋，用于增强第一侧板2与前板1的连接强度，以及用于增强前板1的强度和刚度。
本发明实施例还提供了一种轨道车辆，其包括车底架、端梁、牵引梁以及上述实施例所述的一体式冲击座。其中，端梁固定连接在车底架的端部，牵引梁沿车底架的纵向设置在所述车底架的中心区域，牵引梁朝向端梁的一端设有冲击座插口，冲击座插口的侧壁为牵引梁腹板；所述一体式冲击座包括前板、后板、顶板、两个第一侧板和两个第二侧板，后板插入冲击座插口内，并与牵引腹板固定连接，前板的内侧面与端梁的端面贴合并固定连接，第一侧板与第二侧板的连接处的台阶面与牵引梁腹板的端面相抵，第二侧板与牵引梁腹板相贴合并固定连接。
具体地，车底架是由各种纵向和横向钢梁组成的长方形构架，它承托着车体，是车体的基础。车底架承受上部车体及装载物的全部重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。在轨道车辆运行时，它还承受机车牵引力和运行中所引起的各种冲击力及其他外力，因此，车底架须具有足够的强度和刚度，才能坚固耐用。
端梁安装在车底架两端部，牵引梁位于端梁内侧与枕梁之间，用于传递机车或轨道车辆纵向拉伸或压缩载荷。牵引梁一般为底部开口的箱型结构件，主要由板材或型钢焊接而成，例如，由两个乙字型钢焊接而成，牵引梁的内腔截面形状为п字型，车钩安装在牵引梁的内腔里。
当将上述实施例所述的一体式冲击座组装在轨道车辆上时，后板插入牵引梁的内腔中时，并与牵引梁腹板固定连接，如焊接固定。前板的内侧面与端梁的端面贴合并固定连接，如焊接固定。第一侧板与第二侧板的连接处的台阶面与牵引梁腹板的端面相抵，第二侧板与牵引梁腹板相贴合并固定连接，如焊接固定。当将一体式冲击座组装轨道车辆上后，前板、后板、两个第一侧板、两个第二侧板以及顶板围成的底部开口的箱式座体成为牵引梁的一部分，后板充当前从板座，这一结构改变了现有冲击座与牵引梁之间的结合方式，改变了现有冲击座的座口的开口尺寸受牵引梁固定内侧距的限制，实现牵引梁内侧距逐渐增大到座口的开口尺寸，增大了车钩在冲击座内的摆动量，从而实现了座口开口尺寸按长大货车通过曲线轨道时的摆角大小确定，满足长大货车在小曲线轨道上通过性的要求。
需要补充的是，当将上述一体式冲击座组装在轨道车辆上时，一般还会设置与车钩配合使用的缓冲器，如弹簧，缓冲器用于在机车运行中缓和或衰减由于牵引力的变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动，提高机车运行的平稳性。
本说明书中各实施例或实施方式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相互参见即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。