桁架式公铁两用货运车架的制作方法

1.本发明涉及货运车架技术领域，具体的，涉及一种桁架式公铁两用货运车架。


背景技术：

2.交通运输业是国民经济的重要组成部分；快捷、安全、高效的运输模式是各行各业高速、高质量发展的基础和保障。在经济领域，快捷、安全、高效的运输模式可为其降低成本并提升竞争力；在国防领域，快捷、安全、高效的运输模式可提高国防力量的快速反应能力和作战效率；在国家经济、国防建设快速、高效发展需求的牵引下，为了实现快捷、安全、高效的运输，能够在公路、铁路、水路自由、快速切换的“多式联运”概念应运而生；在“多式联运”概念指导下，公铁两用车是能够方便的实现公路、铁路快捷、自由切换，并能提供“门到门”的快捷、高效且安全的运输模式。故此，公铁两用货物运输车的研发和利用就顺理成章的变成了热门话题和急迫研发的课题
3.所以，为了提高该型车辆的质量利用系数、运输效率，减重的重任就只能落在了公铁公共配置这部分了，因此如何实现公铁两用车安装情况下还可以进行减重成了本行业的难题。


技术实现要素：

4.本发明提出一种桁架式公铁两用货运车架，解决了现有技术中货运车架减重并可以实现公铁两用的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种桁架式公铁两用货运车架，
7.包括三维空间桁架，所述三维空间桁架包括中间平面桁架、侧边平面桁架和若干横向连接梁，所述侧边平面桁架和中间平面桁架均有两个，所述中间平面桁架和所述侧边平面桁架之间均通过所述横向连接梁连接，两个所述侧边平面桁架分别连接在两个所述中间平面桁架的两侧，两个所述侧边平面桁架底部具有若干弧形凹槽，所述中间平面桁架还具有固定部，所述固定部用于固定铁路行走系统，还包括，
8.公路行走系统悬架，公路行走系统连接在所述中间平面桁架上，所述弧形凹槽与所述侧边平面桁架对应分布，所述公路行走系统悬架用于安装公路行走系统，
9.牵引架，所述牵引架与所述中间平面桁架底部连接，所述牵引架用于与铁路牵引连接。作为进一步技术方案，所述横向连接梁包括，
10.上横梁，相邻所述侧边平面桁架或中间平面桁架之间均通过所述上横梁连接，
11.下横梁，相邻所述侧边平面桁架或中间平面桁架之间均通过所述下横梁连接，
12.第一连接杆，所述第一连接杆有若干个，若干个第一连接杆的一端与所述侧边平面桁架和所述上横梁或所述下横梁连接，所述第一连接杆另一端与所述中间平面桁架和所述上横梁或所述下横梁连接，所述第一连接杆同时与相邻所述第一连接杆和所述上横梁或所述下横梁组成三角形结构。
13.作为进一步技术方案，所述三维空间桁架还包括，
14.第二连接杆，所述第二连杆的两端与相邻所述上横梁或相邻所述下横梁连接，所述第二连杆与所述上横梁或所述下横梁成夹角。
15.作为进一步技术方案，所述侧边平面桁架包括，
16.第一上弦杆，所述上横梁一端连接在所述第一上弦杆上，
17.第一下弦杆，所述下横梁一端连接在所述第一下弦杆上，
18.第一直腹杆，所述第一直腹杆一端与所述第一上弦杆连接，所述第一直腹杆另一端与所述第一下弦杆连接，所述第一直腹杆与所述第一上弦杆和所述第一下弦杆正交，
19.第一斜腹杆，所述第一斜腹杆一端与所述第一上弦杆连接，所述第一斜腹杆另一端与所述第一下弦杆连接，所述第一直腹杆、所述第一斜腹杆和所述第一上弦杆或所述第一下弦杆组成三角形结构。
20.作为进一步技术方案，所述中间平面桁架包括，
21.第二上弦杆，所述上横梁另一端连接在所述第二上弦杆上，
22.第二下弦杆，所述下横梁另一端连接在所述第二下弦杆上，
23.第二直腹杆，所述第二直腹杆一端与所述第二上弦杆连接，所述第二直腹杆另一端与所述第二下弦杆连接，所述第二直腹杆与所述第二上弦杆和所述第二下弦杆正交，
24.第二斜腹杆，所述第二斜腹杆一端与所述第二上弦杆连接，所述第二斜腹杆另一端与所述第二下弦杆连接，所述第二直腹杆、所述第二斜腹杆和所述第二上弦杆或第二下弦杆组成三角形结构。
25.作为进一步技术方案，所述三维空间桁架的外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种，所述三维空间桁架的横截面外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种。
26.作为进一步技术方案，还包括，
27.承载木板面，所述承载木板面设置在所述三维空间桁架上，所述承载木板面位于相邻所述中间平面桁架和所述侧边平面桁架之间，所述承载木板面与所述第一上弦杆、所述上横梁、所述第二连接杆、所述第二上弦杆连接，上下车过桥，所述上下车过桥一端铰接在所述三维空间桁架上，所述上下车过桥位于所述承载木板面的进口端。
28.作为进一步技术方案，所述三维空间桁架均由几何形状简单的杆件或板件构成，杆件截面可以是圆管形、矩形、方形、工字型和槽型中的一种。
29.作为进一步技术方案，所述牵引架和所述公路行走系统悬架与所述三维空间桁架之间的连接可以是焊接、铆接、螺接中的一种。
30.本发明的工作原理及有益效果为：
31.本发明中，为了解决上述问题，本技术采用了桁架式车架，并且通过侧边平面桁架、中间平面桁架、横向连接梁等杆体和板体的配合，形成了三维空间桁架，并在三维空间桁架上设置了弧形凹槽和公路行走系统悬架，使三维空间桁架上可以安装公路行走系统，还通过牵引架和安装部可以安装铁路行走系统，实现三维空间桁架的公铁两用，
32.有益效果：
33.1.减轻了自重，提高了质量利用系数，桁架式车架的主要特点之一就是刚度大、质量小，三维空间构成的桁架式车架的所有元件均参与承载，质量利用系数高；而本发明在结构设计上实现了对常规梯形车架的完整替换，即由桁架式车架替代梯形车架，从而避免了
常规梯形车架的刚度低、自重大、质量利用系数低的弊病；充分发挥各个元件自身的能力(做到物尽其用)，实现了整体承载，在同等条件(承载能力不变)下，提高了材料利用率，降低了各个元件的自重，提高了质量利用系数，自然就达到了减轻自重的目的。
34.2.提高了车架的结构稳定性，首先，桁架式车架的主要特点之一就是在承载受力时，构成三维空间桁架结构的所有元件均参与承载，极大消减了应力集中度；同时受力时其结构稳定性远远优于梯形车架；在承载上实现了整体承载的同时又使得整体车架的结构稳定性得到了提升。
35.3.提高了车架的行驶稳定性，由于实现了桁架式车架的整体承载，所有外载荷均会由所有元件来共同分担，使整个车架变成了完整的承载整体；故此，在应对各种工况时车架的变形幅度大为减小，从而提升了行驶稳定性。
36.4.节省能源，减少排放，由于减轻了自重，实现了节省原材料的消耗；同时，自重的减轻，也使得车辆在使用中降低了燃油消耗。
37.5.降低了轮胎磨损延长轮胎寿命，由于实现了整体承载，提高了车架结构稳定性和整车的行驶稳定性，改善了行驶中轮胎的受力状况，自然就减低了轮胎的磨损，延长了轮胎的使用寿命。
38.6.对货物提供更好的保护，由于实现了整体承载，提高了车架结构稳定性和整车的行驶稳定性，使得车辆能为所承运的货物提供更好的保护。
附图说明
39.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
40.图1为本发明结构示意图；
41.图2为本发明图1中a处局部放大图；
42.图3为本发明安装后结构示意图；
43.图4为本发明正视结构示意图；
44.图中：1、三维空间桁架，2、中间平面桁架，3、侧边平面桁架，4、横向连接梁，5、固定部，6、公路行走系统悬架，7、弧形凹槽，8、牵引架，9、上横梁，10、下横梁，11、第一连接杆，12、第二连接杆，13、第一上弦杆，14、第一下弦杆，15、第一直腹杆，16、第一斜腹杆，17、第二上弦杆，18、第二下弦杆，19、第二直腹杆，20、第二斜腹杆，21、承载木板面，22、上下车过桥。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
46.如图1～图4所示，
47.实施例1
48.一种桁架式公铁两用货运车架，包括三维空间桁架1，所述三维空间桁架1包括中间平面桁架2、侧边平面桁架3和若干横向连接梁4，所述侧边平面桁架3和中间平面桁架2均有两个，所述中间平面桁架2和所述侧边平面桁架3之间均通过所述横向连接梁4连接，两个
所述侧边平面桁架3分别连接在两个所述中间平面桁架2的两侧，两个所述侧边平面桁架3底部具有若干弧形凹槽7，所述中间平面桁架2还具有固定部5，所述固定部5用于固定铁路行走系统，还包括，
49.公路行走系统悬架6，公路行走系统连接在所述中间平面桁架2，所述弧形凹槽7与所述侧边平面桁架3对应分布，所述公路行走系统悬架6用于安装公路行走系统，
50.牵引架8，所述牵引架8与所述中间平面桁架2底部连接，所述牵引架8用于与铁路牵引连接。所述横向连接梁4包括，
51.上横梁9，相邻所述侧边平面桁架或中间平面桁架2之间均通过所述上横梁9连接，
52.下横梁10，相邻所述侧边平面桁架3或中间平面桁架2之间均通过所述下横梁10连接，
53.第一连接杆11，所述第一连接杆11有若干个，若干个第一连接杆11的一端与所述侧边平面桁架3和所述上横梁9或所述下横梁10连接，所述第一连接杆11另一端与所述中间平面桁架2和所述上横梁9或所述下横梁10连接，所述第一连接杆11同时与相邻所述第一连接杆11和所述上横梁9或所述下横梁10组成三角形结构。还包括，
54.承载木板面21，所述承载木板面21设置在所述三维空间桁架1上，所述承载木板面21位于相邻所述中间平面桁架2和所述侧边平面桁架3之间，所述承载木板面21与所述第一上弦杆13、所述上横梁9、所述第二连接杆12、所述第二上弦杆17连接，上下车过桥22，所述上下车过桥22一端铰接在所述三维空间桁架1上，所述上下车过桥22位于所述承载木板面21的进口端。
55.本实施例中，为了解决上述问题，本技术采用了桁架式车架，并且通过侧边平面桁架3、中间平面桁架2、横向连接梁4等杆体和板体的配合，形成了三维空间桁架1，并在三维空间桁架1上设置了弧形凹槽7和公路行走系统悬架6，使三维空间桁架1上可以安装公路行走系统，还通过牵引架8和安装部可以安装铁路行走系统，实现三维空间桁架1的公铁两用，
56.有益效果：减轻了自重，提高了质量利用系数，桁架式车架的主要特点之一就是刚度大、质量小，三维空间构成的桁架式车架的所有元件均参与承载，质量利用系数高；而本发明在结构设计上实现了对常规梯形车架的完整替换，即由桁架式车架替代梯形车架，从而避免了常规梯形车架的刚度低、自重大、质量利用系数低的弊病；充分发挥各个元件自身的能力(做到物尽其用)，实现了整体承载，在同等条件(承载能力不变)下，提高了材料利用率，降低了各个元件的自重，提高了质量利用系数，自然就达到了减轻自重的目的。
57.实施例2
58.在实施例1的基础上进一步，所述三维空间桁架1还包括，
59.第二连接杆12，所述第二连接杆12的两端与相邻所述上横梁9及所述中间平面桁架2及所述侧边平面桁架3或相邻所述下横梁10及所述中间平面桁架2及所述侧边平面桁架3连接，所述第二连杆与所述上横梁9或所述下横梁10成夹角。
60.所述侧边平面桁架3包括，
61.第一上弦杆13，所述上横梁9一端连接在所述第一上弦杆13上，
62.第一下弦杆14，所述下横梁10一端连接在所述第一下弦杆14上，
63.第一直腹杆15，所述第一直腹杆15一端与所述第一上弦杆13连接，所述第一直腹杆15另一端与所述第一下弦杆14连接，所述第一直腹杆15与所述第一上弦杆13和所述第一
下弦杆14正交，
64.第一斜腹杆16，所述第一斜腹杆16一端与所述第一上弦杆13及所述第一直腹杆15连接，所述第一斜腹杆16另一端与所述第一下弦杆14及所述第一直腹杆15连接，所述第一直腹杆15、所述第一斜腹杆16和所述第一上弦杆13或所述第一下弦杆14组成三角形结构。
65.所述中间平面桁架2包括，
66.第二上弦杆17，所述上横梁9另一端连接在所述第二上弦杆17上，
67.第二下弦杆18，所述下横梁10另一端连接在所述第二下弦杆18上，
68.第二直腹杆19，所述第二直腹杆19一端与所述第二上弦杆17连接，所述第二直腹杆19另一端与所述第二下弦杆18连接，所述第二直腹杆19与所述第二上弦杆17和所述第二下弦杆18正交，
69.第二斜腹杆20，所述第二斜腹杆20一端与所述第二上弦杆17及所述第二直腹杆19连接，所述第二斜腹杆20另一端与所述第二下弦杆18及所述第二直腹杆19连接，所述第二直腹杆19、所述第二斜腹杆20和所述第二上弦杆17或第二下弦杆18组成三角形结构。
70.本实施例中，三维空间桁架1承担着其上的货物外载荷和两个转向架的支反力以及由于左右路轨的高度差所产生的横向扭转力矩；由结构力学可知:三维空间桁架1在承受上述外载荷时，三维空间桁架1将所有外载荷(弯曲、扭转)均转化为构成三维空间桁架1的杆件内部的轴向力的形式来分担到每一根杆件上；最终三维空间桁架1以全部构成杆件来共同承担全部的外载荷(弯曲、扭转)；实现了整体构件的全承载，并且各个杆件之间设置成三角形结构，使三维空间桁架1组成更加稳定。
71.实施例3
72.在实施例1-2基础上进一步，所述三维空间桁架1的外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种，所述三维空间桁架1的横截面外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种。
73.所述三维空间桁架1均由几何形状简单的杆件或板件构成，杆件截面可以是圆管形、矩形、方形、工字型和槽型中的一种。
74.所述牵引架8和所述公路行走系统悬架6与所述三维空间桁架1之间的连接可以是焊接、铆接、螺接中的一种。
75.本实施例中，通过设置为长方形、正方形或梯形中的一种，可以根据所装的物料称重或需求去更换形状，使装置实用更加稳定，提高承载效果。
76.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

技术特征：
1.一种桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，包括三维空间桁架(1)，所述三维空间桁架(1)包括中间平面桁架(2)、侧边平面桁架(3)和若干横向连接梁(4)，所述侧边平面桁架(3)和中间平面桁架(2)均有两个，所述中间平面桁架(2)和所述侧边平面桁架(3)之间均通过所述横向连接梁(4)连接，两个所述侧边平面桁架(3)分别连接在两个所述中间平面桁架(2)的两侧，两个所述侧边平面桁架(3)底部具有若干弧形凹槽(7)，所述中间平面桁架(2)还具有固定部(5)，所述固定部(5)用于固定铁路行走系统，还包括，公路行走系统悬架(6)，公路行走系统连接在所述中间平面桁架(2)上，所述弧形凹槽(7)与所述侧边平面桁架(3)对应分布，所述公路行走系统悬架(6)用于安装公路行走系统，牵引架(8)，所述牵引架(8)与所述中间平面桁架(2)底部连接，所述牵引架(8)用于与铁路牵引连接。2.根据权利要求1所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述横向连接梁(4)包括，上横梁(9)，相邻所述侧边平面桁架或中间平面桁架(2)之间均通过所述上横梁(9)连接，下横梁(10)，相邻所述侧边平面桁架(3)或中间平面桁架(2)之间均通过所述下横梁(10)连接，第一连接杆(11)，所述第一连接杆(11)有若干个，若干个第一连接杆(11)的一端与所述侧边平面桁架(3)和所述上横梁(9)或所述下横梁(10)连接，所述第一连接杆(11)另一端与所述中间平面桁架(2)和所述上横梁(9)或所述下横梁(10)连接，所述第一连接杆(11)同时与所述上横梁(9)或所述下横梁(10)组成三角形结构。3.根据权利要求2所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述三维空间桁架(1)还包括，第二连接杆(12)，所述第二连接杆(12)的两端与相邻所述上横梁(9)及所述中间平面桁架(2)及所述侧边平面桁架(3)或相邻所述下横梁(10)及所述中间平面桁架(2)及所述侧边平面桁架(3)连接，所述第二连杆与所述上横梁(9)或所述下横梁(10)成夹角。4.根据权利要求3所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述侧边平面桁架(3)包括，第一上弦杆(13)，所述上横梁(9)一端连接在所述第一上弦杆(13)上，第一下弦杆(14)，所述下横梁(10)一端连接在所述第一下弦杆(14)上，第一直腹杆(15)，所述第一直腹杆(15)一端与所述第一上弦杆(13)连接，所述第一直腹杆(15)另一端与所述第一下弦杆(14)连接，所述第一直腹杆(15)与所述第一上弦杆(13)和所述第一下弦杆(14)正交，第一斜腹杆(16)，所述第一斜腹杆(16)一端与所述第一上弦杆(13)及所述第一直腹杆(15)连接，所述第一斜腹杆(16)另一端与所述第一下弦杆(14)及所述第一直腹杆(15)连接，所述第一直腹杆(15)、所述第一斜腹杆(16)和所述第一上弦杆(13)或所述第一下弦杆(14)组成三角形结构。5.根据权利要求4所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述中间平面桁架(2)包括，第二上弦杆(17)，所述上横梁(9)另一端连接在所述第二上弦杆(17)上，
第二下弦杆(18)，所述下横梁(10)另一端连接在所述第二下弦杆(18)上，第二直腹杆(19)，所述第二直腹杆(19)一端与所述第二上弦杆(17)连接，所述第二直腹杆(19)另一端与所述第二下弦杆(18)连接，所述第二直腹杆(19)与所述第二上弦杆(17)和所述第二下弦杆(18)正交，第二斜腹杆(20)，所述第二斜腹杆(20)一端与所述第二上弦杆(17)及所述第二直腹杆(19)连接，所述第二斜腹杆(20)另一端与所述第二下弦杆(18)及所述第二直腹杆(19)连接，所述第二直腹杆(19)、所述第二斜腹杆(20)和所述第二上弦杆(17)或第二下弦杆(18)组成三角形结构。6.根据权利要求5所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述三维空间桁架(1)的外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种，所述三维空间桁架(1)的横截面外轮廓可以是长方形、正方形、梯形中的一种。7.根据权利要求6所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，还包括，承载木板面(21)，所述承载木板面(21)设置在所述三维空间桁架(1)上，所述承载木板面(21)位于相邻所述中间平面桁架(2)和所述侧边平面桁架(3)之间，所述承载木板面(21)与所述第一上弦杆(13)、所述上横梁(9)、所述第二连接杆(12)、所述第二上弦杆(17)连接，上下车过桥(22)，所述上下车过桥(22)一端铰接在所述三维空间桁架(1)上，所述上下车过桥(22)位于所述承载木板面(21)的进口端。8.根据权利要求3所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述三维空间桁架(1)均由几何形状简单的杆件或板件构成，杆件截面可以是圆管形、矩形、方形、工字型和槽型中的一种。9.根据权利要求1所述的桁架式公铁两用货运车架，其特征在于，所述牵引架(8)和所述公路行走系统悬架(6)与所述三维空间桁架(1)之间的连接可以是焊接、铆接、螺接中的一种。

技术总结
本发明涉及货运车架技术领域，提出了一种桁架式公铁两用货运车架，包括三维桁架、公路行走系统悬架和牵引架，三维空间桁架包括中间平面桁架、侧边平面桁架和若干横向连接梁，侧边平面桁架和中间平面桁架均有两个，中间平面桁架通过横向连接梁连接，两个侧边平面桁架分别连接在中间平面桁架的两侧，两个侧边平面桁架底部具有若干弧形凹槽，侧边平面桁架还具有固定部，固定部用于固定铁路行走系统。通过上述技术方案，解决了现有技术中货运车架减重并可以实现公铁两用的问题。可以实现公铁两用的问题。可以实现公铁两用的问题。


技术研发人员：白晓明 吕馗 覃艳明 董贺明 李坤 王向南 王秀杰 郭欣 贾强乐 潘涛
受保护的技术使用者：秦皇岛优益创联特种车辆制造有限公司
技术研发日：2023.03.25
技术公布日：2023/7/20