一种抗扭转均载式焊接构架及转向架的制作方法

1.本发明涉及车辆转向架技术领域，尤其涉及一种抗扭转均载式焊接构架及转向架。


背景技术：

2.转向架是车辆在牵引力作用下沿线路运行的部分，其作用是保证车辆灵活、安全平顺的沿钢轨运行和通过曲线；可靠地承受作用于车辆的各种载荷并传递给钢轨；缓和车辆和钢轨的相互冲击，减少车辆振动，保证足够的运行平稳性和良好的运行质量，且具有可靠的制动机构，能使车辆具有良好的制动效果。
3.现有授权公告号为cn203793350u的实用新型专利公开了一种2c轴焊接构架式转向架，其包括焊接构架、轴箱弹簧悬挂装置及基础制动装置；其中，焊接构架通过中心销与车体相连接，其主要由心盘梁和两根侧梁组焊成一个h型整体结构，侧梁、心盘梁均采用由上盖板、下盖板及腹板组成的箱型结构、均为钢板焊接的箱型变截面梁。
4.采用类似上述技术方案的焊接构架式转向架，具有节能环保、抗菱刚度大、运行速度高的技术优点，但是这种二轴焊接构架式转向架存在以下缺点：
5.(1)焊接构架普遍为一体h型结构，横梁和两个侧梁焊接为一体，导致横梁与两个侧梁之间没有相对运动，使得车辆在经过类似三角坑类铁路线路时焊接构架没有适应能力，导致轮轨减载率大，甚至超标(gb/t 5599-1985)；
6.(2)车辆由直线过渡到曲线段和由曲线段过渡至直线段的缓解曲线上的均载能力较差，曲线通过性能较差；
7.(3)现有的焊接构架式转向架一般用于专用货车，其对线路和运用要求较为特殊，应用条件相对苛刻，存在明显的局限性。


技术实现要素：

8.本发明提供一种抗扭转均载式焊接构架及转向架，通过将横梁端部嵌设在侧梁上的安装槽中，并利用弹性连接组件连接横梁与侧梁，提高焊接构架及转向架的均载性能，抑制横梁与侧梁之间的相对回转，在保证转向架的抗菱刚度同时，提高车辆的曲线通过性能及直线高速运行时的运行稳定性。
9.本发明一方面提供一种抗扭转均载式焊接构架，包括横梁及两个侧梁，所述侧梁上设置有用于嵌设所述横梁端部的安装槽；所述安装槽内设置有弹性连接组件，所述侧梁通过所述弹性连接组件与所述横梁对应的端部相连。
10.在一个实施方式中，所述弹性连接组件包括用于连接横梁的上定位盘及用于连接所述侧梁的下定位盘，所述上定位盘与所述下定位盘之间设置有弹性件。通过本实施方式，弹性件通过上、下定位盘分别连接横梁与侧梁，保证弹性件安装的可靠性。
11.在一个实施方式中，所述弹性件为扭簧或板弹簧。通过本实施方式，由于扭簧或板弹簧具有垂向挠度，横梁与侧梁之间可以在车辆点头方向上转动，且扭簧或板弹簧具有较
大的抵抗横梁和侧梁回转的刚度，在横梁和侧梁发生相对回转时能够提供较大的阻力，从而保证转向架的抗菱刚度。
12.在一个实施方式中，所述横梁端部的底面和所述安装槽的底面均设置有定位孔；所述上定位盘用于连接横梁的一侧以及所述下定位盘用于连接侧梁的一侧均设置有用于与所述定位孔插接配合的定位凸起。通过本实施方式，上、下定位盘通过定位凸起与横梁或侧梁上的定位孔插接配合，能够保证侧梁和横梁组装后径向无间隙，从而避免损失抗菱刚度。
13.在一个实施方式中，所述横梁上用于连接侧梁的端部沿车辆运行方向的两侧均设置有接触弧面。
14.在一个实施方式中，所述安装槽沿车辆运行方向的两侧设置有用于抵接所述接触弧面的配合弧面。通过本实施方式，接触弧面与配合弧面抵接，在横梁与侧梁发生点头相对位移接触时，横梁与侧梁之间实现弧面接触，可减小阻力，降低二者的磨耗。
15.在一个实施方式中，所述横梁上用于连接侧梁的端部的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有弧形接触凸起。
16.在一个实施方式中，所述安装槽的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有用于抵接所述弧形接触凸起的弧形配合凸起。通过本实施方式，当横梁与侧梁发生点头相对位移接触时，横梁可通过弧形接触凸起与侧梁上的弧形配合凸起抵接，实现弧形面接触，从而降低阻力，并减少磨耗。
17.在一个实施方式中，所述横梁的端部沿车辆运行方向的两侧壁与所述安装槽的相邻侧壁之间均设置有预留间隙，所述预留间隙的宽度为2-20mm。通过本实施方式，借助横梁与侧梁之间的预留间隙，使得横梁与侧梁在点头方向(即竖直方向)上具有足够的转动空间，以保证转向架的均载性能；同时，当横梁与侧梁回转至一定角度时，横梁与侧梁接触，从而阻止二者继续回转，以保证转向架的抗菱刚度。
18.本发明另一方面提供一种转向架，包括上述抗扭转均载式焊接构架。
19.综上所述，与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
20.(1)通过将横梁端部嵌设在侧梁上的安装槽中，并利用弹性连接组件连接横梁与侧梁，提高焊接构架及转向架的均载性能，抑制横梁与侧梁之间的相对回转，在保证转向架的抗菱刚度同时，提高车辆的曲线通过性能及直线高速运行时的运行稳定性；
21.(2)通过在横梁上设置接触弧面和弧形接触凸起，配合设置在侧梁上的配合弧面及弧形配合凸起，使得横梁与侧梁发生点头相对位移接触时可实现弧面接触，能降低阻力，并减少二者的磨耗；
22.(3)通过在横梁端部与安装槽侧壁之间设置预留间隙，一方面使得横梁与侧梁在点头方向上具有足够的转动空间，以保证转向架的均载性能，另一方面还能限制横梁与侧梁持续回转，从而保证转向架的抗菱刚度。
附图说明
23.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
24.图1是本发明一个实施例中抗扭转均载式焊接构架的整体结构示意图；
25.图2是本发明一个实施例中抗扭转均载式焊接构架的仰视图；
26.图3是本发明一个实施例中抗扭转均载式焊接构架的剖面示意图，主要用于体现弹性连接组件。
27.附图标记：1、横梁；101、接触弧面；102、弧形接触凸起；2、侧梁；21、安装槽；211、配合弧面；212、弧形配合凸起；3、弹性连接组件；31、上定位盘；32、下定位盘；33、弹性件；4、定位凸起；5、预留间隙。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本发明进行清楚、完整地描述。
29.参见附图1-2，本发明提供的一种抗扭转均载式焊接构架，包括横梁1及两个与横梁1相连的侧梁2。其中，为方便横梁1与侧梁2的组装，侧梁2上侧设置有安装槽21；横梁1长度方向的两端分别嵌设在两侧横梁1的安装槽21中，并与横梁1连接，使得该焊接构架整体形成h型结构。
30.本实施例中，上述安装槽21可设置于对应侧梁2上侧的中部位置，以保证焊接构架整体受力均匀。同时，为保证横梁1与侧梁2连接的稳定性，安装槽21的底面可作扩大面处理，即可以在安装槽21的底面横向设置一个用于扩大其与横梁1端部接触面积的安装板。当然，当安装槽21底面接触面积足够时，也可以取消上述安装板的设置，对此不作具体限定。
31.同时，为进一步提高横梁1与侧梁2连接的稳定性，横梁1长度方向的两端也可以类似进行扩大头设计，即可以将横梁1整体设置成如图2所示的h型结构，使得横梁1两端形成扩大头。实际组装时，横梁1两端的扩大头分别嵌设在两侧的安装槽21内，并与对应安装槽21底部的安装板相连。当然，当横梁1两端用于连接侧梁2的部位的尺寸足够时，也可以取消横梁1两端扩大头的设计，具体可根据横梁1的实际尺寸来确定，对此不作具体限定。
32.参见附图3，本实施例中，针对传统焊接构架所存在的轮轨减载率高的问题，横梁1与侧梁2抛弃传统焊接构架中一体焊接的结构形式。为实现横梁1与侧梁2的连接，侧梁2上设置有弹性连接组件3；组装时，侧梁2可通过弹性连接组件3与横梁1相邻的端部相连，使得该焊接构架整体形成h型结构。
33.以其中一个侧梁2为例，上述弹性连接组件3包括上定位盘31、下定位盘32及设置在上定位盘31与下定位盘32之间的弹性件33。其中，上定位盘31与横梁1端部的底面抵接，用于连接横梁1；下定位盘32与安装槽21的底面抵接，用于连接侧梁2；而弹性件33位于上定位盘31与下定位盘32之间，能够实现弹性伸缩，具有一定的垂向挠度，使得横梁1与侧梁2之间可以沿车辆点头方向(即竖直轴)转动。
34.具体的，为实现上定位盘31及下定位盘32的组装，横梁1端部(为方便描述，下文中除非说明，“横梁1端部”将直接指代横梁1上用于连接侧梁2的端部)及安装槽21的底面均设置有定位孔。对应的，上定位盘31的顶面(即抵接横梁1的一侧)与下定位盘32的底面(即抵接侧梁2的一侧)均设置有定位凸起4。定位凸起4可以设置2个、3个或更多个，对此不作具体限定，而定位孔与定位凸起4呈一一对应设置。实际组装时，上定位盘31上的各个定位凸起4分别嵌设在横梁1端部底面的各个定位孔中，而下定位盘32上的各个定位凸起4则分别嵌设在安装槽21底面的各个定位孔中，从而对上定位盘31和下定位盘32实现安装定位。
35.应注意的是，在实际应用中，上述定位凸起4可以采用圆锥形的定位销；对应的，定位孔的形状与之适配。如此，定位销具有一定的锥度，能够保证侧梁2与横梁1组装后径向无
间隙，从而避免损失抗菱刚度。当然，在确保侧梁2、横梁1及弹性连接组件3组装稳定性的前提下，上述定位凸起4也可以采用其他的结构形式，对此不作具体限定。
36.同时，上述弹性件33可以采用任意具有弹性伸缩功能的部件，比如在其中一个实施例中，该弹性件33可以采用扭簧或板弹簧。扭簧或板弹簧不仅具有一定的垂向挠度，而且在横梁1与侧梁2发生相对回转时，还能提供较大的阻力，从而保证转向架的抗菱刚度。
37.参见附图1，上述横梁1端部沿车辆运行方向的两侧均设置有接触弧面101。在横梁1与侧梁2发生点头相对位移接触时，横梁1端部通过接触弧面101与安装槽21的侧壁抵接，有助于减小阻力和降低磨耗。
38.在另一实施例中，为进一步减小阻力和降低磨耗，侧梁2上安装槽21沿车辆运行方向的两侧可对应设置配合弧面211。如此，当横梁1与侧梁2发生点头相对位移接触时，横梁1端部通过上述接触弧面101与安装槽21上的配合弧面211接触，从而进一步减小阻力和降低磨耗。
39.在另一实施例中，横梁1端部的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有弧形接触凸起102；对应的，安装槽21的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有弧形配合凸起212。如此，在横梁1与侧梁2发生点头相对位移接触时，横梁1端部可通过弧形接触凸起102与安装槽21底面的弧形配合凸起212抵接，实现弧面接触，从而进一步减小阻力，并降低磨耗。
40.应注意的是，上述接触弧面101、配合弧面211、弧形接触凸起102及弧形配合凸起212的设置的具体位置可根据实际情况进行微调。通常情况下，可通过前期的反复实验，确定横梁1与侧梁2发生点头相对位移接触时的高频接触位置，从而进一步确定接触弧面101、配合弧面211、弧形接触凸起102及弧形配合凸起212的设置位置。
41.本实施例中，为保证转向架的均载性能，横梁1端部沿车辆运行方向的两侧壁与安装槽21的相邻侧壁之间可设置预留间隙5。如此，在横梁1与侧梁2发生相对回转时，预留间隙5保证二者之间在车辆点头方向上具有足够的转动空间，从而保证转向架的均载性能。但是，该预留间隙5的宽度应进行灵活控制，当两者相对回转一定角度时，横梁1应与侧梁2接触，从而限制而二者继续回转，以保证转向架的抗菱刚度。本实施例中，该预留间隙5的宽度可根据实际设计要求进行灵活优化设计，以满足车辆抗菱刚度和均载性能要求为准。通常情况下，该预留间隙5的宽度可以设置为2-20mm，具体数值根据实际设计要求确定，不作具体限定。
42.同时，本发明还提供了一种转向架，包括上述的抗扭转均载式焊接构架。关于转向架的其他结构组成，其属于本领域的现有技术，也并非本实施例的阐述重点，故在此不再赘述。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示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元件必须具有特定的方位、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。
44.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种抗扭转均载式焊接构架，包括横梁及两个侧梁，其特征在于，所述侧梁上设置有用于嵌设所述横梁端部的安装槽；所述安装槽内设置有弹性连接组件，所述侧梁通过所述弹性连接组件与所述横梁对应的端部相连。2.根据权利要求1所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述弹性连接组件包括用于连接横梁的上定位盘及用于连接所述侧梁的下定位盘，所述上定位盘与所述下定位盘之间设置有弹性件。3.根据权利要求2所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述弹性件为扭簧或板弹簧。4.根据权利要求2所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述横梁端部的底面和所述安装槽的底面均设置有定位孔；所述上定位盘用于连接横梁的一侧以及所述下定位盘用于连接侧梁的一侧均设置有用于与所述定位孔插接配合的定位凸起。5.根据权利要求1所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述横梁上用于连接侧梁的端部沿车辆运行方向的两侧均设置有接触弧面。6.根据权利要求5所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述安装槽沿车辆运行方向的两侧设置有用于抵接所述接触弧面的配合弧面。7.根据权利要求1所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述横梁上用于连接侧梁的端部的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有弧形接触凸起。8.根据权利要求7所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述安装槽的底面沿车辆运行方向的两侧均设置有用于抵接所述弧形接触凸起的弧形配合凸起。9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种抗扭转均载式焊接构架，其特征在于，所述横梁的端部沿车辆运行方向的两侧壁与所述安装槽的相邻侧壁之间均设置有预留间隙，所述预留间隙的宽度为2-20mm。10.一种转向架，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述抗扭转均载式焊接构架。

技术总结
本发明提供了一种抗扭转均载式焊接构架及转向架，涉及车辆转向架技术领域。其中，一种抗扭转均载式焊接构架，包括横梁及两个侧梁，所述侧梁上设置有用于嵌设所述横梁端部的安装槽；所述安装槽内设置有弹性连接组件，所述侧梁通过所述弹性连接组件与所述横梁对应的端部相连。以及一种转向架，包括上述抗扭转均载式焊接构架。基于本发明的技术方案，提高焊接构架及转向架的均载性能，抑制横梁与侧梁之间的相对回转，在保证转向架的抗菱刚度同时，提高车辆的曲线通过性能及直线高速运行时的运行稳定性。运行稳定性。运行稳定性。


技术研发人员：曹玉峰 王洪昆 刘洋 边志宏 高玉峰 翟慧建 侯会会 乔志刚 马子钦 焦杨 董俊良 张家萌 方智超 李兴城 尹美琳 聂苒 李利方
受保护的技术使用者：国能铁路装备有限责任公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/22