專利名稱:一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，包括上蓋板、下蓋板及連接在上蓋板與下蓋板之間呈垂向的多塊腹板，在兩側(cè)的所述腹板的外側(cè)分別固定安裝有多個與所述腹板垂直的用于與地板型材連接的縱向連接筋板。本實用新型通過在枕梁的側(cè)壁上焊接縱向連接筋板，利用縱向連接筋板與地板型材之間焊接連接，將與地板型材的連接由現(xiàn)有技術(shù)中的橫向連接焊縫改為縱向連接焊縫，明顯提高了焊縫的承載能力。
【專利說明】一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種軌道車輛的枕梁結(jié)構(gòu)，特別涉及一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，屬于 軌道車輛車體制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 應用于輕軌列車、地鐵的枕梁是連接轉(zhuǎn)向架，并向車體傳遞縱向壓縮及牽引力的 中心部件，是實現(xiàn)車輛快速和安全行駛的動力傳輸關(guān)鍵設(shè)備。隨著目前國內(nèi)城市軌道交通 的迅速普及與推廣，對于車體的主要受力部件枕梁提出了更高的設(shè)計和使用要求。
[0003] 現(xiàn)有鋁合金枕梁普遍采用型材拼焊，由兩根方形擠壓鋁型材和上蓋板、下蓋板組 成，在由型材和上蓋板、下蓋板圍成的空間內(nèi)設(shè)置若干加強筋。此種結(jié)構(gòu)的枕梁具有較好 的強度和剛度，但焊接后，容易出現(xiàn)焊縫下凹的問題，過分調(diào)修或增大加工量均不利于枕梁 的強度，并且由于鋁合金車體自身的結(jié)構(gòu)特性，枕梁的兩端與底架邊梁連接時，普遍只焊接 枕梁下平面和外側(cè)立筋，枕梁上平面、內(nèi)部立筋與邊梁之間無法施焊，此結(jié)構(gòu)降低了連接強 度，不利于載荷傳遞。另外，鋁合金枕梁與地板之間普遍采用沿車寬方向的通長焊縫，枕梁 受縱向載荷時，此焊縫受沿寬度方向的剪切力，大大增加了焊縫的損壞幾率。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種可提高枕梁焊接后的平 面度和連接強度，及提高枕梁焊縫承載能力的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：
[0006] -種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，包括上蓋板、下蓋板及連接在上蓋板與下蓋板之間呈垂向 的多塊腹板，在兩側(cè)的所述腹板的外側(cè)分別固定安裝有多個與所述腹板垂直的用于與地板 型材連接的縱向連接筋板。
[0007] 進一步，所述縱向連接筋板的頂邊包括兩部分，其內(nèi)側(cè)部分與所述上蓋板的下表 面固定連接，外側(cè)部分與所述地板型材的下表面固定連接，所述外側(cè)部分高于所述內(nèi)側(cè)部 分并與所述上蓋板的上表面處于同一水平面。
[0008] 進一步，所述縱向連接筋板的頂邊的內(nèi)側(cè)部分與外側(cè)部分斷開，并在斷開處設(shè)置 第一工藝豁口。
[0009] 進一步，所述枕梁包括一對鋁合金型材，每個所述型材是由上板、下板及中間的兩 塊腹板組成的II形結(jié)構(gòu)，兩個所述型材的上板和下板分別對接焊接形成所述上蓋板及下蓋 板。
[0010] 進一步，兩個所述型材的上板之間和下板之間的對接面在垂向上為正公差配合。 [0011] 進一步，所述下蓋板與底架邊梁焊接的四個角處各設(shè)置一塊翼板，所述翼板與所 述下蓋板焊接固定連接。
[0012] 進一步，在所述翼板的上表面上焊接固定有至少一塊連接板，所述連接板的底邊 與所述翼板及下蓋板的上表面焊接固定，所述連接板的側(cè)邊與所述腹板焊接固定，所述連 接板的頂邊與所述上蓋板的下表面焊接固定。
[0013] 進一步，在所述下蓋板的兩端與底架邊梁焊接的部位設(shè)置用于焊接內(nèi)部的工藝缺 口，所述工藝缺口處焊接一塊用于封堵的補板。
[0014] 進一步，在所述補板的上表面上焊接固定有至少一塊支撐板。
[0015] 進一步，在所述下蓋板上設(shè)置有二系彈簧安裝孔、中心銷安裝孔，在二系彈簧安裝 孔、中心銷安裝孔的內(nèi)側(cè)焊接固定一加強金屬板。
[0016] 綜上內(nèi)容，本實用新型所述的一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu) 占.
[0017] (1)通過在枕梁的側(cè)壁上焊接縱向連接筋板，利用縱向連接筋板與地板型材之間 焊接連接，將與地板型材的連接由現(xiàn)有技術(shù)中的橫向連接焊縫改為縱向連接焊縫，明顯提 高了焊縫的承載能力。
[0018] (2)枕梁的兩個型材對接處采用正公差配合的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，組焊后提高了 枕梁平面度，減少了調(diào)修量和加工量，保證枕梁焊接后的整體強度。
[0019] (3)通過在枕梁的下表面開工藝缺口，為枕梁上平面、內(nèi)部腹板與底架邊梁連接預 留焊接空間，進而使枕梁上平面、內(nèi)部腹板與底架邊梁均可以焊接連接，增加了枕梁與底架 邊梁的連接焊縫，大大增加了枕梁的連接強度。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本實用新型枕梁焊接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本實用新型枕梁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是本實用新型枕梁背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4是本實用新型枕梁斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5是本實用新型枕梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖6是本實用新型枕梁焊接后結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖7是本實用新型枕梁與底架邊梁焊接后結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖8是圖7的A-A剖視圖。
[0028] 如圖1至圖8所示，枕梁1，型材la，型材lb，底架邊梁2,地板型材3,上蓋板4,上 板4a，上板4b，下蓋板5,下板5a，下板5b，腹板6,對接接頭7a，對接接頭7b，焊接墊板8a， 焊接墊板8b，縱向連接筋板9,第一工藝豁口 10,工藝缺口 11，補板12,支撐板13,翼板14， 連接板15,牽引拉桿座16,第二工藝豁口 17,二系彈簧安裝孔18,中心銷安裝孔19,加強鋁 板20,加強筋板21，加強筋板22。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述：
[0030] 如圖1所示，本實用新型提供了一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，枕梁1的兩端與底架邊梁2 焊接固定，枕梁1兩端的形狀與底架邊梁2相配合，枕梁1的上方承載地板型材3,枕梁1的 下方與轉(zhuǎn)向架（圖中未示出）連接。
[0031] 如圖2和圖3所示，枕梁1包括上蓋板4、下蓋板5,在上蓋板4與下蓋板5之間連 接有多塊呈垂向設(shè)置的腹板6,本實施例中，中間連接有四塊腹板6。為與底架邊梁2的形 狀配合，上蓋板4沿車體寬度方向上的長度較下蓋板5的長度短，腹板6的兩端部的上半部 分具有斜角。
[0032] 如圖4所示，本實施例中，枕梁1由一對鋁合金型材la、Ib對接焊接而成，型材Ia 是由上板4a、下板5a及中間的兩塊腹板6組成的II形結(jié)構(gòu)，型材Ib是由上板4b、下板5b 及中間的兩塊腹板6組成的II形結(jié)構(gòu)，型材la、Ib中的兩個上板4a和上板4b對接焊接形 成枕梁1的上蓋板4,型材la、Ib中的兩個下板5a和下板5b對接焊接形成枕梁1的下蓋板 5〇
[0033] 兩個型材la、Ib中的上板4a和上板4b對接處，具有相互插接的對接接頭7a，在對 接接頭7a處垂向上為正公差配合，公差為1±0. 5mm。同樣，兩個型材la、Ib中的下板5a和 下板5b對接處，具有相互插接的對接接頭7b，在對接接頭7b處垂向上為正公差配合，公差 為1±0. 5mm。型材la、Ib在對接接頭7a和對接接頭7b處還自身帶有焊接墊板8a和8b， 以保證焊接質(zhì)量，減少焊接變形。
[0034] 枕梁1的兩個型材la、Ib在對接處采用正公差配合的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，以補償 焊接收縮引起的焊縫表面下凹，提高了組焊后枕梁1的平面度，減少了調(diào)修量和加工量，進 而保證了枕梁1焊接后的整體強度和美觀度。
[0035] 如圖2、圖3、圖5、圖6和圖8所示，本實施例中，在枕梁1的兩側(cè)，即最外側(cè)的兩個 腹板6的外側(cè)，再分別焊接固定安裝有多個縱向連接筋板9,縱向連接筋板9沿車體的長度 方向即與腹板6垂直的方向設(shè)置，用于與地板型材3的焊接連接，本實施例中，枕梁1的每 側(cè)焊接有六個縱向連接筋板9。
[0036] 根據(jù)縱向連接筋板9與地板型材3焊接后的載荷傳遞路徑曲線，本實施例中，縱向 連接筋板9優(yōu)選采用呈勺形的板狀結(jié)構(gòu)，具有一定的厚度，縱向連接筋板9的頂邊為直線形 狀，底邊則為弧線形狀，在頂邊與底邊的交匯處具有一向外延伸的部分（即類似勺把的形 狀）?？v向連接筋板9的頂邊包括兩部分，其內(nèi)側(cè)部分與上蓋板4的下表面焊接固定連接， 外側(cè)部分高于內(nèi)側(cè)部分并與上蓋板4的上表面處于同一水平面，以利于外側(cè)部分與地板型 材3的下表面焊接固定連接。本實施例中，將縱向連接筋板9的頂邊的內(nèi)側(cè)部分與外側(cè)部 分斷開，并在斷開處設(shè)置一個第一工藝豁口 10,且第一工藝豁口 10優(yōu)選采用橢圓口。
[0037] 縱向連接筋板9采用勺形，且具有類似勺把形狀的延伸部分均是為了避免枕梁1、 地板型材3與縱向連接筋板9的載荷傳導通過焊接尖點，縱向連接筋板9在枕梁1與地板 型材3連接處開設(shè)第一工藝豁口 10,進一步優(yōu)化了載荷傳遞路徑，降低了應力集中對焊縫 的損壞幾率，進而保證縱向連接筋板9與地板型材3之間的連接強度。
[0038] 枕梁1每側(cè)的六個縱向連接筋板9與地板型材3的立筋對應設(shè)置，此位置地板型 材3的板厚較大，有利于提高連接強度，保證縱向連接筋板9與地板型材3之間的連接強 度。
[0039] 本實施例中，枕梁1的上蓋板4與地板型材3之間不再焊接固定，僅利用枕梁1兩 側(cè)的十二個縱向連接筋板9與地板型材3焊接固定連接，在保證輕量化的同時，將現(xiàn)有技術(shù) 中的枕梁1與地板型材3之間的沿車體寬度方向的兩個通長的橫向連接焊縫改為十二個沿 車體長度方向的縱向連接焊縫，優(yōu)化了枕梁1與地板型材3之間的載荷傳遞，通過縱向連接 筋板9傳遞縱向載荷和垂向載荷，明顯提高了焊縫的承載能力，最大限度的提高了枕梁1與 地板型材3之間的連接強度。
[0040] 如圖3和圖6所示，在下蓋板5的兩端與底架邊梁2焊接的部位各設(shè)置有一個工 藝缺口 11，開工藝缺口 11的目的是為了方便將枕梁1的上表面4和內(nèi)部腹板6與底架邊 梁2焊接在一起而預留的焊接空間。本實施例，不但枕梁1的下表面5的兩端與底架邊梁 2焊接固定，而且還增加了枕梁1的上平面4、內(nèi)部腹板6與底架邊梁2的連接焊縫，最大限 度地增加了枕梁1的整體連接強度。
[0041] 枕梁1的下蓋板5的工藝缺口 11的大小應與內(nèi)部兩側(cè)的腹板6齊平，以保證腹板 6與底架邊梁2的焊縫的完整性。
[0042] 在枕梁1與底架邊梁2組焊后，下蓋板5的工藝缺口 11采用補板12封堵，工藝缺 口 11與補板12的連接處，加工有V型坡口及焊接墊板，以提高補板12的焊接質(zhì)量。在補 板12的上表面上焊接固定有至少一塊支撐板13,支撐板13的頂部與上蓋板4的下表面焊 接固定，支撐板13的兩側(cè)與腹板6焊接固定，補板12的上表面焊接固定有支撐板13,可以 保證焊接后的補板12整體平面度。
[0043] 如圖5、圖6和圖7所示，下蓋板4與底架邊梁2焊接的四個角處各設(shè)置一塊翼板 14,翼板14的一側(cè)邊與下蓋板5焊接固定連接，另一側(cè)邊與底架邊梁2焊接固定，翼板14 可以進一步提高枕梁1與底架邊梁2之間的連接強度。
[0044] 下蓋板4 一側(cè)邊的兩個端部的翼板14的下表面各焊接固定有一個牽引拉桿座16， 與轉(zhuǎn)向架上的牽引拉桿的端部連接。下蓋板4另一側(cè)邊的兩個端部的翼板14的上表面各 焊接固定有至少一塊連接板15,本實施例中，每個翼板14上焊接固定有兩塊連接板15,連 接板15可以保證翼板14的焊接強度及平面度。連接板15的底邊與翼板14及下蓋板5的 上表面焊接固定，連接板15的側(cè)邊與腹板6焊接固定，連接板15的頂邊與上蓋板4的下 表面焊接固定，連接板15的頂邊未與上蓋板4焊接的部分為向下的弧形，在與上蓋板4的 焊接邊緣處開設(shè)第二工藝豁口 17,第二工藝豁口 17優(yōu)選采用半橢圓開口，優(yōu)化載荷傳遞路 徑，降低了應力集中對焊縫的損壞幾率，進而保證連接板15與枕梁1之間的連接強度。
[0045] 如圖5和圖6所示，在下蓋板5上設(shè)置有兩個二系彈簧安裝孔18和一個中心銷安 裝孔19,兩個二系彈簧安裝孔18和一個中心銷安裝孔19是在兩個型材la、Ib對接焊接完 成后整體機械架工而成的，機械加工的目的是滿足和轉(zhuǎn)向架的連接要求。
[0046] 在二系彈簧安裝孔18、中心銷安裝孔19的內(nèi)側(cè)各焊接固定一加強金屬板，本實施 例中優(yōu)選采用加強鋁板20。下蓋板5與加強鋁板20 -起機械加工出兩個二系彈簧安裝孔 18和一個中心銷安裝孔19。二系彈簧安裝孔18和中心銷安裝孔19背面的加強鋁板20根 據(jù)強度要求可以選用不同厚度的鋁板。
[0047] 如圖5所示，在型材Ia的上板4a、下板5a之間，位于腹板6的一側(cè)焊接固定有多 個加強筋板21，同樣，在型材Ib的上板4b、下板5b之間，位于腹板6的一側(cè)也焊接固定有 多個加強筋板22,本實施例中，各設(shè)置四個加強筋板21和加強筋板22。加強筋板21和加 強筋板22在型材la、Ib對接焊接后，位于由上蓋板4、下蓋板5及腹板6圍成的空腔內(nèi)，加 強筋板21和加強筋板22對枕梁1起到補強的作用，提高整個枕梁1的承載能力。在每個 型材la、lb中分別設(shè)置加強筋板，可以方便枕梁1的焊接操作，在保證補強作用的同時，降 低加工難度，提高生產(chǎn)效率。
[0048] 下面詳細描述枕梁的焊接安裝過程：
[0049] (1)兩個π形結(jié)構(gòu)的鋁合金型材la、lb上分別焊接四個加強筋板21和加強筋板 22,加強筋板21和加強筋板22焊接采用坡口焊。
[0050] (2)在鋁合金型材la、Ib上根據(jù)二系彈簧安裝孔18和中心銷安裝孔19的安裝位 置焊接三塊加強鋁板20,加強鋁板20首先與型材Ib角焊連接，待型材la、Ib進行對接焊接 后，加強鋁板20與型材Ia再通過塞焊連接。
[0051] (3)將兩個II形結(jié)構(gòu)的鋁合金型材la、lb進行對接焊接，其中，兩個型材la、lb中 的上板4a和上板4b對接處的對接接頭7a插接在一起，在對接接頭7a處垂向上為正公差 配合，公差為I ±0. 5mm。
[0052] 同樣，兩個型材la、lb中的下板5a和下板5b對接處，具有相互插接的對接接頭 7b，在對接接頭7b處垂向上為正公差配合，公差為1±0. 5mm。
[0053] 兩個型材la、Ib的對接連接采用對接坡口焊，焊后磨平，型材la、Ib自帶焊接墊板 8a 和 8b。
[0054] (4)在枕梁1的下表面上機械加工出兩個二系彈簧安裝孔18、一個中心銷安裝孔 19及兩個工藝缺口 11。
[0055] (5)在上蓋板4上焊接固定十二個縱向連接筋板9。
[0056] (6)在下蓋板5的四個角處采用對接坡口焊焊接翼板14,在翼板14的上表面與枕 梁1之間焊接連接板15,翼板14的下表面上焊接兩個牽引拉桿座16。
[0057] (7)將枕梁1的下蓋板5、翼板14與底架邊梁2焊接固定，利用工藝缺口 11，將上 蓋板4、內(nèi)部的腹板6與底架邊梁2焊接在一起。
[0058] (8)在工藝缺口 11內(nèi)焊接支撐板13,工藝缺口 11與補板12的連接處，加工有V 型坡口及焊接墊板，在工藝缺口 11處焊接一塊補板12,將工藝缺口 11封堵。
[0059] (9)將地板型材3與十二個縱向連接筋板9焊接連接。
[0060] 如上所述，結(jié)合附圖所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫 離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單 修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，包括上蓋板、下蓋板及連接在上蓋板與下蓋板之間呈垂向的 多塊腹板，其特征在于：在兩側(cè)的所述腹板的外側(cè)分別固定安裝有多個與所述腹板垂直的 用于與地板型材連接的縱向連接筋板。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述縱向連接筋板的頂邊包 括兩部分，其內(nèi)側(cè)部分與所述上蓋板的下表面固定連接，外側(cè)部分與所述地板型材的下表 面固定連接，所述外側(cè)部分高于所述內(nèi)側(cè)部分并與所述上蓋板的上表面處于同一水平面。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述縱向連接筋板的頂邊的 內(nèi)側(cè)部分與外側(cè)部分斷開，并在斷開處設(shè)置第一工藝豁口。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述枕梁包括一對鋁合金型 材，每個所述型材是由上板、下板及中間的兩塊腹板組成的π:形結(jié)構(gòu)，兩個所述型材的上 板和下板分別對接焊接形成所述上蓋板及下蓋板。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：兩個所述型材的上板之間和 下板之間的對接面在垂向上為正公差配合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述下蓋板與底架邊梁焊接 的四個角處各設(shè)置一塊翼板，所述翼板與所述下蓋板焊接固定連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：在所述翼板的上表面上焊接 固定有至少一塊連接板，所述連接板的底邊與所述翼板及下蓋板的上表面焊接固定，所述 連接板的側(cè)邊與所述腹板焊接固定，所述連接板的頂邊與所述上蓋板的下表面焊接固定。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：在所述下蓋板的兩端與底架 邊梁焊接的部位設(shè)置用于焊接內(nèi)部的工藝缺口，所述工藝缺口處焊接一塊用于封堵的補 板。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：在所述補板的上表面上焊接 固定有至少一塊支撐板。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金枕梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：在所述下蓋板上設(shè)置有二系 彈簧安裝孔、中心銷安裝孔，在二系彈簧安裝孔、中心銷安裝孔的內(nèi)側(cè)焊接固定一加強金屬 板。
【文檔編號】B61F1-00GK204279466SQ201420671295
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