專利名稱：一種罐車牽枕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路罐車牽枕。
背景技術(shù)：
目前，我國現(xiàn)有的數(shù)萬輛鐵路罐車牽枕結(jié)構(gòu)中均采用了枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)，如圖1 和圖2所示，其位于由兩乙字鋼組焊而成的牽引梁和上心盤之間，其在結(jié)構(gòu)上存一個折彎區(qū)域，搭接焊在和枕梁下側(cè)蓋板底面。由于軌道不平順的激勵，鐵路罐車在承受復雜的動載荷作用，罐車牽枕結(jié)構(gòu)承受復雜的動應力。枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)由于位于由兩乙字鋼組焊而成的牽引梁和上心盤之間， 以罐車車體浮沉工況為例，轉(zhuǎn)向架的垂向振動通過下心盤傳遞給上心盤，再通過枕梁下中蓋板傳遞給牽引梁、一體式后從板座及心盤座、枕梁下側(cè)蓋板，枕梁下中蓋板處于動載荷的直接傳遞路徑上，自身承受交變的動應力，受力狀況較為惡劣。枕梁下中蓋板由于在結(jié)構(gòu)上存在折彎區(qū)域，在實際的生產(chǎn)制造過程中，給牽枕組對和自身的受力都帶來了不利的影響。長期以來，這種影響并沒有被認識到，在結(jié)構(gòu)上一直沿用原來的設(shè)計。一種影響是折彎區(qū)域的存在影響枕梁下中蓋板和牽引梁在組對之后的對稱度，主要是由于折彎并不是一個精密成型的加工工藝，同一枕梁下中蓋板兩側(cè)的折彎存在較大的對稱度誤差；同時用來和枕梁下中蓋板組對的牽引梁是由兩乙字鋼組焊而成的，乙字鋼下翼面存在的寬度誤差也會影響組對后的對稱度。這兩個主要因素會導致枕梁下中蓋板組對在乙字鋼下翼面上后相對于牽引梁并不對稱(對稱度公差大的近20mm)，使得牽引梁一側(cè)的乙字鋼下翼面和枕梁下中蓋板之間產(chǎn)生局部間隙，如圖3所示。細致的結(jié)構(gòu)受力有限元計算研究和強度試驗研究結(jié)果表明，這種局部間隙的存在對于枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)的受力影響顯著影響枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)將上心盤傳遞的動載荷傳遞到剛度較大乙字鋼下翼面及枕梁組成的枕梁下側(cè)蓋板上去，枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)自身承受由于間隙的存在而無法傳遞的動載荷，在折彎區(qū)域承受交變的動應力。研究結(jié)果表明，當枕梁下中蓋板和枕梁下側(cè)蓋板接觸狀態(tài)良好時，枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)的應力水平在60Mpa左右，出現(xiàn)在折彎區(qū)域附近；而局部間隙較大時，枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)的應力水平在167Mpa左右，出現(xiàn)在折彎區(qū)域附近，明顯高于前者。第二種不利影響是枕梁下中蓋板的折彎區(qū)域是通過在數(shù)控折彎機床上通過折彎加工工藝實現(xiàn)的，折彎加工工藝是一種塑性成型工藝，會導致在折彎區(qū)域存在殘余應力，由于是向上折彎，對于枕梁下中蓋板而言，在下表面會承受殘余拉應力作用，開展的殘余應力測試結(jié)果表明，殘余拉應力的數(shù)值接近于lOOMpa，對于承受交變應力的枕梁下中蓋板而言， 折彎區(qū)域存在較大的殘余應力相當于增加了其所承受的平均應力數(shù)值，降低了結(jié)構(gòu)的承載能力，對結(jié)構(gòu)的疲勞強度不利。第三種不利影響是由于折彎加工時制造誤差和折彎后板材的回彈等種種因素， 枕梁下中蓋板折彎半徑的準確性難以精確保證，導致枕梁下中蓋板和枕梁下側(cè)蓋板在組焊時會存在較大的間隙，在組焊時為減小間隙，不得不使用工裝使枕梁下中蓋板再向上彎曲， 如圖4所示，進一步加劇了枕梁下中蓋板在折彎區(qū)域附近的受力。同時，現(xiàn)有的鐵路罐車枕梁下中蓋板板厚均為10mm，材質(zhì)均為0345A，自身的強度儲備不足。以上各種不利的影響增加了罐車牽枕結(jié)構(gòu)失效的風險，導致部分鐵路罐車在運用中于枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)折彎區(qū)域附近出現(xiàn)沿車體縱向的貫通疲勞裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的罐車枕梁下中蓋板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞裂紋的問題，本發(fā)明提供了一種罐車牽枕。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種罐車牽枕，包括牽引梁以及設(shè)置于牽引梁下方的枕梁下側(cè)蓋板和枕梁下中蓋板；所述枕梁下側(cè)蓋板設(shè)置于枕梁下中蓋板的兩側(cè)； 其特殊之處在于所述枕梁下中蓋板設(shè)置為平板結(jié)構(gòu)。上述枕梁下側(cè)蓋板在靠近牽引梁的折彎區(qū)域設(shè)置有縱向加強筋板。上述枕梁下中蓋板的厚度為10 16mm。上述枕梁下中蓋板的材質(zhì)為Q450NQR1。上述枕梁腹板與枕梁下中蓋板的結(jié)構(gòu)相適配。本發(fā)明的罐車牽枕具有以下優(yōu)點1、消除了牽引梁一側(cè)的乙字鋼下翼面和枕梁下中蓋板之間的局部間隙，提高了結(jié)構(gòu)的疲勞強度可靠性。2、消除了原結(jié)構(gòu)存在的折彎殘余應力，提高了結(jié)構(gòu)的疲勞強度可靠性。3、解決了原有結(jié)構(gòu)在焊接枕梁下中蓋板和枕梁下側(cè)蓋板組焊時存在的強力組裝問題。4、提高了枕梁下中蓋板的強度儲備。5、結(jié)構(gòu)簡單，可以適應現(xiàn)有鐵路罐車生產(chǎn)設(shè)備和工藝。


圖1-4為現(xiàn)有技術(shù)牽枕結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的A向視圖；圖7為本發(fā)明的枕梁下中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的加強筋結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見圖5、6和7，本發(fā)明涉及的一種罐車牽枕，其較優(yōu)的實施方式是該牽枕包括端梁1、設(shè)置于端梁1中部且與端梁1垂直的牽引梁8、垂直設(shè)置與端梁1兩端的側(cè)梁2 ；側(cè)梁2與端梁1連接；側(cè)梁2的另一端設(shè)置有與端梁1平行設(shè)置的枕梁腹板5 ；枕梁腹板5的中段還設(shè)置有枕梁支撐板6 ；—體式從板座及心盤座12設(shè)置于牽引梁8靠近中部的空腔中；前從板座11設(shè)置于牽引梁8內(nèi)空腔中靠近端梁1的位置；在枕梁腹板5與側(cè)梁2連接的一端設(shè)置有側(cè)管支柱4以及用于固定、連接的連接板3 ；牽引梁8下方設(shè)置有枕梁下中蓋板10以及在枕梁下中蓋板10兩側(cè)分別設(shè)置有與枕梁腹板5連接的枕梁下側(cè)蓋板7。牽引梁8采用乙字鋼，以其下翼面為定位基準，保證下翼面的平面度，枕梁下中蓋板10安放在乙字鋼下翼面上，上心盤12安放在枕梁下中蓋板上。本發(fā)明的枕梁下中蓋板10設(shè)置為平板結(jié)構(gòu)，且相應調(diào)整枕梁下側(cè)蓋板7以及枕梁腹板5的結(jié)構(gòu)與枕梁下中蓋板10的結(jié)構(gòu)相適配。本發(fā)明的枕梁下中蓋板10的厚度可設(shè)置到10 16mm，另外提升其材質(zhì)為 Q450NQR1，具有更好的強度儲備和低溫韌性。參見圖8，本發(fā)明的枕梁組成結(jié)構(gòu)，由連接板3、側(cè)管支柱4、枕梁腹板5、枕梁支撐板6、枕梁下側(cè)蓋板7組成，側(cè)管支柱4的結(jié)構(gòu)可以是側(cè)管，也可以是側(cè)蓋板等多種形式，本發(fā)明的枕梁下側(cè)蓋板7上與牽引梁8連接的彎折處還可以設(shè)置有縱向加強筋13，加強枕梁的強度與支撐能力；縱向加強筋13可以與枕梁下側(cè)蓋板7垂直設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種罐車牽枕，包括牽引梁以及設(shè)置于牽引梁下方的枕梁下側(cè)蓋板和枕梁下中蓋板；所述枕梁下側(cè)蓋板設(shè)置于枕梁下中蓋板的兩側(cè)；其特征在于所述枕梁下中蓋板設(shè)置為平板結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐車牽枕，其特征在于所述枕梁下側(cè)蓋板在靠近牽引梁的折彎區(qū)域設(shè)置有縱向加強筋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的罐車牽枕，其特征在于所述枕梁下中蓋板的厚度為10 16mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的罐車牽枕，其特征在于所述枕梁下中蓋板的材質(zhì)為 Q450NQR1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐車牽枕，其特征在于所述枕梁腹板與枕梁下中蓋板的結(jié)構(gòu)相適配。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種罐車牽枕，包括牽引梁以及設(shè)置于牽引梁下方的枕梁下側(cè)蓋板和枕梁下中蓋板；所述枕梁下側(cè)蓋板設(shè)置于枕梁下中蓋板的兩側(cè)；枕梁下中蓋板設(shè)置為平板結(jié)構(gòu)；本發(fā)明的罐車牽枕消除了牽引梁一側(cè)的乙字鋼下翼面和枕梁下中蓋板之間的局部間隙，提高了結(jié)構(gòu)的疲勞強度可靠性，消除了原結(jié)構(gòu)存在的折彎殘余應力，提高了結(jié)構(gòu)的疲勞強度可靠性，解決了原有結(jié)構(gòu)在焊接枕梁下中蓋板和枕梁下側(cè)蓋板組焊時存在的強力組裝問題，提高了枕梁下中蓋板的強度儲備。
文檔編號B61D5/06GK102485566SQ20101056884
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者何遠新, 侯軍, 馮毅, 周建輝, 張英華, 拜雪玲, 朱英波, 李照明, 王華龍, 祁揚, 鄭繼承, 郭小鋒, 金耀輝, 韓志堅 申請人:西安軌道交通裝備有限責任公司