專利名稱：適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路貨車用的中梁結(jié)構(gòu)，適應(yīng)于集重能力大的車體，可使車輛的集重能力從70t級提升到80t或90t級。
背景技術(shù)：
隨著“速、密、重”并舉的跨越式發(fā)展，鐵路貨車實現(xiàn)了 60t級向70t級的技術(shù)提升，并向著80t級乃至90t級發(fā)展，車輛性能要求越來越高。并且，為充分發(fā)揮鐵路運輸距離長、耗能低的優(yōu)點以推進物流產(chǎn)業(yè)的進步，鐵路貨車的適載范圍也在不斷擴大，諸如發(fā)電機轉(zhuǎn)子、大型鋼卷等高密度的貨物不斷進入鐵路運輸?shù)姆懂?，這就對鐵路貨車的集重能力提出了較高的要求，既有鐵路貨車的集重能力70t/5m已不能滿足要求，集重能力需要向 80t/5m、乃至 90t/5m 發(fā)展。鐵路貨車車體主要承載部件有中梁組成、側(cè)梁組成和枕梁組成，其中中梁組成作為車體的主骨干，承擔(dān)了車輛60% 70%的載重，是車體的核心部件，其結(jié)構(gòu)強度直接影響車輛載重和集重的性能?？v觀集重能力較大的既有鐵路貨車的中梁結(jié)構(gòu)，多采用2片H 型鋼與板材焊接的箱型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的截面系數(shù)大，具有較大的剛度和強度，但是這種典型結(jié)構(gòu)的擴大受到諸多因素限制。首先，因受冶金技術(shù)、成型技術(shù)影響，中梁型鋼的材料性能等級提高不大，材料屈服極限最大只能達到450MPa，通過材料的提升來提高中梁性能不具有可行性。其次，中梁端部的間距作為連接車輛用的車鉤緩沖裝置的套口，其值是固定的 350mm，該間距較小則會與中梁隔板焊接所需操作空間形成矛盾。若采用更大高度的H型鋼，因受軋制成型影響，H型鋼翼邊寬度勢必要增大，2片中梁的翼邊間距不能保證隔板焊接的操作空間，所以既有車輛的H型鋼截面高度最大值只能達到700mm。針對型鋼的局限，既有車輛的中梁組成有全用鋼板拼焊的形式，但這種方式焊接變形的影響難以控制，且對焊縫質(zhì)量、工裝設(shè)備的要求非常嚴(yán)格，制造工藝難度大。另外，一味增大截面高度還會侵入下部限界，否則需要提高車輛承載面高度，造成重心上移，對車輛的運行品質(zhì)不利。受中梁強度和剛度的局限，既有貨車只能相應(yīng)增大側(cè)梁截面來提高車體的整體剛度，往往側(cè)梁與中梁截面一樣高，造成的問題就是側(cè)梁下部距限界的空間太小，不便于列檢人員進入車下檢查，對列檢工作的效率影響較大，成為集重大的鐵路貨車的典型問題。綜上所述，為提高鐵路貨車的集重能力，必須提高中梁的截面性能，需要在克服可用材料的局限性、保證中梁結(jié)構(gòu)固有特性的前提下，增大中梁抗彎、抗扭能力以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并解決運用問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明目的是提供一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，采用增大2片H型鋼間距、增大型鋼截面高度的方式來保證中梁焊接，提高中梁截面性能，同時采用嵌套式雙腹板牽引梁來保證車鉤緩沖裝置的套口尺寸要求，使得中梁仍具有固定結(jié)構(gòu)特性，又具有較大的剛度和強度，滿足車體集重能力提高的要求。具體講，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400 600mm，通過中梁隔板連接；所述中梁魚腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。所述內(nèi)牽引梁的頂面與中梁上翼邊的下平面焊接，所述內(nèi)牽引梁的下翼邊與中梁下翼邊焊接。所述內(nèi)牽引梁上固定有前從板座和后從板座。在所述中梁腹板上，將對應(yīng)前從板座和后從板座的位置分別掏空，一從板座孔加強梁，一端與內(nèi)牽引梁焊接，另一端穿過掏空的腹板，在外側(cè)與中梁腹板焊接。在所述內(nèi)牽引梁里側(cè)終端，設(shè)置一枕中隔板，所述枕中隔板連接于中梁兩腹板間， 與腹板外側(cè)的車體枕梁位置對應(yīng)。所述枕中隔板及中梁底部連接一心盤墊板，心盤墊板上安裝心盤。在心盤墊板和中梁上連接一枕后心盤加強板。對應(yīng)車體枕中位置，在所述中梁上翼邊覆蓋枕中連接板。在所述中梁魚腹部上翼邊間覆蓋上蓋板，下翼邊間覆蓋下蓋板組成箱型結(jié)構(gòu)。所述中梁端部的下翼邊切除。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由兩根魚腹型H型鋼中梁和嵌套帽型內(nèi)牽引梁組焊成嵌套式雙腹板中梁結(jié)構(gòu)，兩根魚腹型H型鋼中梁的腹板間距可擴大到400 600mm，實現(xiàn)了較寬翼邊的大型型鋼做中梁，保證了中梁隔板焊接的操作空間，大型型鋼的中梁組焊可使中梁獲得較大的剛度和強度，適應(yīng)80t或90t級集重能力的鐵路貨車；由嵌套帽型鋼內(nèi)牽引梁實現(xiàn)了 350mm車鉤緩沖裝置的安裝套口。2、魚腹型中梁由截面高度700mm以上的大型熱軋H型鋼切制成魚腹形，保證中梁中部高截面以使中梁獲得高剛度的同時，又使其端部截面滿足地板面高和轉(zhuǎn)向架高的雙重限制，中梁截面的有效過渡實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)應(yīng)力的過渡，消除了絎架結(jié)構(gòu)截面變化處的焊縫，緩解應(yīng)力集中水平，使中梁受力均勻，可提高中梁主體的質(zhì)量和壽命。3、內(nèi)牽引梁上鉚接前從板座和后從板座，將中梁腹板對應(yīng)前從板座和后從板座處掏空，掏空面積足夠前從板座和后從板座與內(nèi)牽引梁的鉚接空間，并且鑲制門框型從板座孔加強梁，連接內(nèi)外腹板，實現(xiàn)了牽引梁雙腹板的連接， 部分縱向力可通過從板座孔加強梁傳遞到中梁腹板，縱向力在雙腹板作用下可消除牽引梁的應(yīng)力集中，改善牽引梁的受力狀況。4、內(nèi)牽引梁縱向終止到枕中隔板，枕中段采用個枕中隔板連接魚腹型中梁的腹板內(nèi)側(cè)，使得部分縱向力可通過枕中隔板傳遞到外腹板。5、枕中隔板與心盤墊板、枕中連接板一起連接中梁，形成箱型結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)了垂向的心盤支撐，又為橫向的車體枕梁結(jié)構(gòu)連接貢獻了強大的結(jié)點，保證了垂向、橫向、縱向力合成點的足夠強度。6、中梁魚腹部由中梁腹板、中梁隔板、中梁下蓋板、中梁上蓋板組焊成箱型結(jié)構(gòu)，因而具有較大的垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)剛度。7、中梁的兩端，外側(cè)下翼邊可部分切除以滿足轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動的操作需求。


圖1為本發(fā)明立體示意圖(取消中梁下蓋板)；
圖2為本發(fā)明主視示意圖；圖3為本發(fā)明俯視示意圖；圖4為中梁端部與內(nèi)牽引梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為從板座孔加強梁安裝示意圖；圖6為枕中隔板安裝示意圖(取消一根魚腹型H型鋼中梁)；圖7為中梁枕中部結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為中梁上蓋板和枕中連接板安裝示意圖；圖9為中梁魚腹部橫截面示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的描述。如圖1 3所示，本發(fā)明包括由兩根H型鋼所做的魚腹型中梁1，位于中梁兩端腹板內(nèi)的內(nèi)牽引梁2，固定在內(nèi)牽引梁上的前從板座3、后從板座4和從板座孔加強梁5，位于內(nèi)牽引梁2后方中梁腹板內(nèi)的枕中隔板6和心盤墊板7，安裝在心盤墊板上的上心盤8和枕后心盤加強板9，以及位于中梁上翼邊間的枕中連接板10，位于中梁中部腹板內(nèi)的中梁隔板11，位于中梁頂部的上蓋板12、底部的下蓋板13。魚腹型中梁1由截面高度700mm以上的大型熱軋H型鋼切制成魚腹型，其中，中部截面高度不變，成為魚腹部，向兩端逐漸變低經(jīng)枕中部，最后形成牽引部，牽引部內(nèi)側(cè)的下翼邊切除，使得整根中梁看起來像是魚腹形狀。兩根相同魚腹型中梁1并排放置，其腹板內(nèi)側(cè)間距可根據(jù)強度要求、型鋼翼面寬度和車輛零部件布局控制在400 600mm之間。在牽引部腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置一“幾”字型嵌套內(nèi)牽引梁2。內(nèi)牽引梁2為冷彎或熱軋鋼， 內(nèi)牽引梁2的兩腹板內(nèi)側(cè)間距為固定的350mm，滿足車輛車鉤緩沖裝置的套口要求。如圖4 所示，內(nèi)牽引梁2的頂面與中梁牽引部上翼邊的下平面焊接在一起，內(nèi)牽引梁2的下翼邊與中梁1的下翼邊對接焊，因而，中梁的牽引部與內(nèi)牽引梁形成了嵌套式雙腹板牽引梁結(jié)構(gòu)。 這種形式的嵌套式雙腹板牽引梁具有較大的抗沖擊能力，可承受大載重貨車運行中產(chǎn)生的更大的縱向牽引和縱向沖擊力。在內(nèi)牽引梁2的內(nèi)側(cè)布置車輛牽引、緩沖裝置所需的前從板座3和后從板座4，并采用鉚接形式使前從板座3和后從板座4與內(nèi)牽引梁2固定為一體。為了增強內(nèi)、外牽引梁的連接強度，并實現(xiàn)從板座鉚接作業(yè)空間需求，在中梁牽引部腹板上，將對應(yīng)前從板座3 和后從板座4的位置掏空，并在掏空腹板邊緣鑲制門框型的從板座孔加強梁5，從板座孔加強梁5的一端與內(nèi)牽引梁2焊固，另一端穿過掏空的腹板，在外側(cè)與中梁牽引部腹板焊固。 從板座孔加強梁5與內(nèi)、外牽引梁的位置關(guān)系可見圖5所示。內(nèi)牽引梁2在縱向方向的長度終止于最外端的枕中隔板6，枕中隔板6連接于中梁1的兩腹板內(nèi)側(cè)，與腹板外側(cè)的車體枕梁結(jié)構(gòu)的腹板對齊，如圖6所示，枕中隔板6在中梁的兩端各設(shè)置2個，共4個。設(shè)置枕中隔板6的位置也即中梁魚腹部與牽引部間的枕中部，如圖7，是車體枕梁與中梁組成交接的位置，該段是縱向力向橫向傳遞、垂向力向牽引梁傳遞的結(jié)點。大載重貨車運行中產(chǎn)生的縱向牽引和縱向沖擊力一路從前從板座3或后從板座4向內(nèi)牽引梁2、枕中隔板6，繼而向中梁1、車體枕梁、側(cè)梁傳遞；一路通過從板座孔加強梁5直接向中梁1，繼而向車體枕梁、側(cè)梁傳遞?？v向力傳遞發(fā)散的結(jié)構(gòu)有利于避免中梁牽引梁的局部應(yīng)力集重，保證結(jié)構(gòu)的運用可靠性。如圖1所示，枕中隔板6及中梁底部連接心盤墊板7，心盤墊板7作為上心盤8的座板，通過鉚接形式使上心盤8固定在心盤墊板7上。上心盤8與轉(zhuǎn)向架下心盤配合，實現(xiàn)車體在轉(zhuǎn)向架上的定位、傳力。為配合上心盤的支撐，并增加魚腹型中梁1在魚腹變化部位的局部強度，在上心盤處增設(shè)有枕后心盤加強板9，分左、右兩塊連接心盤墊板7和中梁1。 對應(yīng)枕中位置，在中梁1上翼邊間設(shè)置枕中連接板10，如圖8所示，使得中梁枕中部由中梁 1、枕中隔板6、心盤墊板7及枕中連接板10—起形成箱型結(jié)構(gòu)，增加了中梁枕中結(jié)構(gòu)的連接強度，提高了中梁該位置的抗扭、抗菱變形。在中梁魚腹部，兩腹板間設(shè)置有多個中梁隔板11，上翼邊間設(shè)置中梁上蓋板12， 下翼邊間設(shè)置中梁下蓋板13組成箱型結(jié)構(gòu)，如圖9所示，增強中梁垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)剛度， 使中梁具有足夠的強度和剛度以承受牽引梁傳遞來的縱向力，并承受側(cè)梁、枕梁及各橫向梁傳遞來的集裝箱載重的垂向作用力。在魚腹端，兩根中梁1的外側(cè)下翼邊可部分切除以滿足轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動的操作需求。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400 600mm，通過中梁隔板連接；所述中梁魚腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。
2.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于所述內(nèi)牽引梁的頂面與中梁上翼邊的下平面焊接，所述內(nèi)牽引梁的下翼邊與中梁下翼邊焊接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于所述內(nèi)牽引梁上固定有前從板座和后從板座。
4.如權(quán)利要求3所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于在所述中梁腹板上，將對應(yīng)前從板座和后從板座的位置分別掏空，一從板座孔加強梁，一端與內(nèi)牽引梁焊接，另一端穿過掏空的腹板，在外側(cè)與中梁腹板焊接。
5.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于在所述內(nèi)牽引梁里側(cè)終端，設(shè)置一枕中隔板，所述枕中隔板連接于中梁兩腹板間，與腹板外側(cè)的車體枕梁位置對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于所述枕中隔板及中梁底部連接一心盤墊板，心盤墊板上安裝心盤。
7.如權(quán)利要求6所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于在心盤墊板和中梁上連接一枕后心盤加強板。
8.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于對應(yīng)車體枕中位置，在所述中梁上翼邊覆蓋枕中連接板。
9.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于在所述中梁魚腹部上翼邊間覆蓋上蓋板，下翼邊間覆蓋下蓋板組成箱型結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于所述中梁端部的下翼邊切除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適應(yīng)大集重能力的鐵路貨車用中梁組成，其特征在于它包括兩根由H型鋼做成的魚腹型中梁，中梁兩腹板內(nèi)側(cè)間距為400～600mm，通過中梁隔板連接；所述中梁魚腹部截面高度在700mm以上，向兩端逐漸降低，在中梁兩端部的腹板間內(nèi)嵌“幾”字型內(nèi)牽引梁，所述內(nèi)牽引梁的內(nèi)側(cè)間距為350mm。本發(fā)明由兩根魚腹型H型鋼中梁和嵌套帽型內(nèi)牽引梁組焊成嵌套式雙腹板中梁結(jié)構(gòu)，兩根魚腹型H型鋼中梁的腹板間距可擴大到400～600mm，實現(xiàn)了較寬翼邊的大型型鋼做中梁，保證了中梁隔板焊接的操作空間，大型型鋼的中梁組焊可使中梁獲得較大的剛度和強度，適應(yīng)80t或90t級集重能力的鐵路貨車；由嵌套帽型鋼內(nèi)牽引梁實現(xiàn)了350mm車鉤緩沖裝置的安裝套口。
文檔編號B61F1/02GK102358311SQ20111027921
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者蘭葉, 關(guān)雪梅, 孫曉云, 廖小平, 徐海濤, 王武建 申請人:南車二七車輛有限公司