[發明專利]軌道車輛枕梁及其加工方法

有效

• 申請號: 201110334994.7
• 申請日: 2011-10-30
• 公開（公告）號: CN103085832A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 鐘元木;周建樂;劉龍璽;田愛琴;楊基宏;顧玉林
• 申請（專利權）人: 南車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B61F5/52
• 分類號: B61F5/52
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 陳磊

技術領域

本發明涉及一種應用于軌道車輛的枕梁及其加工方法，屬于軌道交通與機械制造領域。

背景技術

隨著國內城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于構成車體主要部件的枕梁提出了更高的設計和使用要求。

應用于輕軌列車、地鐵的枕梁是連接、承載車體與轉向架的關鍵部件，也是車體和轉向架之間驅動力傳輸的主要部件。現有枕梁普遍地采用碳鋼焊接結構，因為考慮到碳鋼的腐蝕需要給碳鋼板留出足夠的腐蝕余量，從而增大了枕梁自身的重量，不利于車體輕量化設計和提高車輛運行速度。

而且采用碳鋼材質的枕梁，待焊接完成后還需噴涂油漆以進行防腐蝕處理，加工工藝也較復雜，加工周期較長。

經過更為深入地研究，枕梁的下蓋板主要承受車輛的縱向力和垂向力，因此下蓋板與其焊接的筋板在連接處應力集中比較嚴重。加之枕梁與車體底架的牽引梁、邊梁連接后的應力也較為集中，因此更易于造成枕梁應力損壞而縮短其使用壽命。

再者，枕梁與其他部件(如波紋地板)的連接結構也較為復雜，從而造成車下安裝空間的緊張，不利于實現車下設備與部件的緊湊設計與布局。

有鑒于此，特提出本專利申請。

發明內容

本發明所述的軌道車輛枕梁及其加工方法，其目的在于解決上述現有技術存在的問題而采取激光焊工藝將枕梁整體地加工成中空的口型箱型結構，從而有效地實現輕量化設計的同時，保證其整體的結構剛度和連接強度。

另一發明目的是，在保證結構剛度與連接強度的前提下，枕梁整體采用不銹鋼材質以徹底解決腐蝕問題，去除后續的噴涂油漆工序，提高整體加工效率。

發明目的還在于，采用不銹鋼材質而無需預留出足夠的腐蝕余量，顯著降低枕梁自身重量，以利于車體輕量化設計和提高運行速度。

還可實現的發明目的是，采用激光焊接工藝，以提高加工速度、減少焊接熱輸入量，以利于控制枕梁焊接后的變形問題。

為實現上述發明目的，所述的軌道車輛枕梁加工方法是：

枕梁包括有上蓋板、下蓋板和連接在上蓋板和下蓋板垂向之間的兩側腹板。與現有技術的區別之處在于，在腹板與上蓋板、下蓋板之間的T型焊縫，進行激光焊焊接而將枕梁加工成整體為中空口型的箱型結構。

如上述基本方案特征，通過激光焊分別地焊接腹板、上蓋板和下蓋板，所構成中空口型的箱型結構，能夠從整體上保證并兼顧枕梁的輕量化與結構強度、剛度使用要求。

并且，由于采用激光焊接工藝，能夠顯著地提高焊接加工速度、焊接熱輸入量較少，上述枕梁中所有的焊縫均采用激光焊接。

為進一步地提高上述枕梁整體結構的局部強度、剛度和承載能力，針對下蓋板可采取的改進措施是，在與腹板焊接前，在牽引銷座板的兩側端，分別采用激光焊對接一空簧座板而將下蓋板加工成一體式結構。

為形成上下蓋板之間更為優化的局部剛度與承載設計，可在上蓋板與下蓋板垂向之間、兩側腹板橫向之間，焊接數個增加局部剛度的筋板；上蓋板與筋板通過激光焊，采用釘子接頭穿透焊的方式進行焊接。

從減少連接部件自身重量的角度考慮，可在腹板和筋板上，分別開設有數個長圓孔。

進一步地改進措施是，可在牽引銷座板上，設有數個用于消除應力集中和便于激光焊的凸筋；凸筋與筋板底部具有對應的、與水平面夾角為α的斜面，沿此斜面將牽引銷座板與筋板進行激光焊對接。

由此，先直接在牽引銷座板上整體地加工出數個凸筋，凸筋與牽引銷座板之間可采取圓弧角過渡，再在凸筋上面焊接筋板即可消除筋板和牽引銷座板之間的應力集中的問題，而且也有利于實現二者之間的激光焊接。

針對上下蓋板自身重量的優化補充設計是，在上蓋板和下蓋板的側部，分別設置有數個內凹部，而且也能有效地利用內凹部降低枕梁與牽引梁、邊梁等連接部位的應力集中。

而且，可在下蓋板的兩側端部，分別焊接抗側滾減振器安裝座和垂向減振器安裝座。

為從根本上解決腐蝕問題的發生，構成枕梁的腹板、上蓋板、筋板、牽引銷座板、空簧座板、抗側滾減振器安裝座和垂向減振器安裝座均采用不銹鋼材料。枕梁采用激光焊接不銹鋼板，有效地解決不銹鋼板易變形問題，即激光焊接可控制不銹鋼板的焊接變形。

基于本發明的設計構思和上述激光焊接加工方法，還可實現下述內容的軌道車輛枕梁結構改進：

枕梁包括有上蓋板、下蓋板和連接在上蓋板和下蓋板垂向之間的兩側腹板；通過對腹板與上蓋板、下蓋板之間的T型焊縫進行激光焊焊接而形成中空口型的箱型結構。

所述的下蓋板，具有激光焊對接而成的牽引銷座板、及其兩側端的空簧座板。