[實用新型]一種新型車架

有效

• 申請號: 201420540837.0
• 申請日: 2014-09-20
• 公開（公告）號: CN204150110U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 曲芳;梁志強;明向蘭
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: B62D21/00
• 分類號: B62D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及的是一種新型車架，具體地說是采用8#普通槽鋼替換原10#異型槽鋼作為1t固定式礦車車架的縱梁，并在縱梁與軸卡接觸的位置處焊接筋板，來減輕車架質量并增加車架的強度。

背景技術

對于1t固定式礦車來說，車架是整個礦車的主要承載部件，礦車的其他組成部分都安裝在車架上，整個設備運輸效率的高低都取決于車架。車架在運行過程中除承受車箱及貨載的重量以外，還要承受很大的沖擊、振動等附加動載荷。因此，車架應該具有足夠的強度、剛度和抗疲勞性能，在滿足礦車的機械強度和使用壽命的前提下，優化車架的結構和性能參數，降低車架自身的質量，從而提高整個礦車的提升和運輸效率。

以1t固定式礦車作為研究對象，在詳細了解礦車結構組成和特征參數的基礎上，對礦車車架在典型工況下的受力進行分析。同時，借鑒道路交通運輸車輛以及軌道交通運輸車輛輕量化的思想，提出了一種礦車車架的高強化、輕量化的改進方法，并利用有限元分析軟件ANSYS對車架進行研究，得出改進后的車架與原車架的分析結果。最終確定了以8#普通槽鋼加強后來替換原10#異型槽鋼，為井下作業礦車提供輕量化、高強化的途徑，為1t固定式礦車車架的實用性設計提供有益參考。

發明內容

本實用新型的目的在于：通過借鑒交通運輸車輛車架輕量化的成功經驗，改變1t固定式礦車車架的零部件結構，進而實現車架的高強化和輕量化。

由于現有的1t固定式礦車車架縱梁一般采用的是異型槽鋼，異型槽鋼腹板較厚，沖擊韌性較強，有助于增加車箱與槽鋼之間的接觸面積，便于礦車車箱與縱梁的焊接。但與普通槽鋼相比，同型號的異型槽鋼比普通槽鋼質量要大，成本要高。且對于1t固定式礦車的車架，其具有足夠的強度和剛度儲備，可以在滿足強度和剛度要求的前提下進行輕量化。

本實用新型的目的是這樣實現的：

由于車架縱梁與軸卡接觸處應力最大，強度最弱，是要進行加強的部位，如圖1所示。因此選擇8#普通槽鋼替換原10#異型槽鋼作為車架縱梁，并在距離縱梁端面400mm(縱梁與軸卡接觸處)的位置分別焊接筋板來進行車架的局部加強，加強筋的位置如圖2所示。其中筋板長度為38mm，高度為64mm，厚度為5mm。

利用ANSYS分析軟件，對改進后的1t固定式礦車車架進行三維立體建模，劃分網格并施加載荷與約束，再進行有限元分析，得到改進后的車架與原車架的有限元分析結果對照表，如表1所示。根據車架縱梁的許用應力，求出車架所能承受的最大碰撞力137500N，如表1所示。

表1?改進后的車架與原車架的有限元分析結果對照表

由表1可以看出，改進后的車架由于槽鋼高度的減小使得礦車的重心降低，礦車的穩定性提高，同時使得車架質量減輕6.3kg，達到了輕量化的目的。且改進后的車架最大應力值93.316MPa，大于原車架縱梁的最大應力值68.165MPa，但小于車架的屈服強度195MPa。

改進后車架的最大變形量大于原車架縱梁的最大變形量0.37mm，但沒有超過1mm，變形量很微小。因此，采用此種新型礦車車架，能夠滿足強度儲備和輕量化的要求，建議井下生產一線的礦用車輛使用。

附圖說明

圖1是1t固定式礦車車架的結構圖，圖2是1t固定式礦車車架縱梁加強筋的位置圖。

具體實施方式

利用ANSYS分析軟件，對改進后的1t固定式礦車車架進行三維立體建模，劃分網格并施加載荷與約束，再進行有限元分析，得到改進后車架與原車架的有限元分析結果對照表，如表1所示。根據車架縱梁使用材料的許用應力，求出車架所能承受的最大碰撞力137500N，見表1。

表1改進后的車架與原車架的有限元分析結果對照表

由表1可以看出，改進后的車架由于槽鋼高度的減小使得礦車的重心降低，礦車的穩定性提高，同時使得車架質量減輕6.3kg，達到了輕量化的目的。且改進后的車架最大應力值93.316MPa，大于原車架縱梁的最大應力值68.165MPa，但小于車架的屈服強度195MPa。

改進后車架的最大變形量大于原車架縱梁的最大變形量0.37mm，但沒有超過1mm，變形量很微小。因此，采用此種改進后的新型礦車車架，能夠滿足強度儲備和輕量化的要求，因此建議井下生產一線的礦用車輛，采用8#普通槽鋼加強后替換原10#異型槽鋼作為車架縱梁，為礦車的實用性設計及其應用奠定理論基礎。