《構架以及具有該構架的軌道列車》是中車長春軌道客車股份有限公司於2016年4月6日申請的發明專利，該專利的申請號為2016202807062，公告號為CN205652143U，公告日為2016年10月19日，發明人是劉長青、姜朝勇、宋慶偉、張文康，該專利涉及軌道車輛轉向架結構技術領域。
《構架以及具有該構架的軌道列車》包括兩個側梁和設定在所述兩個側梁之間的兩個橫樑，每個所述側梁兩端的分別固定設定有一系彈簧座，其特徵在於，所述一系彈簧座為鑄件。所述一系彈簧座的頂部為一平板，所述平板的沿著其長度方向的一側，向下平滑地延伸形成一塊彎板；在所述彎板的下方為一箱體，所述箱體的底部為下蓋板，所述下蓋板沿著其寬度方向分別向兩側延伸；所述下蓋板的中心部位開設有安裝孔，所述平板的另一側為安裝板，所述安裝板的沿著其寬度方向分別向兩側延伸；在所述安裝板的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔，並設有安裝孔。
2018年12月20日，《構架以及具有該構架的軌道列車》獲得第二十屆中國專利銀獎。
（概述圖為《構架以及具有該構架的軌道列車》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：構架以及具有該構架的軌道列車
- 公告號：CN205652143U
- 公告日：2016年10月19日
- 申請號：2016202807062
- 申請日：2016年4月6日
- 專利權人：中車長春軌道客車股份有限公司
- 地址：吉林省長春市長客路2001
- 發明人：劉長青、姜朝勇、宋慶偉、張文康
- 分類號：B61F5/52（2006.01）I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 類別：實用新型專利
- 代理人：羅滿
專利背景,發明內容,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
轉向架分為動力轉向架和拖車轉向架，它是軌道車輛系統中最重要的組成部件之一，其結構設計是否合理直接影響車輛的運行品質，動力性能和安全性能。
為此，設計出的轉向架必需滿足如下要求：承載：承受轉向架以上各個部分的重量；導向：保證車輛安全地在軌道上運行；緩衝：緩和線路不平順對車輛的衝擊，保證車輛具有良好的運行平穩性：牽引（動力轉向架）：保證必要的軌道黏著，並把軌道接觸處產生的輪周牽引力傳遞給車體；制動：產生必要的制動力，使得車輛在規定距離減速或停車。
在轉向架中，其一系懸掛裝置又是它的一個重要部件，一系懸掛裝置設定在軸箱和構架之間，其主要作用在於緩和線路不平順對車輛的衝擊，保證運行穩定性和平穩性，並保證車輛通過曲線時使輪對迴轉靈活。
一系懸掛裝置是通過一系彈簧座固定在構架上，一系彈簧座承載了較大壓力，2016年4月前已有技術中的一系彈簧座採用折彎鋼板焊接製成，工藝性能較差，模組化程度較低，工人工作效率也低。
與此同時橫樑與側梁之間連線的部分，大多為橫樑直接插入側梁，造成側樑上載荷的應力巨大，長此以往容易造成安全隱患。
發明內容
技術方案
一種構架，包括兩個側梁和設定在所述兩個側梁之間的兩個橫樑，每個所述側梁兩端的分別固定設定有一系彈簧座，所述一系彈簧座為鑄件。
優選地，所述一系彈簧座的頂部為一平板，所述平板的沿著其長度方向的一側，向下平滑地延伸形成一塊彎板；在所述彎板的下方為一箱體，所述箱體的底部為下蓋板，所述下蓋板沿著其寬度方向分別向兩側延伸；所述下蓋板的中心部位開設有安裝孔，所述下蓋板的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔；所述平板的另一側為安裝板，所述安裝板的沿著其寬度方向分別向兩側延伸；在所述安裝板的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔，並設有安裝孔。
優選地，所述側梁的內側設定有可用於連線橫樑的橫樑連線座，所述橫樑連線座包括第一立板、第二立板和用於固定所述橫樑的過渡座；所述第一立板和所述第二立板彼此相對的固定設定在所述側梁的上蓋板和下蓋板之間；所述側梁的上蓋板和下蓋板分別向內延伸與所述第一立板、所述第二立板及所述過渡座形成封閉腔。
優選地，所述第一立板包括兩塊小立板，兩塊所述小立板沿著所述側梁的厚度方向在同一平面上排列，並且兩塊小立板之間固定連線。
優選地，兩塊所述小立板彼此相互接觸的邊上均開設有用於焊接的坡口。
優選地，所述過渡座上設定有用於定位所述橫樑的對接坡口。
該申請還提供了一種軌道列車，包括具有構架的轉向架，所述構架為具有該申請檔案中技術特徵的構架。
改善效果
由於採用上述技術方案，該申請具有如下優點：
在該實用新型的優選方案中，將所述一系彈簧座設定為鑄件，鑄件穩定性較佳，且尺寸精度好控制，可減少應力集中產生的缺陷。該一系彈簧座的頂部為一平板，所述平板的沿著其長度方向的一側，向下平滑地延伸，形成一塊彎板。一系彈簧座的平滑過渡部分可以更好的傳遞力，分解大應力區，將應力最大程度的減小，同時一系彈簧座採用鑄造製成，避免了彎折時產生的金屬裂紋。
在該實用新型的另一優選方案中，改進橫樑與側梁之間的連線結構，將大應力區設定在一個過渡座上，此外過渡座為一個鍛件，鍛件較焊接件擁有更好的機械性能。
附圖說明
圖1是該實用新型的一系彈簧座第一角度立體結構示意圖；
圖2是該實用新型的一系彈簧座第二角度立體結構示意圖；
圖3是該實用新型的側梁與一系彈簧配合第一角度立體結構示意圖；
圖4是該實用新型的側梁與一系彈簧配合第二角度立體結構示意圖；
圖5是該實用新型的構架裝配側視結構示意圖；
圖6是該實用新型的側梁與橫樑配合爆炸結構示意圖；
圖7是該實用新型的側梁與橫樑配合結構示意圖；
圖8是該實用新型的牽引拉桿連線座與牽引拉桿配合結構示意圖；
圖9是圖8中A部局部放大結構示意圖；
圖10是該實用新型的牽引拉桿連線座第一角度結構示意圖；
圖11是該實用新型的牽引拉桿連線座第二角度結構示意圖。
圖中：1、下蓋板；2、彎板；3、平板；4、安裝板；5、通孔；6、安裝孔；7、箱體；8、空氣彈簧；9、墊板；10、側梁；10.1、側梁內立板；10.2、側梁外立板；11、一系彈簧；12、一系彈簧座；13、立板；13.1、第一立板；13.2、第二立板；13.3、小立板；14、橫樑；15、對接坡口；16、過渡座；17、上蓋板；18、下蓋板；19、軌面；20、牽引拉桿連線座；21、牽引拉桿；22、牽引梁；23、橫樑連線部；24、牽引拉桿連線部；25、連線孔；27、貫穿孔；28、橫樑連線座。
權利要求
1.一種構架，包括兩個側梁和設定在所述兩個側梁之間的兩個橫樑，每個所述側梁兩端的分別固定設定有一系彈簧座，其特徵在於，所述一系彈簧座為鑄件，所述一系彈簧座的頂部為一平板，所述平板的沿著其長度方向的一側，向下平滑地延伸形成一塊彎板；在所述彎板的下方為一箱體，所述箱體的底部為下蓋板，所述下蓋板沿著其寬度方向分別向兩側延伸；所述下蓋板的中心部位開設有安裝孔，所述下蓋板的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔；所述平板的另一側為安裝板，所述安裝板的沿著其寬度方向分別向兩側延伸；在所述安裝板的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔，並設有安裝孔。
2.如權利要求1所述的構架，其特徵在於：所述側梁的內側設定有可用於連線橫樑的橫樑連線座，所述橫樑連線座包括第一立板、第二立板和用於固定所述橫樑的過渡座；所述第一立板和所述第二立板彼此相對的固定設定在所述側梁的上蓋板和下蓋板之間；所述側梁的上蓋板和下蓋板分別向內延伸與所述第一立板、所述第二立板及所述過渡座形成封閉腔。
3.如權利要求2所述的構架，其特徵在於：所述第一立板包括兩塊小立板，兩塊所述小立板沿著所述側梁的厚度方向在同一平面上排列，並且兩塊小立板之間固定連線。
4.如權利要求3所述的構架，其特徵在於，兩塊所述小立板彼此相互接觸的邊上均開設有用於焊接的坡口。
5.如權利要求4所述的構架，其特徵在於：所述過渡座上設定有用於定位所述橫樑的對接坡口。
6.一種軌道列車，包括具有構架的轉向架，其特徵在於，所述構架為權利要求1至5中任一項所述的構架。
實施方式
在該申請中的一個實施例中，如圖3、4所示，在圖3中展示了側梁10的立體示意圖，在圖4中展示了側梁10的另外一個角度的立體結構示意圖。該申請中的一種側梁10，側梁10的上部用來承載空氣彈簧8，側梁10和空氣彈簧8之間固定設定有墊板9，墊板9的上表面採用切削加工製得，此墊板9優選有圓形，但不應局限於此形狀。其中對於墊板9的添加，有著如下的積極效果：在側梁10上的空氣彈簧8與側梁10之間添加墊板9。由於側梁10的上蓋板17面積大，同時後續工藝中還有焊接這一步驟，在加工過程中容易使得板面變形，造成平整度的降低，同時焊縫還會使得左右側梁10上面的高度不一致，最終導致車廂安裝後不能保證車體左右兩側高低不一致。為此在此添加墊板9，墊板9一來可以使得空氣彈簧8安裝位置平整，保證安裝質量，同時減少了空氣彈簧8對側梁10頂面的壓強；二來通過調整墊板9的厚度，可以保證墊板9上表面到軌面19的距離一致，以此保證車體處於相對水平的狀態。
如圖3、4所示，側梁10上插設有與空氣彈簧8適配的導柱導柱26，導柱導柱26的頂部與側梁10的上表面平齊；墊板9的中部開設有與導柱26連通的貫通孔27，且墊板9覆蓋導柱導柱26與側梁10的上表面之間的接縫處，墊板9可以蓋住接縫處，提高氣密程度，以免使得灰塵水汽進入內部的腔體，造成鏽蝕發生。
在該申請另外一種實施方式中，在上述結構的基礎上進一步最佳化了一系彈簧座12的結構，如圖1所示，圖1中展示了一系彈簧座12的一個角度的立體圖，在圖中可以看出一系彈簧座12的整體形態。一系彈簧座12的頂部為一平板3，平板3的沿著其長度方向的一側，向下平滑地延伸形成一塊彎板2；在彎板2的下方為一箱體7，箱體7的底部為下蓋板1，下蓋板1沿著其寬度方向分別向兩側延伸；下蓋板1的中心部位開設有安裝孔6，下蓋板1的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔5；平板的另一側為安裝板4，安裝板4的沿著其寬度方向分別向兩側延伸；在安裝板4的周側開設有用於連線一系懸掛的通孔5，並設有安裝孔；安裝板4沿其寬度方向分別向兩側延伸的延伸長度相同。
由於一系彈簧座12為一體鑄造而成，它的頂面相對平滑，在焊接時，將其焊接在側梁10的兩個端部，一系彈簧座12的底面設定有兩個安裝位置，用於安裝一系彈簧11，安裝時，將一系彈簧11與一系彈簧座12上預留的安裝孔6和通孔5對正，然後通過螺栓緊固。
作為對圖1的補充，如圖2所示，圖2展示了一系彈簧座12另外一個角度的立體示意圖，在此圖中可以清晰的看出，一系彈簧座12的頂表面平滑過渡，此種設定有利於載荷的傳遞，同時也可以清晰的看出安裝板4與平板3的頂部平齊，這樣的設定減少了坡台，主要是為了能夠更好地與側梁10焊接，減少焊縫的厚度，增加強度。同時安裝板4的厚度最好是能夠大於平板3的厚度，由於安裝板4長時間收到巨大的壓力作用，加厚的設計有利於強度的提高和耐衝擊力的提高。
如圖5所示，圖5為轉向架側視結構示意圖，在其中可以清楚的看到，墊板9到軌面19之間的位置關係，墊板9的主要作用就是調節墊板9頂面到櫃面之間的距離，使得左右兩側的側梁10上的空氣彈簧8高度一致，以此來保證車廂較為平穩的運行在軌面19上。
該申請中還提出了一種軌道列車，此種軌道列車中的轉向架包括側梁10，此種側梁10又上述技術方案構成，套用了此種側梁10的車體較2016年4月前已有車體車廂平穩度更好，同時轉向架中的一系彈簧座12受力更為均勻，剛度更加均衡。
如圖6所示，在上述實施例的基礎上，還對側梁10與橫樑14之間的連線的部分進行了最佳化，2016年4月前已有技術中，橫樑14與側梁10的連線關係為，將側梁10的在圖5中的左右方向上開孔，然後將橫樑14插入其中，使用焊機的方式進行固定，此種方式缺陷極為明顯，將大應力區集中在焊縫上，眾所周知，焊縫的強度低於母材，因為此種設計方式在整體強度上存在缺陷，同時在整個裝置工作時，側梁10的內側板還會收到一個彎折的力，使得側梁10上的應力加大，加快金屬的勞損。
為了解決上述技術問題提出了如下技術方案：
側梁10的內側設定有可用於連線橫樑14的橫樑連線座28，橫樑連線座28包括第一立板13.1、第二立板13.2和用於固定所述橫樑14的過渡座16；第一立板13.1和第二立板13.2彼此相對的固定設定在所述側梁10的上蓋板17和下蓋板18之間；側梁10的上蓋板17和下蓋板18與第一立板13.1、第二立板13.2及過渡座16形成封閉腔。一般使用焊接這一方式進行固定，但不限於此種形式。上蓋板下蓋板
作為對上述橫樑14連線方式的進一步最佳化將第一立板13.1設定成為兩塊小立板13.3，兩塊小立板13.3沿著所述側梁10的厚度方向在同一平面上排列，在焊接的過程中，首先將第二立板13.2與側梁10焊接，然後將其中之一的小立板13.3焊接在側梁10內部，此塊小立板13.3的頂邊與上蓋板17焊接，底邊與下蓋板18焊接，側邊與側梁10的內側面板焊接，然後再焊接過渡座16，圍成了一個開口的箱體7，通過開口處可以對內部進行焊接，形成雙面焊，以此來提高強度，最後將剩餘的一塊小立板13.3焊接在最後的開口處，焊接結束後安裝橫樑14，將橫樑14與過渡座16進行焊接。
在橫樑14與過渡座16之間存在如下問題，由於橫樑14為管狀，在焊接時，難以焊接在過渡座16的中心位置，為此鑄造過渡座16時，在其上一同加工出一個對接坡口15，同時輔以焊接夾具。此結構方便了將橫樑14準確的焊接到過渡座16的中心處，使得整體設備更為穩定。
在圖7中從頂部展示了橫樑14與側梁10裝配時的示意圖，從圖中可以清楚的看到第一立板13.1分為兩塊小立板13.3。
《構架以及具有該構架的軌道列車》中提出了一種軌道列車，此種軌道列車的特點是，在車體轉向架中套用了文中所述的側梁10，在側梁10的橫樑14連線處、一系彈簧座12和空氣彈簧8連線處進行了最佳化，為此此種軌道列車具有更為穩定的特點。
作為對上述實施方式更為詳盡的最佳化，還在橫樑14與牽引拉桿21的地方進行了更為深入的最佳化。
2016年4月前已有技術中在構架中中部設定有牽引梁22，牽引梁22上設定有牽引拉桿21，牽引拉桿21與橫樑14固定連線，在牽引拉桿21與橫樑14的連線處為一塊沿著橫樑14長度方向布置的一塊板體，在板體上開設有孔，用於與牽引梁22進行安裝，此種設計的缺陷在於，當牽引拉桿21對此板體施力時，板體的另外一部分與橫樑14固定連線，為此板體兩端會產生一種彎折的力，同時板體與橫樑14之間一般通過焊接在焊縫上施加了拉力，很有可能會使焊縫斷裂，造成事故發生。
為此設計了一種更為最佳化的解決方案，如圖8、9所示，圖中展示了側梁10上設定有牽引拉桿連線座20，所述牽引拉桿連線座20包括橫樑連線部23和牽引拉桿連線部24，橫樑連線部23整體為橫樑14匹配圓弧狀；牽引拉桿連線部24位於橫樑14連線部下面，且與橫樑連線部23一體成型，牽引拉桿連線部24開設有垂直於橫樑14方向上的連線孔25。
在上述設計的基礎上，橫樑連線部23的橫截面為梯形，梯形的上邊較短與橫樑連線；梯形的下邊較長與牽引拉桿連線部24連線。
其中牽引拉桿連線座20優選為鍛件。與鑄件相比，金屬經過鍛造加工後能改善其組織結構和力學性能。鑄造組織經過鍛造方法熱加工變形後由於金屬的變形和再結晶，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變為晶粒較細、大小均勻的等軸再結晶組織，使鋼錠內原有的偏析、疏鬆、氣孔、夾渣等壓實和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學性能。
為此還提出了一種軌道列車，此種軌道列車套用上述牽引拉桿連線座20的結構設計，此種結構受力更加均衡，設計結構時，考慮到了受力的方向問題，結構更加合理，強度更高。
榮譽表彰
2018年12月20日，《構架以及具有該構架的軌道列車》獲得第二十屆中國專利銀獎。
