城軌鋁合金車輛端牆結構的製作方法
2023-06-04 11:29:36 1
城軌鋁合金車輛端牆結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種城軌鋁合金車輛端牆結構，包括左立柱和右立柱，左立柱、右立柱頂端均焊接於橫梁，橫梁的兩端與車體側牆相焊接，左立柱外側及橫梁下緣焊接有左端牆板，右立柱外側及橫梁下緣焊接有右端牆板，橫梁上緣焊接有頂端牆板，左端牆板、頂端牆板及右端牆板的外緣與車體側牆相貼合。與現有技術相比，減重效果明顯，充分滿足車體結構輕量化要求，生產工藝簡化，降低了製造成本；在充分考慮結構輕量化設計要求的同時，通過引入Z型梁結構，增加了結構的整體承載能力，適用於城軌車輛端牆板的結構設計。
【專利說明】城軌鋁合金車輛端牆結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及城軌車輛車體結構【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋁合金結構城軌車輛因其重量輕、耐腐蝕、製造成本低廉等優點，越來越受到國內外城軌運營商的青睞。如何在充分發揮鋁合金車輛優點的前提下，保障車體的強度、剛度等各項性能指標不低於甚至優於其他材料車輛，對鋁合金結構端牆的設計提出了更高的要求。
[0003]現有鋁合金車體的端牆技術方案中多採用板梁組焊結構，由型材框和端牆板組焊而成，端牆板常採用豎分段形式。立柱和橫梁採用鋁合金擠壓型材，牆板採用大厚度鋁板。在車體總組裝過程中，端牆板獨立與底架、側牆和頂棚焊接成一體，構成車體的封閉鼓形結構。
[0004]由於端牆板由於外輪廓形狀複雜且車體橫向方向尺寸較大，經常需要分塊處理。現有方案中多採用豎分塊方式，該方案中端牆板成為重要的承載組件。由於鋁合金材料的彈性模量較低，為了提高牆板沿車體縱向方向的承載能力，就不得不加大板厚，端牆板常選用10?15mm厚的鋁板，以使其滿足車體端部結構的剛度和強度要求。這樣無形中增加了端牆總體結構的重量，不能滿足結構輕量化要求。
[0005]由於鼓形車體頂棚斷面比較複雜，現有技術方案中對端牆板的豎分塊方式，很有可能將加工難度大的弧線外輪廓被迫分割到每一塊子牆板中，增加了每塊子牆板的加工難度，造成生產周期長、成本高，而且不利於端牆板組焊以及焊後調整。
實用新型內容
[0006]本實用新型所解決的技術問題是提供一種滿足輕量化設計要求的同時保證端牆結構以及整車的高承載力的城軌鋁合金車輛端牆結構。
[0007]本實用新型採用的技術方案是，城軌鋁合金車輛端牆結構，包括左立柱和右立柱，左立柱、右立柱頂端均焊接於橫梁，橫梁的兩端與車體側牆相焊接，左立柱外側及橫梁下緣焊接有左端牆板，右立柱外側及橫梁下緣焊接有右端牆板，橫梁上緣焊接有頂端牆板，左端牆板、頂端牆板及右端牆板的外緣與車體側牆相貼合。
[0008]左立柱、右立柱、橫梁均為方形薄壁型材，橫截面均呈「日」字型，壁厚為4mm-7mm。
[0009]所述壁厚為6mm。
[0010]左端牆板和右端牆板上設有至少一道Z型梁，Z型梁水平方向延伸。
[0011]頂端牆板上設有至少一道Z型梁，Z型梁豎直方向延伸。
[0012]本實用新型的有益效果是，與現有技術相比，減重效果明顯，充分滿足車體結構輕量化要求；兩個立柱和橫梁均採用橫截面為日字型的鋁合金擠壓型材，免去了重新開模的困擾，簡化了生產工藝，降低了製造成本；在充分考慮結構輕量化設計要求的同時，通過引入Z型梁結構，增加了結構的整體承載能力，並且提高了整車的抗扭轉能力；端牆板採用橫分塊形式，簡化了牆板加工工藝，降低了生產成本，並且為牆板組焊和焊後調整創造了有利條件，減輕了勞作強度；貫通道和端牆結構連接處引入自攻螺套，極大提高了貫通道的連接強度和使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0014]圖2為圖1中A-A方向剖視圖。
[0015]圖3為圖1中B-B方向剖視圖。
[0016]圖4為立柱橫截面圖。
[0017]圖5為Z型梁橫截面圖。
[0018]圖6為圖1中沿C-C方向剖視圖。
[0019]圖7為圖1中沿D-D方向剖視圖。
[0020]圖8為端牆板分塊示意圖。
[0021 ] 圖中標記為:1-左立柱，2-右立柱，3-橫梁，4-左端牆板，5-頂端牆板，6_右端牆板，7-Z型梁，8-分塊位置，20-墊塊。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0023]本城軌鋁合金車輛端牆結構如圖3所示，主體結構由左立柱1、右立柱2以及橫梁3構成，左端牆板4、頂端牆板5及右端牆板6組焊在兩個立柱和橫梁上3。在端牆板上輔以Z型梁7用來提高結構的整體承載能力。墊塊20焊接在端牆板的相應位置，用於加強貫通道和端牆的連接強度。
[0024]左立柱1、右立柱2以及橫梁3均為鋁合金擠壓型材，其截面形狀一致為「日」字型，如圖5、圖6所示。兩個立柱的長度受貫通道靜開度和內裝間壁的控制，而橫梁3的兩端與車體側牆組焊，因此其長度由側牆型材寬度和車體斷面共同決定。左立柱1、右立柱2和橫梁3在各立柱上端組焊在一起，三者共同承擔了端牆結構的大部分垂向和縱向載荷，是端牆結構和貫通道連接的主要構件。
[0025]三個端牆板由3塊厚度均為5mm的招板拼焊在一起,如圖9所示。分塊位置8如圖中箭頭所示位置，取代了原方案的縱向分塊位置。由於鼓形車體斷面在側牆和頂棚有多處構造曲線，端牆板在相應位置也要進行圓滑過渡處理。而將複雜曲線集中加工，可以最大限度簡化加工工藝、降低生產成本，因此本實用新型將端牆板劃分為左端牆板4、右端牆板6和頂端牆板5, 3塊牆板最後在橫梁3的外端面組焊。左端牆板4、右端牆板6在罪近底架位置具有弧線造型，上端牆板5則集中了頂棚斷面的所有弧線造型。
[0026]Z型梁7的截面形狀如圖6所示，左端牆板4和右端牆板6上設有至少一道Z型梁，Z型梁水平方向延伸，也即橫向布置。頂端牆板5上設有至少一道Z型梁7，Z型梁7豎直方向延伸，也即豎向布置。橫向的Z型梁7 —端焊接在立柱上，另一端焊接在側牆立柱內偵U。縱向梁上端與頂棚內側組焊，下端焊接在橫梁3上端面。Z型梁7的一側翼板面與端牆板組焊在一起如圖3、圖4、圖7和圖8所示，其布置充分考慮貫通道安裝框的螺釘安裝位置，並儘可能均勻分布在端牆板上，使端牆與貫通道連接面平整且受力均勻。Z型梁7與左立柱1、右立柱2和橫梁3共同承受貫通道所施加的縱向和垂向載荷，以及車體的扭轉作用。
[0027]由於鋁合金材料的強度較低，用鋼製螺釘擰入端牆螺紋孔中時，很容易導致鋁合金螺紋螺牙損壞脫落。因此在貫通道安裝螺釘處加裝自攻螺套，以保護鋁合金螺紋孔，提高貫通道的連接強度和使用壽命。自攻螺套安裝位置在Z型梁7的翼板和墊塊20的中心。
[0028]此種端牆板的方案減重效果明顯，充分滿足車體結構輕量化要求；兩個立柱和橫梁均採用橫截面為日字型的鋁合金擠壓型材，免去了重新開模的困擾，簡化了生產工藝，降低了製造成本；採用橫分塊形式，簡化了牆板加工工藝，降低了生產成本，並且為牆板組焊和焊後調整創造了有利條件，減輕了勞作強度。
【權利要求】
1.城軌鋁合金車輛端牆結構,包括左立柱(I)和右立柱(2)，左立柱(I)、右立柱(2)頂端均焊接於橫梁(3 )，橫梁(3 )的兩端與車體側牆相焊接，其特徵在於:左立柱(I)外側及橫梁(3 )下緣焊接有左端牆板，右立柱(I)外側及橫梁(3 )下緣焊接有右端牆板，橫梁(3 )上緣焊接有頂端牆板，左端牆板(4)、頂端牆板(5)及右端牆板(6)的外緣與車體側牆相貼合。
2.如權利要求1所述的城軌鋁合金車輛端牆結構，其特徵在於:所述左立柱(I)、右立柱(2)、橫梁(3)均為方形薄壁型材，橫截面均呈「日」字型，壁厚為4mm-7mm。
3.如權利要求2所述的城軌鋁合金車輛端牆結構，其特徵在於:所述壁厚為6mm。
4.如權利要求1所述的城軌鋁合金車輛端牆結構，其特徵在於:所述左端牆板(4)和右端牆板(6)上設有至少一道Z型梁，Z型梁水平方向延伸。
5.如權利要求1所述的城軌鋁合金車輛端牆結構，其特徵在於:所述頂端牆板(5)上設有至少一道Z型梁，Z型梁豎直方向延伸。
【文檔編號】B61D17/06GK203402200SQ201320500702
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月15日
【發明者】唐聞天, 周丹, 臧蘭蘭 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司