一種重載鐵路平車用h型鋼的製作方法

2023-06-29 11:37:51 2

專利名稱：一種重載鐵路平車用h型鋼的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種H型鋼，特別是關於一種重載鐵路平車用H型鋼。
背景技術：
目前，鐵路平車採用板梁鋼材焊接結構，其縱向梁包括一根中梁和兩根側梁，這些縱向梁間採用鋼板焊接的橫向梁連接使得鐵路平車鋼結構整體呈框架形式，可承受較大載重。縱向梁作為鐵路平車車體承載的主要部件，尤其是中梁，其在承受了車體2/3的垂向力的同時，還是車輛運行中縱向牽引力和衝擊力的第一作用點，所以縱向梁的強度和剛度水平直接關係到車體承載水平。鐵路平車的中梁由兩根一定間距的H型鋼和多塊中梁隔板連接成箱型結構，中梁端部的型鋼間距作為連接車輛用的車鉤緩衝裝置的套口，其值為固定的350mm，該間距與中梁隔板焊接所需操作空間形成矛盾，中梁用的H型鋼的翼邊寬度需定製，截面形式具有特定性。既有的60t級鐵路平車的縱向梁均採用的是通用H型鋼，其多為民用建築和船舶適用，截面形式僅考慮滿足大的截面係數即可，而適合鐵路平車的縱向梁尤其是中梁結構的H型鋼截面形式少，多採用通用H型鋼中的窄翼型，截面形式與截面係數均合適的H型鋼更少，並且材質強度低，一般材質屈服極限只能達到345MPa，材料的耐腐蝕性能也較低。既有的60t級鐵路平車使用此類H型鋼時，因中梁結構強度所需往往需要在中梁兩端部的H 型鋼腹板上焊補補強板，以增大中梁的抗彎能力。如果焊接工藝控制不好，受H型鋼軋制缺陷的影響，使得焊接中梁腹板補強板時易出現裂紋，影響結構的可靠性。有時，既有的通用H 型鋼不能滿足需求，鐵路平車的中梁選擇厚鋼板拼焊的方式成形，組裝精度的保證、焊接變形的控制甚至焊接缺陷的清理等關鍵技術造成了製造成本的驟增，而且鋼板拼接的中梁不能實現截面過渡，往往截面剛度變化劇烈容易引起應力集中，造成中梁的運用可靠性低，運輸安全得不到充分保證。隨著我國鐵路貨車的重載發展，鐵路平車的載重將由60t級提高到70t至IOOt 級，對車體縱向梁的承載能力提出更高的要求。為提高縱向梁的強度和剛度，簡化製造工藝，需要在重量增幅不大並且滿足軋制工藝的前提下提出適應重載鐵路平車的中梁結構的新型H型鋼，設計新的截面形式，增大截面係數，提高H型鋼材料性能。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種重載鐵路平車用H型鋼，以提高截面係數和抗彎能力，提高材料性能，滿足平車車體縱向梁的承載需求的同時，簡化縱向梁制
造工藝ο為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種重載鐵路平車用H型鋼，其特徵在於它的高度H的範圍在630mm 800mm之間，腹板厚度tl的範圍在15mm 18mm 之間，翼邊厚度t2的範圍在20mm 25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm 30mm之間，翼邊寬度B為200mm，上、下翼邊等寬。[0007]一種重載鐵路平車用H型鋼，其特徵在於它的高度H的範圍在630mm 800mm之間，腹板厚度tl的範圍在15mm 18mm之間，翼邊厚度t2的範圍在20mm 25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm 30mm之間，翼邊寬度B 的範圍大於200mm且小於等於250mm，下翼邊的一單側翼緣寬度為翼邊寬度B的半寬，另一單側翼緣寬度為100mm。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型通過增加截面尺寸，可提高截面係數，增大H型鋼的抗彎能力，滿足重載鐵路平車縱向梁的承載需求。 其中，增大H型鋼的高度可較大幅度地提高型鋼的截面係數和抗彎剛度；通過增大H型鋼的翼邊厚度亦能提高截面係數，且H型鋼的型鋼重量增加最小；通過增大H型鋼的腹板厚度不僅能提高型鋼抗壓、抗彎的穩定性，還能解決高度提升帶來的結構失穩問題。2、本實用新型翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，以改善截面突變引起的應力集中狀況， 有利於增強本實用新型製作的車體結構件的可靠性。3、本實用新型翼邊呈對稱或非對稱形式，翼邊寬度唯鐵路平車特有，能滿足中梁結構需要，多種截面形式為重載鐵路平車中梁用材提高多種選擇。4、本實用新型的材料機械性能提高，屈服極限範圍控制在420MPa 600MPa,應用中材料的許用應力可大幅度提高，增強結構的承載能力；同時，材料還具有耐大氣腐蝕性，可提高車輛鋼結構的使用壽命。5、本實用新型因整體截面係數提高、抗彎剛度增大且材料的應用等級提高，中梁兩端部的H型鋼腹板上不需補焊補強板，簡化製造工藝， 節約製造成本。

圖1為本實用新型對稱形式的截面圖圖2為本實用新型非對稱形式的截面圖圖3為本實用新型在重載鐵路平車上的運用示例圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本實用新型包括對稱形式和非對稱形式兩種。其中，對稱形式的H型鋼高度H的範圍在630mm 800mm之間，腹板厚度tl的範圍在15mm 18mm之間， 翼邊厚度t2的範圍在20mm 25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm 30mm之間，翼邊寬度B為200mm，上、下翼邊等寬。非對稱形式的H型鋼與對稱形式的H型鋼結構大致相同，區別在於非對稱形式的 H型鋼翼邊寬度B的範圍大於200mm且小於等於250mm，下翼邊的一單側翼緣寬度為翼邊寬度B的半寬，另一單側翼緣寬度為100mm。本實用新型採用屈服極限420MPa 600MPa，且有耐大氣腐蝕特性的材料軋制而成。如圖3所示，將兩根H型鋼1與中梁隔板2組焊成重載鐵路平車的中梁結構，腹板內側間距為350mm，此時內側翼緣的寬度小於等於200mm，以保留足夠的中梁隔板2焊接操作空間。同時，為擴寬H型鋼翼邊寬度進一步增大抗彎剛度，設計非對稱形式的H型鋼，一單側翼緣寬度穩定在100mm，其它翼緣寬度可適當提高，提高了 H型鋼作為鐵路平車中梁用材的適配性，增加了中梁用H型鋼的截面形式品種。 本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1.一種重載鐵路平車用H型鋼，其特徵在於它的高度H的範圍在630mm 800mm之間，腹板厚度tl的範圍在15mm 18mm之間，翼邊厚度t2的範圍在20mm 25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm 30mm之間，翼邊寬度B 為200mm，上、下翼邊等寬。
2.一種重載鐵路平車用H型鋼，其特徵在於它的高度H的範圍在630mm 800mm之間，腹板厚度tl的範圍在15mm 18mm之間，翼邊厚度t2的範圍在20mm 25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm 30mm之間，翼邊寬度B 的範圍大於200mm且小於等於250mm，下翼邊的一單側翼緣寬度為翼邊寬度B的半寬，另一單側翼緣寬度為100mm。
專利摘要本實用新型涉及一種重載鐵路平車用H型鋼，其特徵在於它包括對稱形式和非對稱形式兩種，兩種形式的H型鋼高度H的範圍在630mm～800mm之間，腹板厚度t1的範圍在15mm～18mm之間，翼邊厚度t2的範圍在20mm～25mm之間，翼邊與腹板的連接採用圓弧的截面過渡形式，圓弧R的範圍在20mm～30mm之間；對稱形式的H型鋼翼邊寬度B為200mm，上、下翼邊等寬；非對稱形式的H型鋼翼邊寬度B的範圍大於200mm且小於等於250mm，下翼邊的一單側翼緣寬度為翼邊寬度B的半寬，另一單側翼緣寬度為100mm。本實用新型能提高截面係數和抗彎能力，提高材料性能，滿足平車車體縱向梁的承載需求的同時，簡化縱向梁製造工藝。
文檔編號B61F1/00GK202279125SQ20112034549
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者於世明, 蘭葉, 孫曉雲, 張忠, 戴安國, 殷迅, 王武建 申請人:南車二七車輛有限公司