[发明专利]轨道车辆枕梁及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于轨道车辆的枕梁及其加工方法，属于轨道交通与机械制造领域。

背景技术

随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于构成车体主要部件的枕梁提出了更高的设计和使用要求。

应用于轻轨列车、地铁的枕梁是连接、承载车体与转向架的关键部件，也是车体和转向架之间驱动力传输的主要部件。现有枕梁普遍地采用碳钢焊接结构，因为考虑到碳钢的腐蚀需要给碳钢板留出足够的腐蚀余量，从而增大了枕梁自身的重量，不利于车体轻量化设计和提高车辆运行速度。

而且采用碳钢材质的枕梁，待焊接完成后还需喷涂油漆以进行防腐蚀处理，加工工艺也较复杂，加工周期较长。

经过更为深入地研究，枕梁的下盖板主要承受车辆的纵向力和垂向力，因此下盖板与其焊接的筋板在连接处应力集中比较严重。加之枕梁与车体底架的牵引梁、边梁连接后的应力也较为集中，因此更易于造成枕梁应力损坏而缩短其使用寿命。

再者，枕梁与其他部件(如波纹地板)的连接结构也较为复杂，从而造成车下安装空间的紧张，不利于实现车下设备与部件的紧凑设计与布局。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的轨道车辆枕梁及其加工方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而采取激光焊工艺将枕梁整体地加工成中空的口型箱型结构，从而有效地实现轻量化设计的同时，保证其整体的结构刚度和连接强度。

另一发明目的是，在保证结构刚度与连接强度的前提下，枕梁整体采用不锈钢材质以彻底解决腐蚀问题，去除后续的喷涂油漆工序，提高整体加工效率。

发明目的还在于，采用不锈钢材质而无需预留出足够的腐蚀余量，显著降低枕梁自身重量，以利于车体轻量化设计和提高运行速度。

还可实现的发明目的是，采用激光焊接工艺，以提高加工速度、减少焊接热输入量，以利于控制枕梁焊接后的变形问题。

为实现上述发明目的，所述的轨道车辆枕梁加工方法是：

枕梁包括有上盖板、下盖板和连接在上盖板和下盖板垂向之间的两侧腹板。与现有技术的区别之处在于，在腹板与上盖板、下盖板之间的T型焊缝，进行激光焊焊接而将枕梁加工成整体为中空口型的箱型结构。

如上述基本方案特征，通过激光焊分别地焊接腹板、上盖板和下盖板，所构成中空口型的箱型结构，能够从整体上保证并兼顾枕梁的轻量化与结构强度、刚度使用要求。

并且，由于采用激光焊接工艺，能够显著地提高焊接加工速度、焊接热输入量较少，上述枕梁中所有的焊缝均采用激光焊接。

为进一步地提高上述枕梁整体结构的局部强度、刚度和承载能力，针对下盖板可采取的改进措施是，在与腹板焊接前，在牵引销座板的两侧端，分别采用激光焊对接一空簧座板而将下盖板加工成一体式结构。

为形成上下盖板之间更为优化的局部刚度与承载设计，可在上盖板与下盖板垂向之间、两侧腹板横向之间，焊接数个增加局部刚度的筋板；上盖板与筋板通过激光焊，采用钉子接头穿透焊的方式进行焊接。

从减少连接部件自身重量的角度考虑，可在腹板和筋板上，分别开设有数个长圆孔。

进一步地改进措施是，可在牵引销座板上，设有数个用于消除应力集中和便于激光焊的凸筋；凸筋与筋板底部具有对应的、与水平面夹角为α的斜面，沿此斜面将牵引销座板与筋板进行激光焊对接。

由此，先直接在牵引销座板上整体地加工出数个凸筋，凸筋与牵引销座板之间可采取圆弧角过渡，再在凸筋上面焊接筋板即可消除筋板和牵引销座板之间的应力集中的问题，而且也有利于实现二者之间的激光焊接。

针对上下盖板自身重量的优化补充设计是，在上盖板和下盖板的侧部，分别设置有数个内凹部，而且也能有效地利用内凹部降低枕梁与牵引梁、边梁等连接部位的应力集中。

而且，可在下盖板的两侧端部，分别焊接抗侧滚减振器安装座和垂向减振器安装座。

为从根本上解决腐蚀问题的发生，构成枕梁的腹板、上盖板、筋板、牵引销座板、空簧座板、抗侧滚减振器安装座和垂向减振器安装座均采用不锈钢材料。枕梁采用激光焊接不锈钢板，有效地解决不锈钢板易变形问题，即激光焊接可控制不锈钢板的焊接变形。

基于本发明的设计构思和上述激光焊接加工方法，还可实现下述内容的轨道车辆枕梁结构改进：

枕梁包括有上盖板、下盖板和连接在上盖板和下盖板垂向之间的两侧腹板；通过对腹板与上盖板、下盖板之间的T型焊缝进行激光焊焊接而形成中空口型的箱型结构。

所述的下盖板，具有激光焊对接而成的牵引销座板、及其两侧端的空簧座板。