[实用新型]一种罐车牵枕

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种罐车牵枕。

背景技术

目前，我国现有的数万辆铁路罐车牵枕结构中均采用了枕梁下中盖板结构，如图1和图2所示，其位于由两乙字钢组焊而成的牵引梁和上心盘之间，其在结构上存一个折弯区域，搭接焊在和枕梁下侧盖板底面。

由于轨道不平顺的激励，铁路罐车在承受复杂的动载荷作用，罐车牵枕结构承受复杂的动应力。枕梁下中盖板结构由于位于由两乙字钢组焊而成的牵引梁和上心盘之间，以罐车车体浮沉工况为例，转向架的垂向振动通过下心盘传递给上心盘，再通过枕梁下中盖板传递给牵引梁、一体式后从板座及心盘座、枕梁下侧盖板，枕梁下中盖板处于动载荷的直接传递路径上，自身承受交变的动应力，受力状况较为恶劣。

枕梁下中盖板由于在结构上存在折弯区域，在实际的生产制造过程中，给牵枕组对和自身的受力都带来了不利的影响。长期以来，这种影响并没有被认识到，在结构上一直沿用原来的设计。

一种影响是折弯区域的存在影响枕梁下中盖板和牵引梁在组对之后的对称度，主要是由于折弯并不是一个精密成型的加工工艺，同一枕梁下中盖板两侧的折弯存在较大的对称度误差；同时用来和枕梁下中盖板组对的牵引梁是由两乙字钢组焊而成的，乙字钢下翼面存在的宽度误差也会影响组对后的对称度。这两个主要因素会导致枕梁下中盖板组对在乙字钢下翼面上后相对于牵引梁并不对称(对称度公差大的近20mm)，使得牵引梁一侧的乙字钢下翼面和枕梁下中盖板之间产生局部间隙，如图3所示。

细致的结构受力有限元计算研究和强度试验研究结果表明，这种局部间隙的存在对于枕梁下中盖板结构的受力影响显著：影响枕梁下中盖板结构将上心盘传递的动载荷传递到刚度较大乙字钢下翼面及枕梁组成的枕梁下侧盖板上去，枕梁下中盖板结构自身承受由于间隙的存在而无法传递的动载荷，在折弯区域承受交变的动应力。研究结果表明，当枕梁下中盖板和枕梁下侧盖板接触状态良好时，枕梁下中盖板结构的应力水平在60Mpa左右，出现在折弯区域附近；而局部间隙较大时，枕梁下中盖板结构的应力水平在167Mpa左右，出现在折弯区域附近，明显高于前者。

第二种不利影响是：枕梁下中盖板的折弯区域是通过在数控折弯机床上通过折弯加工工艺实现的，折弯加工工艺是一种塑性成型工艺，会导致在折弯区域存在残余应力，由于是向上折弯，对于枕梁下中盖板而言，在下表面会承受残余拉应力作用，开展的残余应力测试结果表明，残余拉应力的数值接近于100Mpa，对于承受交变应力的枕梁下中盖板而言，折弯区域存在较大的残余应力相当于增加了其所承受的平均应力数值，降低了结构的承载能力，对结构的疲劳强度不利。

第三种不利影响是：由于折弯加工时制造误差和折弯后板材的回弹等种种因素，枕梁下中盖板折弯半径的准确性难以精确保证，导致枕梁下中盖板和枕梁下侧盖板在组焊时会存在较大的间隙，在组焊时为减小间隙，不得不使用工装使枕梁下中盖板再向上弯曲，如图4所示，进一步加剧了枕梁下中盖板在折弯区域附近的受力。

同时，现有的铁路罐车枕梁下中盖板板厚均为10mm，材质均为Q345A，自身的强度储备不足。

以上各种不利的影响增加了罐车牵枕结构失效的风险，导致部分铁路罐车在运用中于枕梁下中盖板结构折弯区域附近出现沿车体纵向的贯通疲劳裂纹。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的罐车枕梁下中盖板结构出现疲劳裂纹的问题，本实用新型提供了一种罐车牵枕。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：一种罐车牵枕，包括牵引梁以及设置于牵引梁下方的枕梁下侧盖板和枕梁下中盖板；所述枕梁下侧盖板设置于枕梁下中盖板的两侧；其特殊之处在于：所述枕梁下中盖板设置为平板结构。

上述枕梁下侧盖板在靠近牵引梁的折弯区域设置有纵向加强筋板。

上述枕梁下中盖板的厚度为10～16mm。

上述枕梁下中盖板的材质为Q450NQR1。

上述枕梁腹板与枕梁下中盖板的结构相适配。

本实用新型的罐车牵枕具有以下优点：

1、消除了牵引梁一侧的乙字钢下翼面和枕梁下中盖板之间的局部间隙，提高了结构的疲劳强度可靠性。

2、消除了原结构存在的折弯残余应力，提高了结构的疲劳强度可靠性。

3、解决了原有结构在焊接枕梁下中盖板和枕梁下侧盖板组焊时存在的强力组装问题。

4、提高了枕梁下中盖板的强度储备。

5、结构简单，可以适应现有铁路罐车生产设备和工艺。

附图说明

图1-4为现有技术牵枕结构示意图；