[发明专利]轨道车辆牵引梁及其加工方法

说明书

技术领域

本发明是针对应用于轨道车辆的牵引梁材质、整体连接结构及焊接加工方法的改进，属于机械制造领域。

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牵引梁提出了更高的设计和使用要求。

应用于轻轨列车、地铁的牵引梁是连接、并向车体传递纵向压缩及牵引力的中心部件，是实现车辆快速和安全行驶的动力传输关键设备。

现有牵引梁结构焊接普遍地采用MAG焊接，材料为碳钢，目的主要是碳钢的焊接变形较小，但由于碳钢的强度较低，因此采用的碳钢板较厚，大大增加的牵引梁的重量，不利于车体轻量化设计和提高列车运行速度。

而且，厚钢板的MAG焊接热影响区很大，产生的应力集中增加了应力损坏的几率，从而明显地缩短牵引梁的使用寿命。

另外，MAG焊产生的焊接变形仍不可忽视：焊接变形对车钩安装面的垂直度影响较大，因此车辆的主要测量尺寸钩高经常出现较大偏差；焊接变形也影响到波纹地板与牵引梁的点焊连接，出现点漏的现象。

此外，碳钢材料的牵引梁部件需做防腐处理，喷涂油漆及阻尼浆，不但增加了部件重量，而且降低了部件的检查及维护的可操作性。

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牵引梁及其加工方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而采取一种全不锈钢激光焊接的框架式整体结构，从而兼顾轻量化与防腐设计与使用要求，并且显著地提高牵引梁整体的刚度和连接强度。

另一发明目的是，构成牵引梁的所有部件均采用激光焊接，减小了部件之间的应力集中，能够有效地降低加工后牵引梁表面的变形问题。

为实现上述发明目的，所述的轨道车辆牵引梁加工方法是：

牵引梁包括有上盖板、两侧的腹板、下盖板和靠近缓冲梁一侧垂向连接的车钩安装板。

与现有技术的区别之处在于，所述的上盖板、腹板、下盖板和车钩安装板均采用不锈钢材料，各部件之间先行对接或T型接头、再进行激光焊焊接固定。

如上述基本特征，在保证牵引梁结构强度的前提下，采用较薄的不锈钢板替代碳钢板，能够最大限度地实现轻量化设计，有利于提高车辆的行驶速度，且显著地提高牵引梁的整体防腐能力。

通过激光焊接上述部件，能够从整体上保证部件之间的应力集中较小，因此焊接加工后的牵引梁表面存在较细小的变形。

为进一步地优化激光焊接工艺以兼顾轻量化与结构强度，可采取的改进措施是，将上盖板、下盖板和腹板组成截面形状为II字型的整体结构，在车钩安装板处的截面面积最大。

采用变截面的II字型结构，能够实现驱动力传输效率较高的特点，且具有较高的抗形变性能。

为便于牵引梁整体焊接工艺的快捷与准确实施，可将牵引梁根据不同的截面面积、形状与安装连接部位而预先加工成多段式结构，即在车钩安装板处，部分的上盖板、腹板和下盖板被预先激光焊焊接加工成第一组成、第二组成和第三组成；

第一组成、第二组成和第三组成，分别地与车钩安装板形成T型接头，3个组成中的上盖板各部分形成对接接头，然后各个连接处进行激光焊焊接固定，从而形成整体焊接为牵引梁。

围绕所述车钩安装板的焊接工艺及车钩安装时的连接固定结构的改进方案是，在车钩安装板的后侧部设置有安装座筋板，安装座筋板分别与车钩安装板、上盖板、腹板和下盖板形成T型接头并进行激光焊焊接固定；

在安装座筋板上设置数个用于安装车钩时供螺栓穿过的开孔。

针对所述腹板结构强度与稳定性的优化方案是，在两侧的腹板之间设置有连接筋板，在每一腹板侧部变截面处设置有形成T型接头的立筋并进行激光焊焊接固定。上述结构增加了牵引梁整体在关键受力部位及变截面处的承载能力。

另外，为进一步地改善应力分布情况，在腹板和下盖板的变截面处，分别对接连接有厚板并进行激光焊焊接固定，以避免出现应力集中。

为降低牵引梁的整体重量，可在下盖板的后端，设置一对接接头的端部筋板并与下盖板的其余部分进行激光焊焊接固定。即可在上盖板上设置数个减重孔，并将下盖板分为侧部分开并平行的两部分，仅在关键的端部通过端部筋板加以连接而形成整体式的下盖板结构。

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牵引梁结构的改进：

所述的轨道车辆牵引梁主要包括有，上盖板、两侧的腹板、下盖板和靠近缓冲梁一侧垂向连接的车钩安装板。