[发明专利]标准动车组动力转向架构架

说明书

技术领域

本发明涉及一种构架，尤其是涉及一种改进的低应力的动车组动力转向架构架。

背景技术

现有高速动车组动力转向架构架有一种是横梁为圆钢管结构，需通过过渡结构与两侧的侧梁连接，其他功能性零部件分别焊接于圆钢管横梁和两个侧梁。此种构架的横梁结构较为简单，承载能力相对较高。但在横梁与两个侧梁的连接处存在以下问题：

（1）连接处的截面存在几何突变，构架总体应力无法均匀传递，会出现应力集中情况，属于构架承载能力薄弱区；

（2）为满足此连接区域的强度要求，需进行较为复杂的结构设计和焊接设计，由此，该区域的工艺性要求较高；

（3）构架上较大质量的驱动装置直接安装于横梁处，其频繁工作状态导致该连接区域的受力状况十分严苛，导致该连接区域属于构架服役期内的抗疲劳性能薄弱点。

还有一种高速动车组动力转向架构架，其主要技术特点在于箱型结构的横梁与侧梁通过中间过渡结构连接，即中间过渡结构一侧与横梁连接，另一侧与侧梁连接。其他功能性零部件分别焊接于横梁和两个侧梁。此种结构的构架在横梁、侧梁与中间过渡结构的连接上存在以下问题：

（1）每一侧的多道连接焊缝处于相近的区域，导致该区域的强度等级严重偏低，因此该连接区域属于构架受力的薄弱区域；因此焊缝的质量等级要求较高，同时属于构架服役期内的高风险区；

（2）中间过渡结构刚度偏大，导致构架受载时横梁和侧梁的应力不能均匀传递，必然在其附近形成应力集中区，因此导致附近的连接焊缝大密度地承受较高应力，对焊缝的疲劳性能十分不利。

发明内容

本发明的目的是提供一种低应力的高速动车组动力转向架构架，以解决横梁与侧梁变截面连接和该区域的应力集中，同时通过焊缝的特殊设计，使构架上各零部件连接焊缝的应力水平相对较低，呈现出该构架的较好的抗疲劳性能和安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种标准动车组动力转向架构架，主体由两个侧梁和一个横梁组成，侧梁和横梁主体均采用箱型焊接结构，侧梁和横梁上分别焊接有各种安装座，其特征在于：侧梁和横梁以插接和变截面方式连接，侧梁上盖板向内延长通过连接块和横梁上盖板实现变截面对接，连接块为空间曲面结构，侧梁下盖板也向内延长与横梁下盖板对接，而横梁外立板和内立板分别向外延伸插入侧梁内部直接与侧梁内立板连接。

本发明侧梁上盖板向内延长通过连接块和横梁上盖板实现变截面对接，满足等强度连接，即截面变化不引起应力集中并且应力水平相当；连接块为空间曲面结构，在几何特征上实现了从侧梁上盖板向横梁上盖板的平顺过渡，因此实现侧梁上盖板与横梁上盖板间应力的平缓传递；侧梁下盖板也向内延长与横梁下盖板对接，而横梁外立板和内立板分别向外延伸插入侧梁内部直接与侧梁内立板连接，结构简单，使箱型结构可以连续过渡，优点在于构架主体结构的刚度值处于均值水平，避免了该连接区域的刚度增大和引起的应力集中。该种连接方式改善了当前较为普遍的口对口连接的缺点，即连接焊缝同截面造成的低承载高风险区域，也继承了口对口对接工艺性简单的优点。因此不仅可满足高速动车组转向架的安全可靠运营，且满足国际先进标准。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是横侧梁插接式连接结构示意图；

图3是具有空间曲面结构的连接块示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，主体由两个侧梁1和一个横梁2组成，侧梁和横梁主体均采用箱型焊接结构，并以插接方式连接，侧梁和横梁上分别焊接有各种安装座，侧梁上盖板101向内延长通过连接块3和横梁上盖板201实现变截面对接，连接块3为空间曲面结构，侧梁下盖板102也向内延长与横梁下盖板202对接，而横梁外立板203和内立板204分别向外延伸插入侧梁1内部直接与侧梁内立板103连接，

参照图3，对于横梁上盖板201与侧梁上盖板101的变截面连接，满足等强度连接，即截面变化不引起应力集中并且应力水平相当。为实现两侧的较好的连接功能，连接块3上下表面均需空间内曲面过渡，属于空间曲面结构，以实现几何特征上的平顺过渡，可使侧梁上盖板101、横梁上盖板201的应力平缓转移至相对应的横梁上盖板201、侧梁上盖板101，而避免了应力传递至连接块3而发生应力集中。

侧梁上盖板、连接块及横梁上盖板三者的连接和下盖板间的连接均为对接焊缝，并可实现全焊透，以保证其较高的强度和安全等级。