一种横梁与侧梁连接结构及转向架、轨道车辆制造技术

本实用新型专利技术公开一种横梁与侧梁的连接结构及转向架、轨道车辆，该连接结构包括横梁金属座、侧梁金属套筒、连接金属套筒和螺纹紧固件；该横梁金属座嵌装固定在横梁的端部安装止口内，横梁金属座上开设有用于连接的台阶孔，其侧梁金属套筒插装在所述侧梁的安装通孔中，两者间过渡配合；连接金属套筒插装在侧梁金属套筒和台阶孔大尺寸段中，且连接金属套筒与侧梁金属套筒和横梁金属座之间均为过盈配合；螺纹紧固件杆体插装在连接金属套筒中，螺纹紧固件的一端具有与横梁金属座的台阶孔小尺寸段适配的外螺纹，其另一端可构建侧梁相对于横梁横向位移的限位。本方案通过横梁与侧梁连接结构的优化，能够在获得良好连接强度的基础上，提高连接可靠性。提高连接可靠性。提高连接可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种横梁与侧梁连接结构及转向架、轨道车辆


[0001]本技术涉及轨道交通
，具体涉及一种横梁与侧梁连接结构及转向架、轨道车辆。

技术介绍

[0002]现有技术中，金属转向架的横梁与侧梁之间采用焊接工艺连接。对于碳纤维复合材料转向架来说，其横梁与侧梁连接无法焊接；同时，基于碳纤维抗挤压能力较弱的特点，使用普通栓接方式容易损伤碳纤维表面，具有安全隐患。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术提供一种横梁与侧梁的连接结构及转向架、轨道车辆，通过横梁与侧梁连接结构的优化，能够在获得良好连接强度的基础上，提高连接可靠性。
[0004]本技术提供的横梁与侧梁连接结构，包括横梁金属座、侧梁金属套筒、连接金属套筒和螺纹紧固件；其中，所述横梁金属座嵌装固定在所述横梁的端部安装止口内，所述横梁金属座上开设有用于连接的台阶孔，所述台阶孔配置为：其大尺寸段位于近所述侧梁一侧，其小尺寸段具有内螺纹；所述侧梁金属套筒插装在所述侧梁的安装通孔中，两者间过渡配合；所述连接金属套筒插装在所述侧梁金属套筒和所述横梁金属座的台阶孔大尺寸段中，且所述连接金属套筒与所述侧梁金属套筒和所述横梁金属座之间均为过盈配合；所述螺纹紧固件杆体插装在所述连接金属套筒中，且所述螺纹紧固件的一端具有与所述横梁金属座的台阶孔小尺寸段适配的外螺纹，其另一端可构建侧梁相对于横梁横向位移的限位。
[0005]优选地，所述连接金属套筒和所述螺纹紧固件均采用钛合金材料制成。
[0006]优选地，所述连接金属套筒与所述螺纹紧固件的杆体之间具有径向间隙。
[0007]优选地，所述螺纹紧固件为双头螺柱，其一端与所述横梁金属座的台阶孔小尺寸段适配，其另一端位于侧梁外侧并套装适配有垫片和紧固螺母，以构建侧梁相对于横梁横向位移的限位。
[0008]优选地，所述垫片的中部穿装孔的近所述侧梁一侧具有轴向内凹形成的台阶部，所述台阶部与所述中部穿装孔之间形成台阶面，所述连接金属套筒的端面与所述台阶面之间具有轴向间隙，所述侧梁金属套筒的端面与所述垫片的端面之间具有轴向间隙。
[0009]优选地，所述连接金属套筒的端部插装于所述台阶部中。
[0010]优选地，所述侧梁金属套筒和所述连接金属套筒的适配表面之间具有径向间隙段，所述径向间隙段位于轴向中部；所述侧梁金属套筒的内壁和/或所述连接金属套筒的外壁上形成的径向凹部形成所述径向间隙段。
[0011]优选地，所述连接金属套筒通过冷缩工艺与所述侧梁金属套筒和所述横梁金属座的台阶孔大尺寸段过盈配合，所述横梁金属座通过粘接工艺与所述横梁固定。
[0012]本技术还提供一种转向架，包括横梁与侧梁组成的构架，所述横梁和所述侧
梁采用碳纤维复合材料制成，并采用如前所述的横梁与侧梁连接结构。
[0013]本技术还提供一种轨道车辆，包括如前所述的转向架。
[0014]基于横梁与侧梁连接区域为转向架构架高应力区域的特点，本技术提出了一种连接结构创新方案，具体地，本方案以横梁金属座和侧梁金属套筒作为基础固定结构，其中，横梁金属座嵌装固定在横梁端部安装止口内，侧梁金属套筒插装在所述侧梁的安装通孔中，通过连接金属套筒插装在横梁金属座和侧梁金属套筒，并形成可靠承载径向载荷的过盈配合关系；同时，利用穿装在侧梁金属套筒中并与横梁金属座螺纹连接的紧固件，构建侧梁相对于横梁的横向位移限位。如此设置，一方面，通过连接金属套筒承担横梁、侧梁间沿套筒径向形成的载荷，并通过螺纹紧固件形成轴向的紧固限位，以承担各方向的复杂载荷，具有较好的连接可靠性；另一方面，本方案通过侧梁金属套筒与侧梁安装通孔之间的过渡配合，且螺纹紧固件的组装及紧固过程中不会形成对主体结构的直接挤压，可规避横梁与纵梁主体承受过高的表面应力而造成的损伤。
[0015]在本技术的优选方案中，在连接金属套筒与螺纹紧固件的杆体之间配置有径向间隙。由此，在满足连接强度的前提下，可以避免螺纹紧固件的本体与连接金属套筒之间物理接触，从而避免螺纹紧固件受额外的径向载荷，承载状态下的螺纹紧固件只承受拉力作用，不受剪力作用，可进一步保证连接结构的可靠性。
[0016]在本技术的另一优选方案中，垫片中部穿装孔的近侧梁一侧具有轴向内凹形成的台阶部，组装完成后，连接金属套筒的端面与其台阶面之间具有轴向间隙，在满足横梁金属座与侧梁连接可靠性的基础上，可防止连接金属套筒运行时脱落，同时避免连接金属套筒承受不必要的轴向载荷；另外，侧梁金属套筒与垫片之间的轴向间隙提供了位移冗余空间，使得侧梁金属套筒在运行时具有微量位移，以获得良好的承载自适应能力，从而确保横梁与侧梁连接区域的整体承载能力。
附图说明
[0017]图1示出了具体实施方式所述转向架构架的整体结构示意图；
[0018]图2为图1中所示横梁与侧梁连接结构的A
‑
A剖面示意图；
[0019]图3为图2的B部放大图。
[0020]图中：
[0021]侧梁10、安装通孔101、横梁20、安装止口201；
[0022]横梁金属座1、台阶孔11、侧梁金属套筒2、径向凹部21、连接金属套筒3、径向凹部31、双头螺柱4、螺母5、垫片6、中部穿装孔61、台阶部62、台阶面63。
具体实施方式
[0023]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0024]不失一般性，本实施方式以图1所示转向架构架作为描述主体，详细说明其横梁与侧梁的连接结构。图中所示，两个侧梁10之间固定设置有两个横梁20，共同构成转向架的基础构架；其中，横梁20和侧梁10的主体延伸方向大致垂直，每个横梁20的两侧端部分别与两个侧梁2相对侧表面对接固定。应当理解，该转向架构架的侧梁10和横梁20的尺寸比例关
系，非本申请的核心专利技术点所在，对本申请所描述的横梁与侧梁连接结构未构成实质性限制。
[0025]请一并参见图2，该图为图1中所示横梁与侧梁连接结构的A
‑
A剖面示意图。
[0026]该横梁与侧梁连接结构包括两个基础连接构成：横梁金属座1和侧梁金属套筒2。结合图1和图2所示，横梁金属座1嵌装固定在横梁20的端部安装止口201内，对于采用碳纤维复合材料制成的横梁20，该横梁金属座1可采用钢材制成，具体采用粘接工艺将横梁金属座1固定在横梁20上，也即，横梁金属座1通过粘铆的方式与横梁20连接固定。侧梁金属套筒2插装在侧梁10的安装通孔101中，两者间过渡配合，对于采用碳纤维复合材料制成的侧梁10，可避免碳纤维受到过高的表面应力。
[0027]如图所示，连接金属套筒3插装在侧梁金属套筒2和横梁金属座1中。其中，横梁金属座1上开设有用于连接的台阶孔11，该台阶孔11配置为：其大尺寸段位于近侧梁10的一侧，以便连接金属套筒3插入台阶孔11的大尺寸段中；其小尺寸段具有内螺纹，用于与螺纹紧固件(4)适配。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.横梁与侧梁连接结构，其特征在于，包括：横梁金属座，嵌装固定在所述横梁的端部安装止口内，所述横梁金属座上开设有用于连接的台阶孔，所述台阶孔配置为：其大尺寸段位于近所述侧梁一侧，其小尺寸段具有内螺纹；侧梁金属套筒，插装在所述侧梁的安装通孔中，两者间过渡配合；连接金属套筒，插装在所述侧梁金属套筒和所述横梁金属座的台阶孔大尺寸段中，且所述连接金属套筒与所述侧梁金属套筒和所述横梁金属座之间均为过盈配合；螺纹紧固件，杆体插装在所述连接金属套筒中，且所述螺纹紧固件的一端具有与所述横梁金属座的台阶孔小尺寸段适配的外螺纹，其另一端可构建所述侧梁相对于所述横梁的横向位移限位。2.根据权利要求1所述的横梁与侧梁连接结构，其特征在于，所述连接金属套筒和所述螺纹紧固件均采用钛合金材料制成。3.根据权利要求1或2所述的横梁与侧梁连接结构，其特征在于，所述连接金属套筒与所述螺纹紧固件的杆体之间具有径向间隙。4.根据权利要求3所述的横梁与侧梁连接结构，其特征在于，所述螺纹紧固件为双头螺柱，其一端与所述横梁金属座的台阶孔小尺寸段适配，其另一端位于侧梁外侧并套装适配有垫片和紧固螺母，以构建所述侧梁相对于所述横梁的横向位移限位。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁叁叁，王晓明，张联合，陈东方，付宇，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：