一种轻量化车体端部底架结构的制作方法

本发明涉及轨道列车车体结构，尤其涉及一种轻量化车体端部底架结构。

背景技术：

1、随着动车组技术的不断发展，更高速度、更加节能、更加安全成为新型动车组研制的目标，这些目标聚焦为车辆的轻量化，减轻重量成为实现目标的重中之重的工作，车体结构作为重要的承载部件，其重量在整车中的占比达30％左右，而端部底架结构在车体结构的重量占比10％以上，既有端部底架结构无法满足轻量化要求，由此造成动力能耗大，运行成本高的问题；同时既有端部底架结构轻量化后将对强度产生影响，为有效解决此问题，研制新型轻量化车体端部底架结构，在保证强度的前提下解决车体结构重量问题极为迫切。

技术实现思路

1、以节省材料成本、节约能源为目的，在保证强度和其他系统安装接口不变的前提下，解决车体端部底架结构轻量化的问题，进一步减轻车体重量，降低能耗和运营成本。

2、为达到上述目的，本发明提供一种轻量化车体端部底架结构，本发明结构包括端板组成、两个缓冲梁组成、车钩安装座、两个牵引梁组成、枕梁座、上盖板、下盖板组成和车端减振器座，所述的两个缓冲梁组成对称布置，缓冲梁组成前部与端板组成焊接固连，后部与车钩安装座焊接固连，所述的两个牵引梁单元通过焊接固连并对称布置于车钩安装座的两侧，与对应的上盖板和下盖板组成随形配合组焊在一起，形成一个整体框架承载结构，所述的枕梁座与上盖板组焊在一起，所述的车端减振器座前部与端板组成焊接在一起，下面与车体底架地板焊接在一起，形成一个整体承载结构。

3、进一步的，所述端板组成包括横梁、端板、过线孔座及补强件，所述的横梁和端板均采用铝合金型材，过线孔座及补强件采用铝合金板材，各个零部件均采用焊接固连。

4、进一步的，所述缓冲梁组成由两个侧部立板、两块上部型材和一块下部封板组成，各部分通过焊接固连形成一个方筒结构，所述的侧部立板采用铝合金型材结构，集成水箱安装座一体成型，两块上部型材采用变厚度设计并组焊在一起，增强刚度，同时也做为车体地板的一部分，下部封板采用10mm的铝合金板材。

5、进一步的，所述车钩安装座为整体挤压板材结构，通过机加工形成，车钩安装座采用了80mm的铝合金板材，中间开有ψ200圆孔。

6、进一步的，所述牵引梁组成包括上牵引梁单元和下牵引梁单元，所述的上牵引梁单元和下牵引梁单元均由铝合金型材挤压而成，宽度设置为290mm，上牵引梁单元集成有车钩安装座补强座、上盖板焊接接口以及与端部地板的焊接接口，下牵引梁单元集成有车钩安装座补强座和水箱安装座，这些集成结构均通过型材挤压一体成型，避免了焊接结构造成应力集中现象。

7、进一步的，所述的两个牵引梁组成分别集成有mig焊焊接接头，两个牵引梁组成通过焊接固连并对称布置于车钩安装座的两侧，与对应的上盖板和下盖板组成随形配合组焊在一起，形成一个整体框架承载结构。

8、进一步的，所述枕梁座为铝合金型材结构，集成有管路通过孔和线缆通过孔。

9、进一步的，所述上盖板由铝合金板制成，板材厚度为10mm，四周开焊接坡口，与车钩安装座、两个牵引梁组成、枕梁座组焊在一起，形成一个整体承载结构，同时也做为车体地板的一部分。

10、进一步的，所述下盖板组成由上弧板和下弧板组成，两部分均由铝合金板材一体成型，上弧板厚度为12mm，圆弧半径为300mm，下弧板厚度为18mm，圆弧半径为400mm，与水平面夹角均为27度，上弧板和下弧板通过焊接固连，并在板的中间开有孔，该孔的作用一是为了减轻重量，二是为了保证内部焊接的可达性和和焊接质量。

11、进一步的，所述车端减振器座由铝合金型材制成，采用了变厚度设计，型材中间固定减振器的厚度为16mm，两边厚度为8mm，后部筋板为10mm。

12、设计一种轻量化车体端部底架结构，通过结构轻量化设计手段在保证结构强度和其他系统安装接口不变的情况下，开展合理的材料选型设计、均匀的应力分布设计和优化的力流传递路径设计，发明一种全新的车体端部底架结构，在符合强度标准和设备接口的情况下，较原结构减重15％以上，既有车体端部底架结构应力分布不均匀，结构复杂，局部存在应力较大的现象，单台重量约540kg；而新型车体端部底架结构采用轻量化设计手段，在保证强度和安装接口不变的情况下，使端部底架受力更加均匀，力流传递路径更加合理，单台重量约420kg，材料成本节约5000元(每台车有两台端部底架，节约费用约1万元)。

技术特征：

1.一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，本发明结构包括端板组成、两个缓冲梁组成、车钩安装座、两个牵引梁组成、枕梁座、上盖板、下盖板组成和车端减振器座，所述的两个缓冲梁组成对称布置，缓冲梁组成前部与端板组成焊接固连，后部与车钩安装座焊接固连，所述的两个牵引梁单元通过焊接固连并对称布置于车钩安装座的两侧，与对应的上盖板和下盖板组成随形配合组焊在一起，形成一个整体框架承载结构，所述的枕梁座与上盖板组焊在一起，所述的车端减振器座前部与端板组成焊接在一起，下面与车体底架地板焊接在一起，形成一个整体承载结构。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述端板组成包括横梁、端板、过线孔座及补强件，所述的横梁和端板均采用铝合金型材，过线孔座及补强件采用铝合金板材，各个零部件均采用焊接固连。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述缓冲梁组成由两个侧部立板、两块上部型材和一块下部封板组成，各部分通过焊接固连形成一个方筒结构，所述的侧部立板采用铝合金型材结构，集成水箱安装座一体成型，两块上部型材采用变厚度设计并组焊在一起，增强刚度，同时也做为车体地板的一部分，下部封板采用10mm的铝合金板材。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述车钩安装座为整体挤压板材结构，通过机加工形成，车钩安装座采用了80mm的铝合金板材，中间开有ψ200圆孔。

5.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述牵引梁组成包括上牵引梁单元和下牵引梁单元，所述的上牵引梁单元和下牵引梁单元均由铝合金型材挤压而成，宽度设置为290mm，上牵引梁单元集成有车钩安装座补强座、上盖板焊接接口以及与端部地板的焊接接口，下牵引梁单元集成有车钩安装座补强座和水箱安装座，这些集成结构均通过型材挤压一体成型，避免了焊接结构造成应力集中现象。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述的两个牵引梁组成分别集成有mig焊焊接接头。

7.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述枕梁座为铝合金型材结构，集成有管路通过孔和线缆通过孔。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述上盖板由铝合金板制成，板材厚度为10mm，四周开焊接坡口，与车钩安装座、两个牵引梁组成、枕梁座组焊在一起，形成一个整体承载结构，同时也做为车体地板的一部分。

9.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述下盖板组成由上弧板和下弧板组成，两部分均由铝合金板材一体成型，上弧板厚度为12mm，圆弧半径为300mm，下弧板厚度为18mm，圆弧半径为400mm，与水平面夹角均为27度，上弧板和下弧板通过焊接固连，并在板的中间开有孔。

10.根据权利要求1所述的一种轻量化车体端部底架结构，其特征在于，所述车端减振器座由铝合金型材制成，采用了变厚度设计，型材中间固定减振器的厚度为16mm，两边厚度为8mm，后部筋板为10mm。

技术总结本发明提供一种轻量化车体端部底架结构，本发明结构包括端板组成、两个缓冲梁组成、车钩安装座、两个牵引梁组成、枕梁座、上盖板、下盖板组成和车端减振器座，本发明通过结构轻量化设计手段在保证结构强度和其他系统安装接口不变的情况下，开展合理的材料选型设计、均匀的应力分布设计和优化的力流传递路径设计，发明一种全新的车体端部底架结构，在符合强度标准和设备接口的情况下，较原结构减重15％以上，既有车体端部底架结构应力分布不均匀，结构复杂，局部存在应力较大的现象，单台重量约540Kg。技术研发人员：于庆斌,白兆阳,史赫,刘青波受保护的技术使用者：中车长春轨道客车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11