一种轨道列车、转向架和构架的制作方法

1.本实用新型涉及转向架技术领域，特别涉及一种轨道列车、转向架和构架。


背景技术：

2.近几年随着高速铁路的发展，整车轻量化、节能环保已成为下一代高速列车技术发展的方向。
3.其中，转向架重量的降低能够有效降低整车轴重，提高载客量，同时还能够降低整车能耗。构架作为转向架中重量占比最大的部件，其重量大小直接影响整车轻量化高低。
4.构架是转向架的关键承载部件之一，不仅仅将转向架各零部件连接成一个整体，还承受和传递各种作用力，其结构、形状和尺寸大小都应满足各零部件组装的要求。目前转向架的构架主要采用铸钢铸造、型钢(锻钢)拼焊的型式来生产，由于钢制材料密度较大，使得构架的整体质量较大。
5.因此，如何降低转向架的构架重量，以实现整车轻量化设计，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种转向架的构架，降低转向架的构架重量，以实现整车轻量化设计。此外，本实用新型还提供了一种具有上述构架的转向架和具有该转向架的轨道列车。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种转向架的构架，包括：侧梁和横梁；所述侧梁包括第一侧梁端部、侧梁中部和第二侧梁端部，
9.其中，所述第一侧梁端部、所述侧梁中部、所述第二侧梁端部和所述横梁均为钛合金整体铸造结构件。
10.优选的，上述的转向架的构架中，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部关于所述侧梁中部对称。
11.优选的，上述的转向架的构架中，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部均为平直结构段，所述侧梁中部为两端为向水平方向弯曲的弯曲结构段，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部分别与所述侧梁中部的两端连接。
12.优选的，上述的转向架的构架中，所述第一侧梁端部、所述第二侧梁端部和所述侧梁中部的两端均铸造并机加工有焊接接口，所述第一侧梁端部、所述侧梁中部和所述第二侧梁端部依次通过焊接接口对接焊接。
13.优选的，上述的转向架的构架中，所述侧梁中部的两端的弯曲面上均开设有第一通孔，所述第一通孔与所述侧梁中部的内部连通，用于维修所述侧梁中部的内部结构；
14.所述侧梁还包括用于封堵所述第一通孔的第一封堵件。
15.优选的，上述的转向架的构架中，所述横梁开设有第二通孔，所述第二通孔与所述
横梁的内部连通，用于维修横梁的内部结构；
16.所述横梁还包括用于封堵所述第二通孔的第二封堵件。
17.优选的，上述的转向架的构架中，所述第二通孔为两个，并且分布在所述横梁的与所述侧梁垂直的侧边上。
18.优选的，上述的转向架的构架中，所述侧梁中部和所述横梁上均铸造并加工有对接接口，所述侧梁中部的对接接口和所述横梁的对接接口对齐焊接。
19.一种转向架，包括构架，所述构架为上述任一项所述的构架。
20.一种轨道列车，包括转向架，所述转向架为上述所述的转向架。
21.本实用新型提供了一种轨道列车的转向架的构架，将第一侧梁端部、侧梁中部和第二侧梁端部以及横梁均设置为钛合金整体铸造结构件，可降低各结构件的重量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例中公开的转向架的构架的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例中公开的转向架的构架的爆炸图；
25.图3为本实用新型实施例中公开的转向架的构架的侧梁的爆炸图；
26.图4为本实用新型实施例中公开的转向架的构架侧梁中部的爆炸图；
27.图5为本实用新型实施例中公开的转向架的构架横梁的爆炸图。
具体实施方式
28.本实用新型公开了一种转向架的构架，降低转向架的构架重量，以实现整车轻量化设计。此外，本实用新型还提供了一种具有上述构架的转向架和具有该转向架的轨道列车。
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
31.由于目前的高速动车组的转向架的构架大部分采用板材焊接工艺进行组对制造，但是，采用锻钢焊接的构架重量较大，不利于轻量化设计。
32.鉴于上述问题，本技术公开了一种轨道列车的转向架的构架，如图1所示，转向架的构架包括：侧梁1和横梁2，其中，侧梁1为两个，平行且相对布置，横梁2连接在两个侧梁1之间，并且两个侧梁1关于横梁2对称布置。
33.具体的，本技术中的侧梁1包括第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13。
其中，第一侧梁端部11和第二侧梁端部13关于侧梁中部12对称布置。
34.其中，第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13以及横梁2均为钛合金整体铸造结构件。
35.需要说明的是，本方案中的第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13以及横梁2在生产时，需要先单独的整体铸造出基本结构，然后再通过机加工的方式加工出第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13以及横梁2的实际结构和尺寸。
36.由于钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能优异、高温强度及低温韧性良好等性能特点。本技术中将第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13以及横梁2均设置为钛合金整体铸造结构件，可降低各结构件的重量。
37.根据构架结构复杂且尺寸较大的特点，本方案中将该构架分成两个侧梁1和横梁2，即构架共有三个主要部分。将构架拆分成三个部分，可保证横梁2和侧梁1满足最大铸造尺寸要求，同时也使得横梁2与侧梁1之间焊缝具有良好的可达性和焊透性。
38.为了降低构架的侧梁1铸造工艺的复杂程度以及提高连接处焊接的可达性和焊透性，本方案中将侧梁1分成第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13。
39.需要说明的是，侧梁1和横梁2的形状和尺寸可根据现有技术设定，其中，侧梁1和横梁2连接位置可参照现有侧梁1和横梁2的连接位置，在此不具体限定。
40.此外，上述的第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13的拆分原则是保证第一侧梁端部11和侧梁中部12的连接位置处于水平面上。本方案中，第一侧梁端部11和第二侧梁端部13为侧梁1的平直结构段，而侧梁中部12为弯曲结构段，且该弯曲结构段的端部向水平方向弯曲。
41.连接时，第一侧梁端部11和第二侧梁端部13分别与侧梁中部12的端部的连接，形成侧梁1两侧的水平段。
42.生产时，对上述横梁2、第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13均采用钛合金整体铸造，铸造过程中将保留构架上所有安装座的轮廓和机加工余量。
43.为了保证铸造钛合金表面的质量，本技术中在侧梁中部12上开设有第一通孔15，具体的，通过第一通孔15可检查侧梁中部12内部的缺陷并能够通过第一通孔15对侧梁中部12内部的缺陷进行处理。此外，在横梁2上开设有第二通孔21，具体的，通过第二通孔21可检查横梁2内部的缺陷并能够通过第二通孔21对横梁2内部的缺陷进行处理。
44.对于第一通孔15为两个，并分布于侧梁中部12两侧的弯曲面上，两个第一通孔15对称布置。对于第一通孔15可为沿侧梁中部12长度方向延伸的腰型孔。
45.当然，第一通孔15还可为其他形状，只要能够通过该孔展示侧梁中部12内部的筋板结构等是否有缺陷。
46.对于第二通孔21为两个，并分布于横梁2上，两个第二通孔21对称布置。结合图1和图5所示，第二通孔21位于横梁2中与侧梁1垂直的侧边上，并且第二通孔21与横梁2中与侧梁1垂直的侧边一一对应，并且第二通孔21为腰型孔，并且第二通孔21在横梁2上的延伸方向垂直于侧梁1。
47.需要说明的是，侧梁1还具有用于封堵侧梁中部12上的第一通孔15的第一封堵件14。对于第一封堵件14的形状与尺寸与第一通孔15的形状与尺寸相同，以保证第一封堵件14能够完全遮挡第一通孔15，并且不会对侧梁1的外观产生影响，以保证侧梁1表面的光滑
性。
48.本方案中的第一封堵件14与第一通孔15一一对应，并焊接连接，以保证得到完整的侧梁中部12。
49.此外，横梁2还具有用于封堵第二通孔21的第二封堵件22。对于第二封堵件22的形状和尺寸与第二通孔21的形状和尺寸相同，以保证第二封堵件22能够完全遮挡第二通孔21，并且不会在横梁2的表面产生凸起，以保证横梁2表面的光滑性。
50.本方案中的第二封堵件22与第二通孔21一一对应，并焊接连接，以保证得到完整的横梁2。
51.在对横梁2、第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13采用上述加工方式得到铸造的横梁2、第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13后，再通过焊接的方式将第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13焊接成侧梁1，然后再将侧梁1与横梁2焊接连接。
52.具体的，第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13的连接位置均铸造并机加工有焊接接口，第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13的焊接接口均为矩形接口，第一侧梁端部11、侧梁中部12和第二侧梁端部13依次焊接，并为对焊接接口对齐焊接。
53.此外，侧梁中部12和横梁2均铸造并机加工有对齐焊接的对接接口，侧梁中部12和横梁2的对接接口均为矩形接口，侧梁中部12和横梁2的对接接口对齐并焊接。
54.对上述整体焊接的构架的装配安装面进行机加工，从而得到所需尺寸和形状的构件，并将机加工得到的构架安装到转向架上使用。
55.对上述的构架进行静强度和疲劳强度仿真分析，在超常载荷工况下，侧梁1和横梁2的母材最大应力为348.3mpa，焊缝最大应力为137.2mpa；运营载荷工况下，侧梁1和横梁2的母材最大应力为191.1mpa，焊缝最大应力为85.5mpa。经过分析，该钛合金铸造的构架强度满足实际运营要求。
56.此外，本技术还公开了一种转向架，包括构架，具体的，该构架为上述实施例中公开的构架，因此，具有上述构架的转向架也具有上述所有技术效果，再在此不再一一赘述。
57.另外，本技术还公开了一种轨道列车，包括转向架，具体的，该转向架为上述实施例中公开的转向架，因此，具有上述转向架的轨道列车也具有上述所有技术效果，再在此不再一一赘述。
58.如本实用新型和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种转向架的构架，其特征在于，包括：侧梁和横梁；所述侧梁包括第一侧梁端部、侧梁中部和第二侧梁端部，其中，所述第一侧梁端部、所述侧梁中部、所述第二侧梁端部和所述横梁均为钛合金整体铸造结构件。2.根据权利要求1所述的转向架的构架，其特征在于，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部关于所述侧梁中部对称。3.根据权利要求2所述的转向架的构架，其特征在于，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部均为平直结构段，所述侧梁中部为两端为向水平方向弯曲的弯曲结构段，所述第一侧梁端部和所述第二侧梁端部分别与所述侧梁中部的两端连接。4.根据权利要求3所述的转向架的构架，其特征在于，所述第一侧梁端部、所述第二侧梁端部和所述侧梁中部的两端均铸造并机加工有焊接接口，所述第一侧梁端部、所述侧梁中部和所述第二侧梁端部依次通过焊接接口对接焊接。5.根据权利要求3所述的转向架的构架，其特征在于，所述侧梁中部的两端的弯曲面上均开设有第一通孔，所述第一通孔与所述侧梁中部的内部连通，用于维修所述侧梁中部的内部结构；所述侧梁还包括用于封堵所述第一通孔的第一封堵件。6.根据权利要求1所述的转向架的构架，其特征在于，所述横梁开设有第二通孔，所述第二通孔与所述横梁的内部连通，用于维修横梁的内部结构；所述横梁还包括用于封堵所述第二通孔的第二封堵件。7.根据权利要求6所述的转向架的构架，其特征在于，所述第二通孔为两个，并且分布在所述横梁的与所述侧梁垂直的侧边上。8.根据权利要求1所述的转向架的构架，其特征在于，所述侧梁中部和所述横梁上均铸造并加工有对接接口，所述侧梁中部的对接接口和所述横梁的对接接口对齐焊接。9.一种转向架，包括构架，其特征在于，所述构架为如权利要求1至8任一项所述的构架。10.一种轨道列车，包括转向架，其特征在于，所述转向架为如权利要求9所述的转向架。

技术总结
本实用新型公开了一种轨道列车、转向架和构架，构架包括：侧梁和横梁；所述侧梁包括第一侧梁端部、侧梁中部和第二侧梁端部，其中，所述第一侧梁端部、所述侧梁中部、所述第二侧梁端部和所述横梁均为钛合金整体铸造结构件。将第一侧梁端部、侧梁中部和第二侧梁端部以及横梁均设置为钛合金整体铸造结构件，可降低各结构件的重量。件的重量。件的重量。


技术研发人员：李洪强 刘兆金 付媛媛 战力超
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：2022.11.25
技术公布日：2023/4/20