一种轨道车辆及其车体和端底架的制作方法

本申请涉及轨道车辆技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆及其车体和端底架。

背景技术：

轨道车辆的车体包括底架，底架包括端底架和中间底架，端底架包括牵引梁、枕梁、缓冲梁等部件。端底架一般采用由牵引梁、枕梁和缓冲梁进行传力的中部传力结构，边梁的传力效果微薄。现有轨道车辆的车体强度标准需要满足抗压缩载荷大于800kn的地铁类不锈钢车体标准bsen12663-2以及抗压缩载荷大于1180kn的国内碳钢车体执行标准为tb/t1335。

现有端底架的牵引梁一般设置为封闭箱体结构，以便提高端底架和车体的承载能力和抗压缩能力，但是，此种结构的牵引梁在安装车钩以后，当轨道车辆发生碰撞时，车钩在封闭箱体结构的阻挡下不便于回退。

因此，当上述端底架面对压缩工况远大于上述标准要求的压缩工况(例如压缩3560kn)时，则无法满足抗压缩重承载要求，同时，现有牵引梁不能实现碰撞过程中车钩回退的功能。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种轨道车辆及其车体和端底架，该端底架通过整体结构进行传力以提高抗压缩重承载能力，并通过对车钩端横梁、牵引梁和车钩安装座的结构改进实现车钩回退的功能。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种端底架，该端底架包括车钩端横梁组件、左边梁、右边梁、枕梁以及传力梁组件；其中：

所述左边梁和所述右边梁并行排列；

沿所述左边梁的长度延伸方向，所述车钩端横梁组件、所述枕梁以及所述传力梁组件依次固定连接、且均与所述左边梁和所述右边梁固定连接；

所述车钩端横梁组件包括车钩端横梁、车钩安装座以及牵引梁；

所述车钩端横梁固定连接于所述左边梁和所述右边梁；

所述牵引梁固定连接于所述车钩端横梁与所述枕梁之间；

所述车钩安装座为中空结构，所述车钩安装座的一端部固定连接于所述车钩端横梁背离所述牵引梁的一侧表面、另一端部设置有用于安装车钩的安装面；

所述车钩端横梁设置有用于使所述车钩从所述车钩安装座朝向所述牵引梁方向回退时穿设的回退通孔；

所述牵引梁设置有用于容置回退的车钩的回退空间。

优选地，所述车钩安装座为矩形管状结构，所述车钩安装座设置有贯穿壁厚的多个压溃通孔。

优选地，所述压溃通孔沿所述车钩安装座的周向均匀分布。

优选地，所述压溃通孔设置于所述车钩安装座的棱边上。

优选地，所述左边梁和所述右边梁均为双层结构，并包括开口朝向所述牵引梁的u形槽钢边梁、用于封堵所述开口的立板、以及u形不锈钢边梁，所述u形不锈钢边梁套设在所述u形槽钢边梁背离所述牵引梁的一侧外周面。

优选地，沿所述u形槽钢边梁的长度延伸方向，在所述u型槽钢边梁与所述立板围成的边梁腔体内焊接有多个加强板。

优选地，所述车钩端横梁的底面突出设置有用于安装所述车钩安装座的车钩安装面板；所述回退通孔贯穿所述车钩安装面板设置。

优选地，在所述牵引梁朝向所述左边梁的一侧和朝向所述右边梁的一侧均固定连接有框架结构，所述框架结构包括固定连接的横梁和纵梁；

在所述框架结构与所述左边梁之间、所述框架结构与与所述右边梁之间、所述传力梁组件与所述左边梁之间、以及所述传力梁组件与所述右边梁之间均设置有垂直相交的地板横梁和地板纵梁；

在所述端底架的顶面焊接有不锈钢地板，所述不锈钢地板的边缘与所述左边梁、所述右边梁、所述牵引梁、所述枕梁、所述车钩端横梁以及所述传力梁组件之间均通过满焊工艺进行焊接连接。

优选地，所述地板横梁上设置有减重孔；所述地板纵梁为m形结构，并且所述地板纵梁与所述不锈钢地板之间采用点焊工艺进行焊接连接。

优选地，在所述不锈钢地板背离所述牵引梁的一侧表面焊接有多个加强筋板。

优选地，所述牵引梁包括第一立板、第二立板、顶板、隔板和底板；

所述第一立板和所述第二立板均与所述左边梁平行设置；

所述底板和所述顶板均沿水平方向设置、且焊接连接于所述第一立板和所述第二立板之间；

所述隔板焊接连接所述第一立板和所述第二立板，并且沿竖直方向位于所述底板和所述顶板之间。

优选地，所述第一立板和所述第二立板均为直角梯形板，沿从所述车钩端横梁朝向所述枕梁的方向，所述第一立板和所述第二立板的高度均逐渐减小。

另外，本申请实施例还提供了一种车体，该车体包括上述技术方案提供的任意一种端底架以及安装于所述端底架上的车钩。

本申请实施例还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述技术方案提供的车体。

采用本申请实施例中提供的轨道车辆及其车体和端底架，具有以下有益效果：

第一，由于该端底架设置有依次固定连接的车钩端横梁组件、枕梁以及传力梁组件，并且车钩端横梁组件、枕梁以及传力梁组件均与左、右边梁固定连接，车钩端横梁组件包括车钩安装座、车钩端横梁和牵引梁，因此，在端底架受到压缩力的时候，不仅能够通过由牵引梁、枕梁以及传力梁组件构成的中部传力路径进行压缩力的传递，还能通过车钩端横梁和边梁通过两侧边传力路径进行压缩力的传递，同时，通过左、右边梁也增加了端底架的结构强度，能够通过整体结构进行传力以提高抗压缩重承载能力。

第二，由于端底架的车钩安装座为中空结构，车钩端横梁设置有用于车钩回退时穿设的回退通孔，并且牵引梁设置有用于容置回退的车钩的回退空间，由于车钩安装座、车钩端横梁和牵引梁均为车钩设置了回退的空间，在轨道车辆发生碰撞时，车钩能够在碰撞能量的作用下破坏车钩安装座，并进入车钩端横梁上的回退通孔和/或牵引梁的回退空间中，使得车钩能够进行回退，对碰撞能量进行吸收，以降低碰撞带来的损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的端底架的立体结构示意图；

图2为图1中提供的端底架的另一角度的立体结构示意图；

图3为图1中提供的端底架的车钩端横梁组件立体结构示意图；

图4为图1中提供的端底架的左边梁的立体结构示意图；

图5为图4中提供的左边梁的a-a的剖面结构示意图。

附图标记：

1-端底架；11-车钩端横梁组件；12-左边梁；13-右边梁；14-枕梁；15-传力梁组件；16-地板横梁；17-地板纵梁；18-不锈钢地板；19-加强筋板；

111-车钩端横梁；112-车钩安装座；113-牵引梁；114-框架结构；121-u形槽钢边梁；122-立板；123-u形不锈钢边梁；124-加强板；161-减重孔；

1111-车钩安装面板；1121-安装面；1122-压溃通孔；1131-回退空间；1132-第一立板；1133-第二立板；1134-隔板；1135-底板。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中，轨道车辆可以为内燃机车或电力机车，还可以为动车组、地铁、轻轨或有轨电车等；将轨道车辆的宽度方向称为横向方向，将轨道车辆行驶方向称为纵向，将竖直方向称为垂向。

本申请实施例提供了一种端底架1，如图1和图2结构所示，该端底架1包括车钩端横梁组件11、左边梁12、右边梁13、枕梁14以及传力梁组件15；其中：左边梁12和右边梁13并行排列；沿左边梁12的长度延伸方向，车钩端横梁组件11、枕梁14以及传力梁组件15依次固定连接、且均与左边梁12和右边梁13固定连接；如图3结构所示，车钩端横梁组件11包括车钩端横梁111、车钩安装座112以及牵引梁113；车钩端横梁111固定连接于左边梁12和右边梁13；牵引梁113固定连接于车钩端横梁111与枕梁14之间；车钩安装座112为中空结构，车钩安装座112的一端部固定连接于车钩端横梁111背离牵引梁113的一侧表面、另一端部设置有用于安装车钩的安装面1121；车钩端横梁111设置有用于使车钩从车钩安装座112朝向牵引梁113方向回退时穿设的回退通孔；牵引梁113设置有用于容置回退的车钩的回退空间1131。

上述端底架1用于轨道车辆，并设在车体的端部；端底架1用于安装转向架和车钩，通过车钩能够实现各节车厢之间的连挂和编组，通过转向架能够实现车厢沿轨道的移动，端底架1为车体上十分重要的一个部件。

由于该端底架1设置有依次固定连接的车钩端横梁组件11、枕梁14以及传力梁组件15，并且车钩端横梁组件11、枕梁14以及传力梁组件15均与左、右边梁13固定连接，车钩端横梁组件11包括车钩安装座112、车钩端横梁111和牵引梁113，因此，在端底架1受到压缩力的时候，不仅能够通过由牵引梁113、枕梁14以及传力梁组件15构成的中部传力路径进行压缩力的传递，还能通过车钩端横梁111和边梁通过两侧边传力路径进行压缩力的传递，牵引梁113与边梁在与轨道车辆的车体运行方向保持一致，有利于力的传递，同时，通过左、右边梁13也增加了端底架1的结构强度，能够通过整体结构进行传力以提高抗压缩重承载能力。

由于端底架1的车钩安装座112为中空结构，车钩端横梁111设置有用于车钩回退时穿设的回退通孔，并且牵引梁113设置有用于容置回退的车钩的回退空间1131，由于，车钩安装座112、车钩端横梁111和牵引梁113均为车钩设置了回退的空间，在轨道车辆发生碰撞时，车钩能够在碰撞能量的作用下破坏车钩安装座112，并进入车钩端横梁111上的回退通孔和/或牵引梁113的回退空间1131中，使得车钩能够进行回退，对碰撞能量进行吸收，以降低碰撞带来的损失。

一种具体的实施方式中，如图1和图2结构所示，车钩安装座112为矩形管状结构，为了方便车钩安装座112与车钩安装面板1111和车钩的连接，在车钩安装座112的两端可以分别设置有连接用法兰盘，车钩安装座112设置有贯穿壁厚的多个压溃通孔1122。压溃通孔1122沿车钩安装座112的周向均匀分布。在车钩安装座112的每个棱边上均设置有压溃通孔1122，压溃通孔1122可以设置在车钩安装座112的棱边上，也可以设置在车钩安装座112的侧面上，即，压溃通孔1122的设置位置和设置数量可以根据实际情况进行确定，不限于图1和图2中结构所示的车钩安装座112。车钩安装座112可以为中空铸钢件。

由于车钩安装座112为矩形管状结构，即，车钩安装座112为中空结构，同时在车钩安装座112的壁上设置有压溃通孔1122，因此，使得车钩安装座112在满足车钩安装要求的情况下，在轨道车辆发生碰撞时，使车钩在碰撞能量的作用下挤压车钩安装座112，使车钩安装座112发生挤压变形，通过车钩安装座112的变形吸收碰撞能量，当碰撞能量较大时，车钩被挤压回退，直到车钩被挤压进入到牵引梁113的回退空间1131内，满足轨道车辆碰撞过程中车钩回退的使用要求，并通过车钩回退过程中的挤压变形吸收碰撞能量，提高轨道车辆内乘客的安全性，降低碰撞过程轨道车辆产生的损失。

如图4和图5结构所示，左边梁12和右边梁13均为双层结构，并包括开口朝向牵引梁113的u形槽钢边梁121、用于封堵开口的立板122、以及u形不锈钢边梁123，u形不锈钢边梁123套设在u形槽钢边梁121背离牵引梁113的一侧外周面。沿u形槽钢边梁121的长度延伸方向，在u型槽钢边梁与立板122围成的边梁腔体内焊接有多个加强板124。如图1、图4和图5结构所示，左边梁12和右边梁13均包括开口朝向牵引梁113的u型槽钢边梁，并在u型槽钢边梁的开口处焊接有立板122，使边梁的横截面形成矩形结构，以提高边梁的结构强度和刚度，进而提高边梁的承载能力；同时，构成边梁的u型槽钢边梁和立板122均可以采用一体成型结构，即，u型槽钢边梁和立板122均为整体结构，无需焊接连接，不仅减少了焊接工作量，还有利于提高边梁的平直度等各种参数。由于左边梁12和右边梁13采用了相同的组成结构，并且左边梁12和右边梁13对称设置，在本申请实施例的图4和图5中仅以左边梁12为示例进行了具体结构和剖面结构的展示，右边梁13的结构可以参考图4和图5中左边梁12的结构示意图。

上述左、右边梁13采用双层结构，不仅包括碳钢材料制成的u形槽钢边梁121，还包括套设在u形槽钢边梁121外部且用不锈钢材料制成的u形不锈钢边梁123，u形不锈钢边梁123与u形槽钢边梁121焊接连接在一起；在车体装配过程中，通过u形不锈钢边梁123便于与侧墙的不锈钢墙板之间进行焊接，通过u形槽钢边梁121便于和车钩端横梁111、枕梁14、传力梁等碳钢部件的焊接连接，因此，采用双层结构的左边梁12和右边梁13特别适用于不锈钢车体；通过设置在边梁内侧的立板122和加强板124，可以使边梁的整个结构构成一个稳定的箱体结构，能极大提升车钩抗压缩的性能，使车体结构可以达到可以满足重压缩工况(例如压缩3560kn工况)的承载要求。

为了提高端底架1的抗压缩强度和承载能力，如图3结构所示，车钩端横梁111的底面突出设置有用于安装车钩安装座112的车钩安装面板1111；车钩安装面板1111与车钩端横梁111为一体成型结构，车钩端横梁111可以采用铸造、锻造、焊接等工艺制成；回退通孔贯穿车钩安装面板1111设置。

由于在车钩端横梁111的底面突出设置有车钩安装面板1111，并在车钩安装面板1111上设置有用于车钩回退的回退通孔，回退通孔与车钩安装座112的位置相对应，以便在轨道车辆发生碰撞的时候，车钩能够在碰撞能量的作用下被挤压通过回退通孔而进入牵引梁113的回退空间1131，防止因车钩不能回退而对轨道车辆或乘客产生二次伤害，以尽量减小碰撞带来的损失。

如图1和图3结构所示，在牵引梁113朝向左边梁12的一侧和朝向右边梁13的一侧均固定连接有框架结构114，框架结构114包括固定连接的横梁和纵梁；如图1结构所示，在牵引梁113朝向边梁的两侧均设置有框架结构114，框架结构114包括横梁和纵梁，通过固定连接的横梁和纵梁提高牵引梁113的结构强度和刚度，从而提高端底架1的结构强度和刚度，并使端底架1能够通过全部截面进行力的传递，减小单位面积承受的压缩力和载荷，减小端底架1的压缩变形；对于框架结构114中的横梁和纵梁的设置数量、位置不做具体限定，可以根据需求确定具体位置和数量；

在框架结构114与左边梁12之间、框架结构114与与右边梁13之间、传力梁组件15与左边梁12之间、以及传力梁组件15与右边梁13之间均设置有垂直相交的地板横梁16和地板纵梁17；如图1结构所示，通过垂直相交的地板横梁16和地板纵梁17不仅方便不锈钢地板18的安装和焊接固定，还能够将牵引梁113与边梁、枕梁14与车钩端横梁111、枕梁14与传力梁、边梁与传力梁之间进行进一步的加固，使整个端底架1的各部件之间连接牢固，形成一个坚固地整体结构；同理，对于地板横梁16和地板纵梁17的设置位置、数量、尺寸均不作具体限定，可以根据需求确定具体位置、数量和尺寸；

在端底架1的顶面焊接有不锈钢地板18，不锈钢地板18的厚度可以为1mm～3mm，如：1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm，为了提高不锈钢地板18的强度，可以采用波纹地板，也可以在不锈钢地板18的一侧表面焊接加强筋板19，如图1和图2结构所示，在不锈钢地板18背离牵引梁113的一侧表面焊接有多个加强筋板19，为了减小不锈钢地板18的焊接变形，不锈钢地板18与地板横梁16、地板纵梁17和加强筋板19之间采用点焊工艺进行焊接。

不锈钢地板18的边缘与左边梁12、右边梁13、牵引梁113、枕梁14、车钩端横梁111以及传力梁组件15之间均通过满焊工艺进行焊接连接。由于不锈钢地板18的边缘与左边梁12、右边梁13、牵引梁113、枕梁14、车钩端横梁111以及传力梁组件15之间均采用满焊，能够将不锈钢地板18的上下两层空间进行密封、隔离，为整个车体的内、外密封做好准备。

如图1和图3结构所示，地板横梁16上设置有减重孔161；地板横梁16上设置的减重孔161可以为椭圆形减重孔，还可以为圆形减重孔；地板横梁16上设置有多个减重孔161，通过设置的减重孔161能够减轻地板横梁16的重量，进而实现端底架1的轻量化，采用椭圆形减重孔161和圆形减重孔161能够防止应力集中、延长地板横梁16的使用寿命。地板纵梁17为m形结构，并且地板纵梁17与不锈钢地板18之间采用点焊工艺进行焊接连接。为了减小不锈钢地板18在焊接过程中的变形量，地板纵梁17与不锈钢地板18之间采用点焊焊接。

如图1和图3结构所示，牵引梁113包括第一立板1132、第二立板1133、顶板、隔板1134和底板1135；第一立板1132和第二立板1133均与左边梁12平行设置；第一立板1132和第二立板1133均为直角梯形板，沿从车钩端横梁111朝向枕梁14的方向，第一立板1132和第二立板1133的高度均逐渐减小；底板1135和顶板均沿水平方向设置、且焊接连接于第一立板1132和第二立板1133之间；隔板1134焊接连接第一立板1132和第二立板1133，并且沿竖直方向位于底板1135和顶板之间。

上述牵引梁113采用多个板件焊接制成，并形成具有开口的箱形结构，使得牵引梁113在正常工作过程中具有较高的结构强度和刚度，而在轨道车辆发生碰撞过程中，使车钩在碰撞能量的挤压下能够顺利地从端底架1外侧回退到牵引梁113一侧。

在上述各种实施例中，固定连接可以为焊接、铆接、紧固件连接、螺纹连接等各种连接方式；车钩用于两个相邻车厢之间的连接。

实施例二

本申请实施例还提供了一种车体(图中未示出)，该车体包括上述实施例提供的任意一种端底架1以及安装于端底架1上的车钩。

实施例三

本申请实施例还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述实施例提供的车体。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。