横梁及其与边梁的连接结构、设备舱及轨道车辆的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种横梁及其与边梁的连接结构、设备舱及轨道车辆。

背景技术：

随着复合材料的发展和轨道车辆轻量化的发展趋势，轨道车辆上的各构件用复合材料制作成为趋势。

目前不，设备舱骨架的各构件也开始用复合材料制作，比如设备舱骨架的横梁和边梁等，如此，就需要设计符合轨道车辆要求的横梁结构形式，以及用复合材料制成横梁和边梁后，横梁和边梁的连接结构也需要适应性变化。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种设备舱的横梁，所述横梁由复合材料制成，包括一体成型的梁顶壁、两个梁侧壁和梁底壁，所述梁顶壁、两个所述梁侧壁和所述梁底壁围合形成有空腔；所述梁底壁的端部具有向对应所述梁侧壁外侧延伸的延伸壁部。

如上所述的设备舱的横梁，所述梁侧壁包括与所述梁顶壁连接的上侧壁部、与所述梁底壁连接的下侧壁部以及连接所述上侧壁部和所述下侧壁部的过渡壁部，所述下侧壁部相对所述上侧壁部靠近所述空腔的中心，所述下侧壁部、所述延伸壁部和所述过渡壁部形成内凹结构。

如上所述的设备舱的横梁，所述延伸壁部的厚度大于所述梁顶壁的厚度，也大于所述梁侧壁的厚度，还大于所述梁底壁位于两个所述梁侧壁之间的部分的厚度。

本实用新型还提供一种设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述横梁为上述任一项所述的横梁，所述边梁为复合材料制成的边梁，所述横梁与所述边梁垂直设置，所述边梁包括靠近所述横梁的竖直壁和自所述竖直壁的顶边向远离所述横梁方向倾斜的倾斜壁；

所述连接结构包括连接件，所述连接件包括与所述边梁配合的第一部分和与所述横梁配合的第二部分，所述第一部分和所述第二部分固设为一体；

所述第一部分包括第一板，所述第一板的底边的两端部分别向下弯折形成第二板，所述第一板与所述倾斜壁贴合固定，所述第二板与所述竖直壁贴合固定；

所述第二部分包括与所述第一板的底边的中部连接的顶板和位于所述顶板两侧的侧板，两所述侧板分别与对应侧的所述第二板连接，所述顶板和两个所述侧板形成u形结构，以便倒扣在所述横梁上，所述顶板与所述梁顶壁贴合固定，所述侧板与所述梁侧壁贴合固定。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述侧板与对应侧的所述第二板之间通过圆滑的过渡板连接。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述连接件为复合材料制的一体成型件。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述顶板与两所述侧板之间均形成有开口槽。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述顶板和所述侧板均通过紧固组件与所述横梁固定连接；所述紧固组件包括固接于所述横梁内壁的金属连接板，所述金属连接板上固接有具有内螺纹的螺母；所述顶板和所述侧板、对应的所述金属连接板与所述横梁的对应梁壁均具有与所述螺母内孔贯通的连接孔，所述紧固组件还包括贯穿所述连接孔与所述螺母螺纹连接的螺栓。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述螺栓为带肩螺栓。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，每个所述紧固组件的所述金属连接板上固接有两个所述螺母，每个所述紧固组件包括与两个所述螺母配合的两个螺栓。

如上所述的设备舱的横梁和边梁的连接结构，所述第一板与所述倾斜壁铆接固定，所述第二板与所述竖直壁铆接固定。

本实用新型还提供一种设备舱，包括横梁和与所述横梁连接的边梁，所述横梁和所述边梁采用上述任一项所述的连接结构连接。

本实用新型还提供一种轨道车辆，包括设备舱，所述设备舱为上述所述的设备舱。

本实用新型提供的横梁的结构形式，方便复合材料制成，且在复合材料制成的基础上，该结构形式的横梁能够满足强度和刚度的需求。基于该横梁的结构形式，提供的横梁和边梁的连接结构能够满足横梁和边梁的连接强度和刚度的需求，且连接方式简单可靠；具有该横梁和边梁连接结构的设备舱，及具有该设备舱的轨道车辆均具有与上述相同的技术效果，同时上述横梁结构和横梁与边梁的连接结构使得横梁和边梁可以用复合材料制成，能够满足设备舱及轨道车辆轻量化的要求。

附图说明

图1为本实用新型所提供横梁的第一实施例的断面示意图；

图2为本实用新型所提供横梁的第二实施例的断面示意图；

图3为本实用新型所提供横梁和边梁的连接结构的结构示意图；

图4为图3所示连接结构一个角度的剖面示意图；

图5为图3所示连接结构另一个角度的剖面示意图；

图6为图3中连接件的结构示意图；

图7为图6的仰视图。

附图标记说明：

横梁10，梁顶壁11，梁侧壁12，上侧壁部121，下侧壁部122，过渡壁部123，梁底壁13，延伸壁部131，空腔101，内凹结构102；

边梁20，倾斜壁21，竖直壁22；

连接件30，第一部分31，第一板311，第二板312，第二部分32，顶板321，侧板322，开口槽323，过渡板324；

金属连接板41，螺栓42，螺母43。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型所提供横梁的第一实施例的断面示意图。

轨道车辆中，横梁10为设备舱的骨架构件之一，且为设备舱骨架的主承载结构。

该实施例提供的横梁10由复合材料制成，以减轻设备舱骨架的重量。横梁10包括一体成型的梁顶壁11、两个梁侧壁12和梁底壁13，其中，梁顶壁11、两个梁侧壁12和梁底壁13围合形成有空腔101，梁底壁13的端部具有向对应梁侧壁12外侧延伸的延伸壁部131。这里的外是相对于横梁10的空腔101来说，相对远离空腔101的方向为外，相对靠近空腔101的方向为内。

如图1所示，该实施例中，横梁10的空腔101截面大致呈方形结构。

该种结构的横梁10便于复合材料的加工成型，具体可以采用拉挤工艺成型，生产方便。

该结构形式的横梁10能够满足强度和刚度的需求，梁底壁13两端的延伸壁部131为横梁10和设备舱的其他结构件的连接提供了基础。

具体的方案中，梁底壁13的延伸壁部131的厚度大于梁顶壁11的厚度，也大于梁侧壁12的厚度，还大于梁底壁131位于两个梁侧壁12之间的部分的厚度。如此设置，能够在满足横梁10强度和刚度的基础上，减轻横梁10的重量，由于延伸壁部131相对横梁10主体来说处于悬空状态，将其延伸壁部131的厚度较大设置，能够提高其与连接部件的连接强度。

请参考图2，图2为本实用新型所提供横梁的第二实施例的断面示意图。

该实施例中的横梁10与前述第一实施例相比，主体结构类似，区别在于，该横梁10的空腔101的形状不同，下面仅就区别做说明，相同名称的部件仍采用同一标号。

该实施例中，横梁10的梁侧壁12包括与梁顶壁11连接的上侧壁部121、与梁底壁13连接的下侧壁部122，以及连接上侧壁部121和下侧壁部122的过渡壁部123，下侧壁部122相对上侧壁部121靠近空腔101的中心，下侧壁部122、延伸壁部131和过渡壁部123形成内凹结构102。

对比图1和图2可以看出，该实施例提供的横梁10相对来说相当于梁侧壁12的下端向内凹进，对于同样尺寸的延伸壁部131来说，图2所示的横梁10结构的宽度能够相对较小设置，该横梁10结构能够提供与设备舱其他部件连接的相对较大的连接空间。

该实施例中，横梁10的延伸壁部131的厚度同样相对其他壁较大设置。

实际应用中，可以根据需求具体选用横梁10的结构形式。

轨道车辆中，设备舱的骨架还包括边梁20，边梁20的长度沿轨道车辆的长度方向延伸，前述横梁10的长度方向与轨道车辆的宽度方向平行。

为实现设备舱的轻量化，具体设置时，边梁20也采用复合材料制成，横梁10与边梁20垂直设置，且横梁10的端部与边梁20连接。在横梁10设置为上述结构，其横梁10和边梁20都采用复合材料的基础上，本实用新型还提供一种连接结构，以实现上述横梁10和边梁20的连接。

请参考图3至图7，图3为本实用新型所提供横梁和边梁的连接结构的结构示意图；图4为图3所示连接结构一个角度的剖面示意图；图5为图3所示连接结构另一个角度的剖面示意图；图6为图3中连接件的结构示意图；图7为图6的仰视图。

该实施例中，边梁20包括靠近横梁10的竖直壁22和自竖直壁22的顶边向远离横梁10方向倾斜的倾斜壁21。

该连接结构包括连接件30，连接件30包括与边梁20配合的第一部分31和与横梁10配合的第二部分32，第一部分31和第二部分32固设为一体。

连接件30的第一部分31包括第一板311和两个第二板312，第一板311的底边的两端部分别向下弯折形成第二板312，第一板311和第二板312大致形成截面呈l形的结构。其中，第一部分31的第第一板311与边梁20的倾斜壁21贴合固定，第二板312与边梁20的竖直壁22贴合固定，如图4所示，显然，第一板311也倾斜设置，第一板311和第二板312之间的角度与边梁20的倾斜壁21和竖直壁22相适配。

连接件30的第二部分32包与第一板311的底边的中部连接的顶板321和位于顶板321两侧的侧板322，两侧板322分别与对应侧的第二板312连接，顶板321和两个侧板322形成截面呈u形的结构，以便第二部分32能够倒扣在横梁10上，顶板321与横梁10的梁顶壁11贴合固定，侧板322与对应侧的横梁10的梁侧壁12贴合固定。

如图6所示，可以理解，连接件30的第一部分31和第二部分32大致呈t形结构，连接时，第一部分31扣在边梁20上，第二部分32扣在横梁10上，每个部分的对应板件与对应的梁壁贴合固定，如此，实现横梁10和边梁20的固接。

该连接件30及其与横梁10和边梁20的连接固定，能够确保横梁10和边梁20的固接效果，确保两者连接的刚度和强度。

可以理解，为提高连接强度和刚度，连接件30为一体结构，具体地，连接件30也采用复合材料制成，以进一步降低设备舱的重量。

如图6和图7所示，具体地，连接件30的侧板322与对应侧的第二板312之间通过圆滑的过渡板324连接，避免两者的连接部分发生应力集中。

在连接件30采用复合材料一体制成的基础上，连接件30的顶板321和两个侧板322之间均形成有开口槽323，如图5和图6所示，避免在顶板321和侧板322的连接位置产生应力集中，而影响连接件30的强度。

具体的方案中，第一部分31的第一板311可通过若干铆钉与边梁20的倾斜壁21铆接固定，图中示例性地示出了通过四个铆钉固定的结构；第一部分31的第二板312也通过铆钉与边梁20的竖直壁22铆接固定。

具体的方案中，第二部分32的顶板321和两侧板322均通过紧固组件与横梁10上对应的壁固定连接。

如图4和图5所示，下面以固接侧板322与横梁10的梁侧壁12的紧固组件为例说明紧固组件的具体结构。

紧固组件包括固接于梁侧壁12的内壁面的金属连接板41，该金属连接板41上固接有具有内螺纹的螺母43，侧板322、金属连接板41和梁侧壁12上均具有与螺母43内孔贯通的连接孔，紧固组件还包括贯穿侧板322、梁侧壁12和金属连接板41的连接孔且与螺母43螺纹连接的螺栓42。

组装时，螺栓42依次穿过侧板322的连接孔、梁侧壁12的连接孔和金属连接板41的连接孔与螺母43螺纹连接，实现侧板322和梁侧壁12的固接。

为避免对侧板322的损伤以及连接的稳固性，螺栓42的头部与侧板322之间设置有垫圈。

金属连接板41的设置可以提高连接位置的连接强度和刚度。

为确保连接的稳固性，每个紧固组件的金属连接板41上固接有两个螺母43，每个紧固组件包括与两个螺母43配合的两个螺栓42，也就是说，每个连接位置具体有两个连接点。

具体的，紧固组件的螺栓42选用带肩螺栓，如图5所示，螺栓42的杆部包括靠近头部的大径部和与螺母43螺纹配合的小径部，如此可以避免复合材料制的横梁10和连接件30在加工相应的连接孔时出现孔损伤导致连接不可靠的问题。

此外，本实用新型还提供一种设备舱，该设备舱包括横梁10和与横梁10连接的边梁20，其中，横梁10为上述介绍的横梁，横梁10和边梁20通过上述连接结构连接。本实用新型还提供一种包括上述设备舱的轨道车辆。

该设备舱及轨道车辆具有与前述横梁10和连接结构相同的技术效果，此处不再重复论述。

以上对本实用新型所提供的一种横梁及其与边梁的连接结构、设备舱及轨道车辆均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。