一种转向架构架及转向架

技术领域

本发明涉及转向架技术领域，尤其涉及一种转向架构架及转向架。

背景技术

转向架构架为转向架的骨架部分，用于安装转向架各部件，承受及传递垂向力、水平力，对车辆的运行品质以及乘客的运输安全起着至关重要的作用。

相关技术中，转向架构架多为由钢构件焊接而成的“H型”结构，钢构件为铸造成型或者箱梁形式，包括两平行设置的侧梁和垂直连接在两侧梁之间的横梁，横梁与侧梁之间多采用焊接或者螺接的方式固定。

然而上述构架形式在车辆启动、刹车以及转向时，容易出现横梁与侧梁的连接处应力集中的问题，随着运输强度的提高，对车辆的车速需求越来越高，横梁与侧梁的连接处也越容易出现开裂、破损的问题，严重影响列车运行安全性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种转向架构架及转向架，减少转向架构架的应力集中问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一方面提供了一种转向架构架，包括：包括芯模构件、预埋件和包裹层；

所述芯模构件为空心管状结构，包括两平行设置侧梁芯模和垂直设置在两所述侧梁芯模之间的横梁芯模；

所述预埋件间隔埋设在所述侧梁芯模和横梁芯模中；

所述包裹层整体包覆在所述侧梁芯模和横梁芯模的外层；

其中，所述芯模构件为分体式结构或一体成型式结构，所述分体式结构包括左右分体式和上下分体式；当所述分体式结构为左右分体式时，还包括用于连接所述侧梁芯模和横梁芯模的连接件。

进一步地，所述侧梁芯模包括设置在两端的水平段、分别与两水平段连接的倾斜段和连接两所述倾斜段的中间段，所述中间段与两所述水平段平行设置，所述预埋件埋设在两所述水平段端的端部以及所述中间段与倾斜段的连接部。

进一步地，所述芯模构件为左右分体式结构，两所述侧梁芯模在朝向对方的中间段部分具有开口；

所述连接件为一体成型的空心管状结构，包括埋设在所述中间段的主体以及与所述主体垂直并从所述开口凸出设置的连接接头，所述横梁芯模的两端穿入至所述连接接头内固定。

进一步地，埋设在所两所述中间段与倾斜段的预埋件朝向所述主体的部分，与所述主体的两端抵接固定。

进一步地，所述横梁芯模中间包覆有套管，所述套管的厚度与所述连接接头的厚度相同，且所述套管的两端面与所述连接接头的端面接触。

进一步地，所述芯模构件为上下分体式结构，上半部分的所述侧梁芯模和横梁芯模一体成型，下半部分的所述侧梁芯模和横梁芯模一体成型。

进一步地，所述横梁芯模平行设置有至少两条，且间隔连接在所述中间段。

进一步地，设置在所述中间段与连接端的连接部的两预埋件朝向对方的方向延伸设置，延伸长度超过两所述横梁芯模内侧的外壁。

进一步地，所述芯模构件为一体成型式结构，所述侧梁芯模的外端为封口结构，所述芯模构件的侧面重合设置。

本发明另一方面还提供了一种转向架，包括上述转向架构架。

本发明的有益效果为：本发明通过在空心管结构的芯模构件中埋设预埋件、并且在芯模构件成型后通过包裹层的铺设，提高了转向架构架的整体强度，与现有技术相比，由于包裹层和预埋件的设置，减少了应力集中现象，并且减轻了转向架构架的整体重量，更加符合列车提速的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明中记载的一些实施例，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。

图1为本发明实施例一中转向架构架的结构示意图（包裹层半剖）；

图2为本发明实施例一图1中的A-A向剖视图；

图3为本发明实施例一中左右分体式芯模结构的爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例一中侧梁芯模与连接件的连接结构示意图；

图5为本发明实施例二中上下分体式结构的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例三中一体成型式转向架构架的结构示意图；

图7为本发明实施例三中图6中的B-B向剖视图；

图8为本发明实施例三中图7中的C处局部放大图；

图9为本发明实施例三中图8放大图中的另一种形式。

具体实施方式

本发明为了解决现有技术中磁浮转向架构架重量大、容易应力集中的问题，采用了新型的结构，利用高强度复合材料将预埋件埋设在芯模构件中并最终在外表皮包裹一层蒙版的形式，一方面减轻了转向架构件的重量，还保持了复合材料的构成的转向架构件的强度，与现有技术的螺接或者焊缝连接相比，连接强度更高，能够减少应力集中的现象。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1至图4所示的转向架构架，包括：芯模构件10、预埋件20和包裹层30；

芯模构件10为空心管状结构，包括两平行设置侧梁芯模11和垂直设置在两侧梁芯模11之间的横梁芯模12；如图1中所示，在本实施例中横梁芯模12平行间隔设置有两条，这里需要指出的是，横梁的数量根据车体的大小以及强度的需求设定，也可以是一条或者多条。

预埋件20间隔埋设在侧梁芯模11和横梁芯模12中；如图2和3中所示，预埋件20在加工芯模构件10时埋设在侧梁芯模11中以及横梁芯模12中，也可以根据需求只设置在侧梁芯模11或者横梁芯模12中，预埋件20的外壁与芯模构件10的内壁接触，一方面可以起到连接芯模构件10的作用加强了芯模结构的强度，另一方面还具有定位的作用，便于成型过程中各部件的精确安装定位。

包裹层30整体包覆在侧梁芯模11和横梁芯模12的外层；请参照图1至图3，图中仅示出的一半包裹层30的形状，在芯模构件10成型后，采用蒙皮在横梁芯模12和侧梁芯模11的外层均包绕若干层包裹层30，包裹层30采用一层连续的复合材料织物连续包绕多层最终在模具内固化成型，通过这种方式提高了转向架构架的整体强度，也进一步提高了力传递的连贯性，从而减少了现有技术中钢构件应力集中的现象。

在本发明实施例中，芯模构件10为左右分体式，如图4中所示，侧梁芯模11包括设置在两端的水平段11a、分别与两水平段11a连接的倾斜段11b和连接两倾斜段11b的中间段11c，中间段11c与两水平段11a平行设置，预埋件20埋设在两水平段11a端的端部以及中间段11c与倾斜段11b的连接部。这里需要指出的是两水平段11a沿长度方向的中轴线在同一条直线上，中间段11c的在高度方向上的厚度大于水平段11a的厚度，通过这种设置，可以进一步提高受力集中的中间段11c的强度，而且能够为连接件40提供更好的支撑与定位。

请继续参照图3，还包括用于连接侧梁芯模11和横梁芯模12的连接件40。为了更好的固定连接件40，在两侧梁芯模11在朝向对方的中间段11c部分具有开口11c1；连接件40为一体成型的空心管状结构，包括埋设在中间段11c的主体41以及与主体41垂直并从开口11c1凸出设置的连接接头42，横梁芯模12的两端穿入至连接接头42内固定。即在固定连接件40时，主体41部分被固定在中间段11c，而连接接头42从开口11c1处凸出，通过这种设置可以进一步保证连接件40固定的可靠性。

为了进一步减少连接件40在侧梁芯模11中固定的可靠性，如图2和图3中所示，埋设在两中间段11c与倾斜段11b的预埋件20朝向主体41的部分，与主体41的两端抵接固定。这里需要指出的是，由于倾斜段11b与中间段11c的厚度也不同，埋设的预埋件20同时还起到了固定连接件40的作用，如图2中所示，在主体41的两端均埋设了预埋件20，通过两个预埋件20的抵接，防止了连接件40的主体41左右移动，从而提高了连接件40的可靠性。

在连接件40的连接接头42与横梁芯模12连接时，首先将横梁芯模12的两端穿入至连接接头42内，二者的接触面通过树脂胶或者其他胶粘接在一起，然后为了进一步提高横梁芯模12与连接接头42的连接可靠性，横梁芯模12中间包覆有套管12a，套管12a的厚度与连接接头42的厚度相同，且套管12a的两端面与连接接头42的端面接触。套管12a与连接接头42的端面同样通过树脂胶或者其他胶粘接在一起，这样通过两处的连接，最后再加上包裹层30的连接，提高了横梁芯模12与侧梁芯模11连接的强度。

实施例二

实施例一中为了保证侧梁芯模11与横梁芯模12的连接可靠性，增加了连接件40、在侧梁芯模11的中间段11c开设了开口11c1、在横梁芯模12上套设了套管12a，而且横梁芯模12与连接接头42连接时还需要多次附图树脂胶，这种结构形式一方面增加了加工的工序使得转向架构架的生产成本提高，而且人工粘接还具有不可靠性，产品的质量得不到很好的保证；

为此，对实施例一中的产品进行了进一步改进，如图5中所示的本产品的第二实施例，在本实施例中，省略了实施例一中的连接件40以及套管12a，将芯模构件10上侧梁芯模11与横梁芯模12设置为一体式，但为了加工方便，在竖直方向上将芯模构件10分为上下两半，在具体加工时，采用模具分别将上下半部分的芯模构件10模压成型，然后在下半部分芯模构件10上固定预埋件20，再将上半部分与下半部分对接固定，最后缠绕包裹层30（图中未示出）；

在本实施例中，上半部分的侧梁芯模11和横梁芯模12一体成型，下半部分的侧梁芯模11和横梁芯模12一体成型，横梁芯模12平行设置有至少两条，且间隔连接在中间段11c。这里依然需要指出的是，横梁芯模12的数量根据结构需求制定，不仅限于两条；

由于在本实施例中没有了连接件40，为了对横梁芯模12连接部分做加强，如图5中所示，设置在中间段11c与连接端的连接部的两预埋件20朝向对方的方向延伸设置，延伸长度超过两横梁芯模12内侧的外壁。通过将预埋件20的长度加强，提高了中间部分的强度，而且在本发明实施例中，在横梁芯模12中间也设置了预埋件20，以进一步提高整体的强度。

在上述实施例中，通过芯模构件10的上下半部分对接的方式，减少了加工的工序，提高了加工效率。

实施例三

在实施例二中，采用了上下对接的结构形式，但上半部分的芯模构件10和下半部分的芯模构件10的接触面较小，为了进一步增强二者的连接结构，本发明还提供了第三种实施例，对实施例二进行了改进，如图6中所示，芯模构件10为一体成型式结构，侧梁芯模11的外端为封口结构，芯模构件10的侧面重合设置。这里需要指出的是，一体成型式结构并非指芯模由一整块预浸料制作成型，而是指在具体加工时，将芯模结构分为上下两部分，但其连接方式为通过如图7至9中的侧壁贴合的方式，这里需要指出的是，在具体贴合时，可以采用如图8中所示的上半部分包覆下半部分的方式，也可以反过来采用如图9中下半部分包覆上半部分的方式，通过侧壁的重合，进一步加强了芯模上下部分的连接强度，而且在具体加工时，先将预埋块放置在下部分的芯模构件10中，然后贴附上半部分芯模结构，使得上半部分的侧壁与下班部分的侧壁全部或者部分贴合，然后整体固化成型，通过这种结构的设置，既提高了加工的效率，又加强了各部分的连接强度。

本发明实施例还公开了包括上述转向架构架的转向架（图中未示出），将上述转向架构架应用于转向架中，增强转向架整体的强度的同时，还降低了转向架的重量。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。