專利名稱：底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)及其焊接加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于軌道車輛的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)及其焊接加工方法，具體地 是采用3層相同厚度的鋁板形成梯形的焊接結(jié)構(gòu)，屬于機械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)設(shè)計和使用的高速軌道車輛，如城市輕軌、地鐵、動車組和客運列車等， 其車下設(shè)備均容納并安裝在底架設(shè)備艙中。構(gòu)成底架設(shè)備艙的裙板通常選用不銹鋼材質(zhì)進行點焊加工，不銹鋼裙板的整體剛 性較大，較易于在點焊加工過程中發(fā)生變形，一旦發(fā)生變形就很難修復(fù)和調(diào)整。而且，不銹鋼裙板的重量較大，不利于降低車體自身而直接影響到軌道車輛的動 力學(xué)性能。為滿足軌道車輛高速運行的提速要求，現(xiàn)有較為可行的措施是將裙板材質(zhì)用鋁板 來代替不銹鋼板。采用點焊來加工鋁質(zhì)裙板時，雖然可以達到輕量化設(shè)計要求，但是要想獲 得足夠的剛性和強度則必須選擇復(fù)層結(jié)構(gòu)，如采用三層鋁板的框架結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)水平 和焊接設(shè)備的局限下，并不能精確地實現(xiàn)三層鋁板的焊接后質(zhì)量，仍然存在一定的變形和 影響到裙板整體的外觀效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)及其焊接加工方法，其目的在于解決上述問題 和缺陷而采用三層鋁板的梯形構(gòu)架結(jié)構(gòu)，三層鋁板按疊放順序依次地進行焊接，從而在達 到裙板應(yīng)有強度和剛度的前提下，滿足裙板有限的空間要求，實現(xiàn)設(shè)備艙輕量化設(shè)計。另一發(fā)明目的在于，提高三層鋁板的焊接質(zhì)量，降低焊接后的變形、實現(xiàn)良好的外 觀效果。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)主要包括有三層鋁板，其中上部的兩層鋁板兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材。與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別之處在于，三層鋁板按疊放順序依次進行焊接，而且三層鋁板 的寬度各不相同，但是其中兩層鋁板的縱向長度相同。如上述基本方案，裙板采用三層鋁板疊加后的梯形焊接結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)約材料和節(jié) 省裙板加工后整體所占用的空間。而且基于現(xiàn)有的焊接技術(shù)和加工設(shè)備，鋁板兩兩之間進行焊接的方式既可保證變 形較小，又能滿足強度和剛度的設(shè)計要求。為控制并減小裙板的材料成本和滿足裙板結(jié)構(gòu)強度，可選用現(xiàn)行常見的規(guī)格尺 寸，即三層鋁板的厚度均為3mm。為進一步提高焊接加工質(zhì)量和裙板外觀效果，可采取的改進措施是，疊放在上面 的兩層鋁板通過壓鉚螺柱進行穿孔鉚接。更為優(yōu)選的方案是，壓鉚螺柱應(yīng)選擇剛性和強度較高的材料，如壓鉚螺柱選用不銹鋼材質(zhì)。為優(yōu)化鋁板兩兩之間進行焊接的可操作性和保證焊接的質(zhì)量，在焊接的過程中， 焊點直徑彡7. 4mm，最小邊緣距離彡13mm，焊點間距彡35mm?；谏鲜龅准茉O(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還實現(xiàn)了 一種新型焊接加工方法。即，三層鋁板的梯形結(jié)構(gòu)焊接，上部兩層鋁板兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材，其上部 兩層鋁板的縱向長度設(shè)定為相同、但三層鋁板的寬度各不相同，在實施鋁板之間兩兩焊接的過程中，按疊放順序依次地進行焊接。為提高壓鉚螺柱安裝精度控制，可先將疊放在上面的兩層鋁板焊接，再打孔，通過 壓鉚螺柱進行穿孔鉚接。針對疊放在上面的兩層鋁板的優(yōu)選實施方式是，先在縱向兩側(cè)端進行角點焊，然 后分別在上部兩層鋁板進行角點焊接；其次在兩層鋁板重疊的一側(cè)面，由中間位置向兩側(cè) 端分別進行電阻點焊，并且點固段間距等分。針對疊放在下面的兩層鋁板的優(yōu)選實施方式是，先在上部兩層鋁板兩側(cè)端分別焊 接有U型鋁型材，組成一個結(jié)構(gòu)框架，其次在縱向兩側(cè)端將U型鋁型材和最下面的鋁板進行 角點焊；然后，沿最上面鋁板的橫向兩側(cè)，將疊放在下面的兩層鋁板重疊的一側(cè)面進行交 叉路線的電阻點焊；電阻點焊從一側(cè)端、沿等腰三角形的路線向另一側(cè)端進行，然后從另一側(cè)端、延等 腰三角形的路線向一側(cè)端行進，并且點固段間距等分。綜上所述，本發(fā)明底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)及其焊接加工方法具有如下優(yōu)點和有益效 果采用三層3mm厚度的鋁板以梯形構(gòu)架結(jié)構(gòu)進行焊接加工，能夠滿足高速軌道車輛 底架設(shè)備艙裙板的強度和剛度要求，在有限的空間條件下實現(xiàn)設(shè)備艙輕量化。三層鋁板的焊接質(zhì)量較高，有效地防止焊接加工后的變形，裙板外觀效果較佳。有利于降低車體底架的自重，提高其動力學(xué)性能，能夠直接滿足軌道車輛運行的 提速要求。


現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。圖1是所述底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A向剖面示意圖；圖3是圖1的B-B向剖面示意圖；圖4是疊放在上面的兩層鋁板的焊接加工示意圖；圖5是圖4的側(cè)向示意圖；圖6是進行穿孔鉚接后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的側(cè)向示意圖；圖8是疊放在上面已焊接的兩層鋁板與U型鋁型材的焊接加工示意圖；圖9是圖8的C-C向剖面示意圖；如圖1至圖9所示，鋁板1、鋁板2、鋁板3、壓鉚螺柱4、U型鋁型材5。
具體實施例方式實施例1，如圖1至圖9所示，一種應(yīng)用于高速軌道車輛的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，主 要包括有鋁板1、鋁板2和鋁板3，在上部兩層鋁板的兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材5，鋁板 1和鋁板2通過不銹鋼壓鉚螺柱4進行穿孔鉚接。所述鋁板1、鋁板2和鋁板3按疊放順序依次進行焊接，鋁板3的寬度大于鋁板2， 鋁板2的寬度大于鋁板1。鋁板1、鋁板2和鋁板3，三層鋁板厚度均為3mm。在鋁板1和鋁板2、鋁板2和鋁板3之間分別進行焊接時，焊點直徑> 7. 4mm，最小 邊緣距離彡13_，焊點間距彡；35_。在采用上述底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本實施例還實現(xiàn)了如下焊接加工方 法在構(gòu)成設(shè)備艙裙板的上部兩層鋁板兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材5，鋁板3的寬度 大于鋁板2，鋁板2的寬度大于鋁板1。按疊放順序依次地，先將鋁板1和鋁板2進行焊接，再將鋁板2和鋁板3進行焊接。將鋁板1和鋁板2進行穿孔，再通過壓鉚螺柱4進行鉚接。焊接加工方法的具體步驟如下步驟(1)，鋁板1和鋁板2雙面打磨，去除油膜和氧化膜，將鋁板⑴和鋁板⑵ 疊放在一起并使用夾具壓緊，先在兩側(cè)端進行角點焊以固定相互之間的位置，之后分別在 鋁板1兩側(cè)與鋁板2進行角點焊接；然后在鋁板⑴和鋁板(2)重疊的一側(cè)面，由中間位 置向兩側(cè)端分別進行電阻點焊，并且點固段間距等分；焊點直徑> 7. 4mm，最小邊緣距離 彡13mm，焊點間距彡35mm ；步驟O)，將已點焊加工完成的鋁板(1)和鋁板( 放置在鉆床上進行打孔，然后 放在壓鉚機上進行壓鉚螺柱的鉚接以形成一個鉚接支架；步驟(3)，將上述鉚接支架與U型鋁材( 用夾具固定在工作平臺上，進行框架角 焊接；步驟0)，將鋁板C3)放置在工作平臺上，再把步驟C3)加工成的整體部件放置 在鋁板C3)上并用夾具進行固定；先在縱向兩側(cè)端，將U型鋁型材( 和鋁板C3)進行角 點焊；然后沿鋁板(1)的橫向兩側(cè)，在鋁板( 和鋁板C3)重疊的一側(cè)面進行交叉路線的 電阻點焊；電阻點焊從一側(cè)端、沿等腰三角形的路線向另一側(cè)端進行，然后從另一側(cè)端、延 等腰三角形的路線向一側(cè)端行進，并且點固段間距等分；焊點直徑> 7. 4mm，最小邊緣距離 彡13mm，焊點間距彡；35匪。
權(quán)利要求
1.一種底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，包括有鋁板(1)、鋁板( 和鋁板(3)，在上部兩層鋁板的 兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材(5)，其特征在于所述鋁板(1)、鋁板( 和鋁板C3)按疊放順序依次進行焊接，鋁板(3)的寬度大于鋁 板O)，鋁板(2)的寬度大于鋁板⑴；鋁板(1)、鋁板O)的縱向長度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，其特征在于鋁板(1)、鋁板(2)和鋁 板⑶的厚度均為3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，其特征在于鋁板(1)和鋁板(2)通 過壓鉚螺柱(4)進行穿孔鉚接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，其特征在于壓鉚螺柱(4)選用不銹 鋼材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)，其特征在于在鋁板(1)和鋁板 O)、鋁板( 和鋁板C3)之間分別進行焊接時，焊點直徑彡7. 4mm，最小邊緣距離彡13mm, 焊點間距彡35mm。
6.一種底架設(shè)備艙裙板的焊接加工方法，是在構(gòu)成設(shè)備艙裙板的三層鋁板的梯形焊接 結(jié)構(gòu)，其特征在于鋁板(1)、鋁板O)的縱向長度相同，鋁板(3)的寬度大于鋁板O)，鋁板O)的寬度大于鋁板(1)，按疊放順序依次地，先將鋁板(1)和鋁板( 進行焊接，再將鋁板( 和鋁板( 進行 焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的底架設(shè)備艙裙板的焊接加工方法，其特征在于將鋁板(1) 和鋁板( 進行穿孔，再通過壓鉚螺柱(4)進行鉚接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的底架設(shè)備艙裙板的焊接加工方法，其特征在于在焊接鋁板 (1)和鋁板( 時，先預(yù)組點焊，即在縱向兩側(cè)端進行角點焊，在鋁板(1)兩側(cè)與鋁板(2)進 行角點焊接；然后在鋁板(1)和鋁板( 重疊的一側(cè)面，由中間位置向兩側(cè)端分別進行電阻 點輝，并且點固段間距等分。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的底架設(shè)備艙裙板的焊接加工方法，其特征在于在焊接 鋁板( 和鋁板(3)時，先在縱向兩側(cè)端，將U型鋁型材( 和鋁板C3)進行角焊；然后沿鋁板(1)的橫向兩側(cè)，在鋁板( 和鋁板C3)重疊的一側(cè)面進行交叉路線的電 阻點焊；電阻點焊從一側(cè)端、沿等腰三角形的路線向另一側(cè)端進行，然后從另一側(cè)端、延等腰三 角形的路線向一側(cè)端行進，并且點固段間距等分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的底架設(shè)備艙裙板的焊接加工方法，其特征在于焊接加工方 法的具體步驟如下，步驟(1)，鋁板(1) (2)雙面打磨，去除油膜和氧化膜，將鋁板(1)和鋁板( 疊放在 一起并使用夾具壓緊，先在兩側(cè)端進行角點焊以固定相互之間的位置，之后分別在鋁板(1) 兩側(cè)與鋁板( 進行角點焊接；然后在鋁板(1)和鋁板( 重疊的一側(cè)面，由中間位置向兩 側(cè)端分別進行電阻點焊，并且點固段間距等分；焊點直徑> 7. 4mm，最小邊緣距離> 13mm, 焊點間距彡35mm ；步驟O)，將已點焊加工完成的鋁板(1)和鋁板( 放置在鉆床上進行打孔，然后放在壓鉚機上進行壓鉚螺柱的鉚接以形成一個鉚接支架；步驟(3)，將上述鉚接支架與U型鋁材( 用夾具固定在工作平臺上，進行框架角焊接；步驟G)，將鋁板C3)放置在工作平臺上，再把步驟C3)加工成的整體部件放置在鋁板 ⑶上并用夾具進行固定；先在縱向兩側(cè)端，將U型鋁型材(5)和鋁板(3)進行角點焊；然 后沿鋁板⑴的橫向兩側(cè)，在鋁板⑵和鋁板⑶重疊的一側(cè)面進行交叉路線的電阻點焊； 電阻點焊從一側(cè)端、沿等腰三角形的路線向另一側(cè)端進行，然后從另一側(cè)端、延等腰三角形 的路線向一側(cè)端行進，并且點固段間距等分；焊點直徑> 7. 4mm，最小邊緣距離> 13mm，焊 點間距彡35mm。
全文摘要
本發(fā)明所述底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)及其焊接加工方法，采用三層鋁板的梯形構(gòu)架結(jié)構(gòu)，三層鋁板按疊放順序依次地進行焊接，從而在達到裙板應(yīng)有強度和剛度的前提下，滿足裙板有限的空間要求，實現(xiàn)設(shè)備艙輕量化設(shè)計。底架設(shè)備艙裙板結(jié)構(gòu)包括有三層鋁板，在上部兩層鋁板的兩側(cè)端分別焊接有U型鋁型材。三層鋁板按疊放順序依次進行焊接，而且三層鋁板的寬度各不相同，但是其中兩層鋁板的縱向長度相同。裙板采用三層鋁板疊加后的梯形焊接結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)約材料和節(jié)省裙板加工后整體所占用的空間。而且基于現(xiàn)有的焊接技術(shù)和加工設(shè)備，鋁板兩兩之間進行焊接的方式既可保證變形較小，又能滿足強度和剛度的設(shè)計要求。疊放在上面的兩層鋁板通過壓鉚螺柱進行穿孔鉚接。
文檔編號B61D17/02GK102039906SQ20091030827
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者單寶珠, 李海虹, 王志春, 王紅 申請人:青島四方龐巴迪鐵路運輸設(shè)備有限公司