專利名稱：大型鉸接客車拆分式桁架結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適用于14 25米長二級或二級以上大型鉸接客車的 拆分式桁架結構，尤指一種適用于14 18米長后置發動機大型鉸接客車的拆 分式桁架結構。
技術背景在2005年以前，在中國大中城市中行駛的二級或二級以上大型鉸接客車 (俗稱大通套)基本上都是前置發動機鉸接客車，發動機安裝在客車前端，由 前車架帶動后車架行駛，前車架與后車架之間通過球頭銷連接。這種前置發動 機鉸接客車的缺點是車內空間利用率低，車內噪音大，舒適性差，整車車橋 載荷分配不合理，快速行駛中易產生甩尾現象，不適合做為快速公交系統用車。隨著技術的發展，后置發動機鉸接客車因其具有車內空間利用率高，車內 噪音小，舒適性好，整車車橋載荷分配合理，適合做為快速公交系統用車等優 點，開始逐漸取代前置發動機鉸接客車。由于后置發動機鉸接客車采用第三橋驅動，后車推動前車行駛。當客車前、 后車水平方向產生夾角(如轉向)時，后車會對前車第二橋產生一個垂直于前 進方向的側向力，這個力和前、后車夾角及第三橋的驅動力成正比。隨著前、 后車夾角及第三橋驅動力的增大，側向力增大，將使第二橋車輪和地面產生側 滑，前、后車剪切，客車失控，因此需要在后置發動機鉸接客車前、后車之間 安裝一種鉸接系統，該鉸接系統不僅具有將鉸接客車前、后車鉸接的功能，而 且，還應能隨著前后車轉角的增大而提供相應增大的阻尼力，阻止第二橋輪胎 產生側滑，防止前、后車剪切的功能。國外生產后置發動機鉸接客車鉸接系統的廠家有三家分別是德國的Hubner公司、德國Hemscheidt公司和匈牙利IKARUS公司，其中匈牙利 IKARUS公司已被德國公司收購。上述德國兩家公司生產的應用于后置發動機 鉸接客車中的鉸接系統都采用高集成的結構設計思路，其生產的鉸接系統為高 集成整體結構，不可拆分。其優點是安裝簡單、方便，有效地減小了結構占用的空間。但是，其缺點是制造難度大、制造成本高、維護成本高。目前，生產此種集成度較高的、個體體積較大的鋼件產品所需要的模具費 用非常高，而且，由于我國鋼鐵行業的技術水平與國外先進的鋼鐵行業相比還存在一定的差距，所以，這無形之中提高了我國生產加工此類產品的難度和成 本。目前，這種高集成鉸接系統在我國市場上的售價都在20萬以上，且居高 不下，這對我國的城市交通改造工程造成了很大的壓力。此外，這種高集成度的產品雖然安裝過程比較方便快捷，但是當系統在使 用過程中某部分出現損壞或年久耗損后更換起來就出現了很大的麻煩，由于集 成度太高，拆卸起來十分麻煩，而且很多總成部件即使是其中某一個很小的零 部件損壞也要整體更換， 一是造成很大的浪費，再就是造成維護成本很高。對于我國這樣一個人口眾多，資源相對緊缺的國家來說，開發出一款既能 滿足后置發動機鉸接客車的鉸接功能、又能有效地降低制造成本和維護成本的 鉸接系統是一個發展我國客車行業、適合我國國情需要的、迫切需要解決的問題。為了解決上述問題，本申請人潛心研究開發了一套適合我國國情的、適用于14 25米長二級或二級以上后置發動機大型鉸接客車的鉸接系統。該鉸接 系統包括拆分式桁架結構、液壓控制系統、電氣控制單元；其中，桁架結構為拆分式結構，其各組成部分既相互獨立，又相互關聯，其結構簡單、制造成本 低、維修維護成本低，從而，使大型鉸接客車鉸接系統的制造成本和維修成本 大大降低。發明內容鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種加工制造簡單、制造成本低、 維修方便、維修維護成本低的，適用于后置發動機鉸接客車的拆分式桁架結構， 該拆分式桁架結構各組成部分既相互獨立又相互關聯。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案 一種大型鉸接客車拆分 式桁架結構，其特征在于它由前桁架、橫梁、轉盤軸承、后桁架、液壓缸構 成；所述前桁架位于大型鉸接客車前車車廂的后端，其后端通過外表面澆注有 橡膠的球鉸與橫梁相連；所述橫梁通過螺栓固定在轉盤軸承的外圈上；所述后桁架位于大型鉸接客車后車車廂的前端，其前端通過螺栓固定在轉 盤軸承的內圈上；在所述后桁架的左右兩側各固定有一個液壓缸，液壓缸的一端固定在后桁 架的后端部，另一端通過銷軸固定在橫粱上。所述前桁架和后桁架通過轉盤軸承以及固定在轉盤軸承上的橫梁實現鉸接。
圖1是本實用新型拆分式桁架結構整體結構示意圖；圖2是本實用新型前桁架與球鉸的連接關系圖；圖3是本實用新型前桁架與橫梁之間的連接關系圖；圖4-1是本實用新型橫梁正面俯視立體圖；圖4-2是本實用新型橫梁反面俯視立體圖；圖5是本實用新型橫梁與轉盤軸承之間的連接關系圖；圖6-1是本實用新型轉盤軸承的結構示意圖；圖6-2是本實用新型轉盤軸承的A-A剖視圖；圖6-3是本實用新型轉盤軸承的局部剖視圖；圖7是本實用新型后桁架結構示意圖；圖8是本實用新型后桁架與轉盤軸承之間的連接關系圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型公開的拆分式桁架結構由前桁架1、橫梁2、轉 盤軸承3、后桁架4和液壓缸5構成。前桁架1位于大型鉸接客車前車車廂的后端，大型鉸接客車的前車廂焊接 在前桁架1上，由前桁架1帶著前車廂移動。前桁架1的后端通過球鉸6與橫 梁2相連。如圖2所示，在前桁架1左、右兩側臂的后端各設有一個球鉸安裝 孔7。球鉸6中心軸的兩端開有孔8，其中心軸的外表面澆注有用于減震的橡 膠，球鉸6的兩端用擋圈9和彈簧擋圈IO壓裝后固定在前桁架1后端的球鉸 安裝孔7內。然后，如圖3所示，將螺栓11穿過球鉸6中心軸兩端的孔8固 定在橫梁2上的螺孔內，從而，將前桁架1與橫梁2固定在一起。圖4-1為本實用新型橫梁正面俯視立體圖，圖4-2為本實用新型橫梁反面 俯視立體圖。如圖所示，該橫梁主要由平臺安裝梁12、四塊固定鋼板13、 14、 15、 16和連接件17焊接而成。四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板13、 15上下放置，上 固定鋼板13和下固定鋼板15之間通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個 整體；同理，固定鋼板14、 16也上下放置，上固定鋼板14和下固定鋼板16 之間也通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個整體。所有圓鋼18處于同一 圓周上。所述連接件17位于兩塊上固定鋼板13、 14和兩塊下固定鋼板15、 16之間。在兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16上分別開有兩個焊接用圓孔19， 連接件17的兩端分別與左、右兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16焊接在一 起，使左、右兩組固定鋼板和連接件17成為一個整體。在每組固定鋼板上對應圓鋼18處分別鉆有若干個用于穿設螺栓的孔20， 這些孔20處于同一圓周上，每個孔20的中心和每個圓鋼18的中心重合。在 本實用新型的具體實施例中，每組固定鋼板上分別鉆有6個孔20，兩組固定鋼 板上共鉆有12個孔20， 12個孔處于同一圓周上。如圖5所示，將12根螺栓 21穿過橫梁2上的孔20固定在轉盤軸承3外圈上的孔內，從而，將橫梁2固 定在轉盤軸承3的外圈上。因螺栓21從圓鋼18的中心穿過，所以圓鋼18又 起到了加強連接的作用。在每組固定鋼板的一端分別開有一個用于固定球鉸6的凹槽22，固定在前 桁架1后端的球鉸6就嵌在該凹槽22內；然后，通過螺栓11與橫梁2固定在 一起。在每組固定鋼板的另一端分別開有一個液壓缸安裝孔23，安裝在后桁架 4上的液壓缸5就通過該安裝孔23與橫梁2固定在一起。在兩塊上固定鋼板13、 14的表面焊接有一根平臺安裝梁12，該平臺安裝 梁12用于支撐大型鉸接客車中間部位的平臺。在平臺安裝梁12上設有多個用 于固定平臺的螺栓孔，孔內側用鋼板加固以保證螺栓絲扣強度。圖6-l 圖6-3為本實用新型使用的轉盤軸承3的結構示意圖，本實用新型 通過該轉盤軸承實現車輛水平方向的轉彎功能。如圖所示，本實用新型使用的 轉盤軸承由外軸承瓦24、內軸承瓦25和鋼球26構成。內、外軸承瓦組合在一 起形成一個空腔，鋼球26—個挨一個地滿鋪在該空腔內。在轉盤軸承3的外 軸承瓦24上設有若干個用于固定橫粱2的孔27，在轉盤軸承3的內軸承瓦25 上也設有若干個用于固定后桁架4的孔28。在轉盤軸承3的內軸承瓦25上還 設有注油接口 29，根據實際情況通過該注油接口向軸承內部添加潤滑油，保證 系統運動的持久順暢，有效地保證系統高強度、高壽命的設計要求。為了防塵、 密封，在內、外軸承瓦之間設有耐油橡膠密封圈30。在本實用新型的具體實施例中，上述轉盤軸承采用50Mn高強度合金材料制 成，在轉盤軸承的外軸承瓦上設有12個用于固定橫梁2的孔27，在轉盤軸承的內 軸承瓦上設有14個用于固定后桁架4的孔28。后桁架4位于大型鉸接客車后車車廂的前端，大型鉸接客車的后車車廂焊 接在后桁架4上，由后桁架4帶著其移動。圖7為本實用新型后桁架4的結構 示意圖，如圖所示，后桁架4的前端設有若干個孔31，這些孔31處于同一圓周上。在本實用新型的具體實施例中，在后桁架4的前端共設有14個孔，14個孔處于同一圓周上。該孔用于將后桁架4與轉盤軸承3固定在一起，如圖8 所示，將螺栓32穿過后桁架前端的孔31和轉盤軸承3內圈上的孔28，用螺母 將其旋緊固定住，從而將后桁架4固定在轉盤軸承3的內圈上。如圖1所示，在后桁架的左右兩側各固定有一個液壓缸5，液壓缸5的一 端固定在后桁架4的后端，另一端通過銷軸固定在橫粱2上的液壓缸安裝孔23 內。大型鉸接客車的前、后車廂就是通過本實用新型公開的上述桁架結構實現 鉸接的，并通過本實用新型中連接前、后桁架的轉盤軸承以及固定在轉盤軸承 上的橫梁來實現車輛轉向時前、后車水平方向的旋轉；通過前桁架與橫梁相連 的外表面澆注有橡膠的球鉸來實現車輛在上、下坡時，前、后車之間垂直方向 的上下擺角及車輛行駛在左右不平道路上的前后車身的扭轉。在后置發動機鉸接客車轉向過程中，后桁架推動構成本實用新型的轉盤軸 承旋轉，通過一端固定在后桁架上另一端固定在橫梁上的液壓缸為整個系統的 運作提供阻尼，為車輛提供良好的轉向穩定性和轉向角度的控制，起到有效的 防推死功能，保證車輛行駛過程中的正常運轉。對于后置發動機鉸接客車來說，其運動屬于被動受力導致的運動，動力由 車輛后車身提供，前、后桁架均與本實用新型可拆分式桁架結構中的轉盤軸承 相連。車輛水平方向運動時，通過中間的轉盤軸承來實現轉彎運動，并根據轉彎需要，通過兩根液壓缸來提供足夠的阻尼。車輛垂直方向運動時，依靠裝在 前桁架上的球鉸與橫梁連接來實現，通過球鉸中間的鋼性中心軸來承載車輛 前、后車各方向的拉力和壓力，通過圍繞球鉸中心軸周圍的橡膠的彈性變形來 實現車輛垂直方向的俯仰和扭轉，并通過橡膠材料的彈性變形起到有效的壓力 緩沖功能，實現減震效果。本實用新型的優點和積極效果如下1、 結構簡單，制造成本低。由于本實用新型為拆分式結構，每個部件相互獨立，且相互關聯，所以， 對制造工藝要求較低，可以分別制造每個部件，然后組裝在一起，制造成本低。2、 維修保養方便，費用低。由于本實用新型為拆分式結構，所以，維修保養十分方便，當某一部件損 壞后，不必將整個部件都拆下更換，只需更換損壞的相關部件即可，其余完好 部分仍可保留，維修保養費用低。3、 實用性和適應性強。本實用新型可拆分式桁架結構可根據車輛車身的具體情況及底盤的結構 做適當調整，以滿足車輛整體設計要求，如包括車身曲線的變化調整、車身 外圍尺寸的調整、底盤鉸接長度等。4、 運行穩定性好。經整車試驗顯示，安裝有本實用新型可拆分式桁架結構的車輛在速度達到80km/h時不出現甩尾、側滑等現象，能夠在水平方向土52度、垂直方向士 IO度擺角范圍內使車輛保持穩定行駛，阻尼傳遞均衡穩定，阻尼變化合理順暢。5、 減震效果好。由于本實用新型采用外表面澆注有橡膠的球鉸進行減震控制，所以，減震 效果好，運行無震動，無噪音。6、 系統強度高，載重量大。整個可拆分式桁架結構均采用高強度合金材料焊接而成，與車輛底盤之間 的連接亦采用焊接方式連接，強度高，載重能力大，最大負荷可達到20噸， 非常適合國內公交車輛現行的超負荷運轉狀態。本實用新型一方面滿足了我國國內汽車市場的需求，另一方面也使得我國 在大型鉸接客車制造方面有了長足的發展，填補了國產大型后置發動機鉸接客 車鉸接系統的空白，是對一直以來由國外技術壟斷的市場局勢的強有力的扭 轉，其積極效果是顯而易見的。以上所述僅是本實用新型的具體實施例及所運用的技術原理，任何基于本 實用新型技術方案基礎上的等效變換，均屬于本實用新型保護范圍之內。
權利要求1、一種大型鉸接客車拆分式桁架結構，其特征在于它由前桁架、橫梁、轉盤軸承、后桁架和液壓缸構成；所述前桁架位于大型鉸接客車前車車廂的后端，其后端通過外表面澆注有橡膠的球鉸與橫梁相連；所述橫梁通過螺栓固定在轉盤軸承的外圈上；所述后桁架位于大型鉸接客車后車車廂的前端，其前端通過螺栓固定在轉盤軸承的內圈上；在所述后桁架的左右兩側各固定有一個液壓缸，液壓缸的一端固定在后桁架的后端部，另一端通過銷軸固定在橫粱上。
2、 根據權利要求1所述的拆分式桁架結構，其特征在于所述前桁架和 后桁架通過所述轉盤軸承以及固定在轉盤軸承上的橫梁實現鉸接。
3、 根據權利要求1或2所述的拆分式桁架結構，其特征在于在所述前 桁架左、右兩側臂的后端各設有一個球鉸安裝孔；所述球鉸為一根外表面澆注有起減震作用的橡膠的鋼性中心軸，在中心軸 的兩端各開有一個用于穿設螺栓的孔，球鉸的兩端用擋圈、彈簧擋圈壓裝固定 在所述前桁架后端的球鉸安裝孔內；安裝固定在前桁架后端球鉸安裝孔內的球鉸通過螺栓固定在所述橫梁上。
4、 根據權利要求3所述的拆分式桁架結構，其特征在于所述橫梁由平 臺安裝梁、四塊固定鋼板和連接件焊接而成-，四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板上下放置，上固定鋼板 和下固定鋼板之間通過若干個圓鋼焊接在一起，成為一個整體； 在兩組固定鋼板之間焊接有起連接作用的所述連接件；在每組固定鋼板上分別鉆有若干個用于安裝螺栓的孔，這些孔處于同一圓 周上，用于將所述橫梁固定在轉盤軸承外圈上的螺栓穿過該孔固定在轉盤軸承 外圈上；在每組固定鋼板的一端分別開有一個用于固定所述球鉸的凹槽；在每組固 定鋼板的另一端分別開有一個用于安裝所述液壓缸的液壓缸安裝孔；所述平臺安裝梁固定在兩組固定鋼板的上表面，在平臺安裝梁上設有多個 用于固定鉸接客車中間部位平臺的螺栓孔，孔內側用鋼板加固以保證螺栓絲扣 強度。
5、 根據權利要求4所述的拆分式桁架結構，其特征在于在構成橫梁的兩組固定鋼板上分別鉆有6個安裝螺栓的孔，兩組固定鋼板上共鉆有12個孔， 12個孔處于同一圓周上；用于將所述橫梁固定在轉盤軸承外圈上的12個螺栓分別穿過上述的12個孔固定在轉盤軸承外圈上。
6、 根據權利要求4或5所述的拆分式桁架結構，其特征在于所述轉盤 軸承由外軸承瓦、內軸承瓦和數個鋼球組合而成；內、外軸承瓦組合在一起形成一個空腔，所述鋼球滿鋪地放置在該空腔內； 在所述轉盤軸承的外軸承瓦上設有若干個用于安裝固定所述橫粱的螺栓的孔，在轉盤軸承的內軸承瓦上也設有若干個用于安裝固定所述后桁架的螺栓的孔；在轉盤軸承的內軸承瓦上還設有注油接口； 在內、外軸承瓦之間設有耐油橡膠密封圈。
7、 根據權利要求6所述的拆分式桁架結構，其特征在于在所述轉盤軸 承的外軸承瓦上設有12個用于安裝固定所述橫梁的螺栓的孔，在轉盤軸承的 內軸承瓦上設有14個用于安裝固定所述后桁架的螺栓的孔。
8、 根據權利要求6所述的拆分式桁架結構，其特征在于在所述后桁架 的前端設有若干個用于安裝將后桁架固定在轉盤軸承內軸承瓦上的螺栓的孔， 這些孔處于同一圓周上。
9、 根據權利要求8所述的拆分式桁架結構，其特征在于在所述后桁架 的前端共設有14個安裝螺栓的孔，14個孔處于同一圓周上。
專利摘要本實用新型公開了一種拆分式桁架結構，它由前桁架、橫梁、轉盤軸承、后桁架和液壓缸構成。前桁架位于鉸接客車前車廂的后端，其后端通過外表面澆注有橡膠的球鉸與橫梁相連；橫梁通過螺栓固定在轉盤軸承的外圈上；后桁架位于鉸接客車后車廂的前端，其前端通過螺栓固定在轉盤軸承的內圈上；在后桁架的左右兩側各固定有一個液壓缸，液壓缸的一端固定在后桁架的后端部，另一端通過銷軸固定在橫粱上。由于本實用新型采用拆分式結構設計，各組成部件既相互獨立，又相互關聯，故本實用新型制造成本低，維修費用低。
文檔編號B60D5/00GK201099155SQ20072017283
公開日2008年8月13日 申請日期2007年8月28日 優先權日2007年8月28日
發明者李緒占 申請人:無錫華創伊卡露斯車輛設備有限公司