CN112124428A - 一种全铝车厢的底架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全铝车厢的底架，包括底边框、底横梁和副纵梁，底横梁和副纵梁交叉连接，副纵梁和车身大梁连接，副纵梁构造为设置有水平方向开口的槽型结构，采用横梁双支座连接底横梁和副纵梁，采用单支座连接车头车尾底边框和副纵梁，采用支撑块支撑在副纵梁连接节点处；本发明的副纵梁结构和底横梁简化，体积小，减轻了车厢重量，采用简单的螺栓连接，安装工艺简化，承载能力强，解决了连接节点铝合金焊接强度低和容易失效的难题，并对车厢整体受力分散、降低连接节点应力、提高连接点的牢固性和可靠性贡献穾出。
Description
技术领域
本发明属于铝制车厢领域，具体涉及一种全铝车厢的底架。
背景技术
在汽车行业中，汽车的轻量化已经成为世界发展趋势，在载货汽车领域，货车车厢减重可实现轻量化，对降低车辆能耗、增加额定载货量起到重要作用。特别是对于新能源货车，由于电池本身质量较大，车厢减重需求更加强烈。而铝合金材料具有质量轻、强度高、抗腐蚀性能极高、不易褪色、寿命长、可回收利用等优良特点，目前已逐步取代钢制材料应用于货车车厢的减重设计上。
如中国专利CN 106080806B公开了一种全铝车厢的底架，包括：底边框，其包括四个连接成长方形状的边框梁；其中两个相互平行的边框梁为横边框梁，另外两个为纵边框梁；副纵梁，底边框内设置有至少一个副纵梁；副纵梁的两端各穿插连接于一个横边框梁内；以及横梁，底边框内设置有至少一个横梁，横梁的两端各穿插连接于一个纵边框梁内；每个横梁与每个副纵梁交叉的地方通过穿插的方式进行构造连接；边框梁、副纵梁以及横梁的材质均为铝合金。
上述结构采用插接结构和焊接连接方式实现横梁和副纵梁的连接，横梁采用多个腔体结构，穿插和焊接生产工艺要求较高，生产成本高。
此外，现有技术中通过U型螺栓实现全铝车厢和车身大梁的连接，如中国专利CN209534855U公开的一种全铝结构分总成总装式轻量化物流车厢，直梁为闭口空腔挤压铝型材，且上表面开有一排与横梁连接的螺栓孔，两根直梁通过U型螺栓与车身大梁连接到一起，实现车厢与车身的结合。
通过U型螺栓与车身大梁连接的车厢底盘纵梁结构可设置为中空方形管结构，如中国专利CN 106080806 B公开的一种全铝车厢的底架，其中副纵梁包括一呈中空的方形状的连接部以及一呈中空的方形状的支撑部，支撑部的宽度小于连接部的宽度，且支撑部的上端居中连接于连接部的下端。可见该结构的副纵梁设置了多个腔体，结构较为复杂，加工成本高。由于副纵梁与底盘车架大梁用U型螺栓连接，扭力达到90～100N.m，产生的局部应力较大，如果副纵梁构造成单腔体或开口结构，则结构强度难以保证，副纵梁在U型螺栓的连接应力作用下容易产生变形，稳定性较差。
发明内容
本发明提供一种全铝车厢的底架，副纵梁结构和底横梁简化，体积小，减轻了车厢重量，采用简单的螺栓连接，安装工艺简化，承载能力强，采用支撑块结构保证了副纵梁和车身大梁连接的强度。解决了铝合金连接节点处焊接强度低和容易失效的难题，并对车厢整体受力分散、降低连接节点应力、提高连接点的牢固性和可靠性贡献穾出。
本发明的技术方案如下：
一种全铝车厢的底架，包括底边框、底横梁和副纵梁，所述底横梁和所述副纵梁交叉连接，所述副纵梁和车身大梁连接，所述副纵梁构造为设置有水平方向开口的槽型结构，所述底横梁和所述副纵梁的连接结构包括横梁双支座，套垫和螺栓，所述横梁双支座包括成对设置的底座和设置在底座中部上方的插槽，所述底横梁固定设置在所述插槽内，所述螺栓依次穿过所述底座、所述副纵梁的上边和所述套垫，所述螺栓和所述套垫螺纹紧固连接；所述副纵梁和车身大梁的连接结构包括支撑块、U型螺栓、压板和螺母，所述支撑块设置在所述副纵梁的槽型结构中，所述支撑块上下端分别和所述副纵梁内侧上下端抵接，所述压板、所述副纵梁和所述车身大梁从上到下依次连接，所述车身大梁底部连接所述U型螺栓底部，所述U型螺栓上部末端和螺母连接后下压紧所述压板。
本发明采用横梁双支座和螺栓固定方式实现所述底横梁和所述副纵梁的连接，底横梁与副纵梁总体为搭接结构，依据底横梁结构，设计有双支座，双支座可穿插入底横梁，形成构造连接，结构受力。副纵梁与之连接处设计有滑块，滑块与双支座螺栓连接。滑块承受副纵梁和底横梁连接的复杂应力，滑块设计可降低此连接的应力。本发明避免了插接结构的安装和焊接连接加工，简化安装工艺，连接稳固，承载能力强，也便于后期拆装维护；底横梁开口截面采用单腔结构，副纵梁采用槽型结构，零部件结构简单，加工成本低，轻量化效果更好。
本发明中副纵梁设计为槽型结构后，由于副纵梁与底盘车架大梁用U型螺栓连接，扭力达到90～100N.m，产生的局部应力较大，再加上槽型结构比方形结构强度差，难以满足安装和使用要求，本发明同时考虑到车厢的轻量化要求高，特将副纵梁设计为开口变截面，降低自重。
本发明在U型螺栓连接处，设计有多腔结构的支撑块，用于传递和支撑U型螺栓的压力和扭转力，分散应力，确保连接可靠牢固。本发明通过仅在连接节点处的副纵梁的槽型结构内填充一支撑块，将副纵梁的上下边进行加强支撑，避免了副纵梁受力变形，保证了副纵梁和车身大梁连接的强度。
本发明所述的全铝车厢的底架的副纵梁截面为开口变截面设计，卡槽与副纵梁滑块装配。底架横梁设计为9支长横梁+1根短横梁，底横梁穿入左右边框，三角片焊接固定。边框通过三通零件连接。副纵梁与底架可实现各自独立发货，异地拼装，降低运输成本。
优选的，所述底横梁构造为一个腔体，所述底横梁的横截面中部两侧向内设置有凹陷部，所述横梁双支座构造为开口向上的槽型结构，所述横梁双支座的两边向均向内设置有凸台，所述凸台和所述凹陷部卡接配合。该结构实现了横梁双支座和底横梁的连接，取消了焊接方式连接，结构简单，成本低。
优选的，所述副纵梁内部上壁面向下方设置有套垫槽，所述套垫安装在所述套垫槽内。实现套垫的定位固定，螺栓连接更加稳定。
优选的，所述支撑块构造为矩形管结构，所述支撑块内部设置有纵横交叉的加强筋。支撑块能很好地填充连接节点处的副纵梁内部，支撑块设置为管状结构，有利于减重，加强筋提高了支撑块刚度。
优选的，所述支撑块沿所述副纵梁纵向方向的长度为80～110mm。所述支撑块长条形的矩形管结构，该尺寸长度即避免了支撑块过长造成重量增加，又能避免连接节点处的应力集中问题。
优选的，所述副纵梁和车身大梁之间设置有垫块。所述垫块为橡胶垫，能缓冲车辆行驶时产生的冲击，避免连接节点处的收到冲击损伤。
优选的，所述垫块通过钉子固定连接在所述副纵梁下方，所述垫块下方内凹设置有容纳所述钉子的钉槽。便于将所述垫块安装在所述副纵梁下方，结构简单，安装方便。
本发明的有益效果是：
1、本发明将副纵梁结构简化，设计为槽型结构，结构简单，实现了轻量化。
2、本发明针对副纵梁强度较差的问题，仅在连接节点处的副纵梁的槽型结构内填充一支撑块，在U型螺栓连接处，设计有多腔结构的支撑块，用于传递和支撑U型螺栓的压力和扭转力，分散应力，确保连接可靠牢固。
3、采用横梁双支座和螺栓固定方式实现所述底横梁和所述副纵梁的连接，避免了插接结构的安装和焊接连接加工，安装工艺简化，连接稳固，承载能力强，也便于后期拆装维护。解决了连接节点铝合金焊接强度低和容易失效的难题，并对车厢整体受力分散、降低连接节点应力、提高连接点的牢固性和可靠性贡献穾出。
4、底横梁开口截面采用单腔结构，副纵梁采用槽型结构，零部件结构简单，加工成本低，轻量化效果更好。
5、副纵梁截面为开口变截面设计，卡槽与副纵梁滑块装配。底架横梁设计为9支长横梁+1根短横梁，底横梁穿入左右边框，三角片焊接固定，边框通过三通零件连接，副纵梁与底架可实现各自独立发货，异地拼装，降低运输成本。
附图说明
图1是本发明所述的一种全铝车厢的底架的结构示意图。
图2是本发明所述的底横梁和副纵梁的连接结构图。
图3是本发明所述的副纵梁和车身大梁连接结构图。
图4是本发明所述的底横梁和副纵梁的连接结构的立体图。
图5和图6是本发明所述的横梁双支座的结构示意图。
图7和图8是本发明所述的套垫的结构示意图。
图9是本发明所述的支撑块的结构示意图。
图中：1-底边框，2-底横梁，201-凹陷部，3-副纵梁，301-套垫槽，4-横梁双支座，401-底座，402-插槽，403-凸台，5-套垫，6-螺栓，7-车身大梁，8-支撑块，801-加强筋，9-U型螺栓，10-压板，11-螺母，12-钉子，13-垫块，1301-钉槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”，“下”，“前”，“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1～3所示，所示，一种全铝车厢的底架，包括底边框1、底横梁2和副纵梁3，所述底横梁2和所述副纵梁3交叉连接，所述副纵梁3和车身大梁7连接，所述副纵梁3构造为设置有水平方向开口的槽型结构，所述底横梁2和所述副纵梁3的连接结构包括横梁双支座4，套垫5和螺栓6，所述横梁双支座4包括成对设置的底座401和设置在底座401中部上方的插槽402，所述底横梁2固定设置在所述插槽402内，所述螺栓6依次穿过所述底座401、所述副纵梁3的上边和所述套垫5，所述螺栓6和所述套垫5螺纹紧固连接；所述副纵梁3和车身大梁7的连接结构包括支撑块8、U型螺栓9、压板10和螺母11，所述支撑块8设置在所述副纵梁3的槽型结构中，所述支撑块8上下端分别和所述副纵梁3内侧上下端抵接，所述压板10、所述副纵梁3和所述车身大梁7从上到下依次连接，所述车身大梁7底部连接所述U型螺栓9底部，所述U型螺栓9上部末端和螺母11连接后下压紧所述压板10。
如图3所示，本实施例中所述副纵梁3和车身大梁7的连接结构的装配方法如下：将支撑块8安装到所述副纵梁3的槽体内，并滑动到预连接节点位置处，U型螺栓9穿过底盘的车身大梁7架，副纵梁3和压板10，用螺母11连接U型螺栓9上端的螺纹进而压紧压板10，从而紧紧固车厢副纵梁3和底盘车架。
如图2所示，本实施例采用横梁双支座4和螺栓6固定方式实现所述底横梁2和所述副纵梁3的连接，避免了插接结构的安装和焊接连接加工，安装工艺简化，连接稳固，承载能力强，也便于后期拆装维护；底横梁2开口截面采用单腔结构，副纵梁3采用槽型结构，零部件结构简单，加工成本低，轻量化效果更好。
实施例2：
如图1～3所示，一种全铝车厢的底架，包括底边框1、底横梁2和副纵梁3，底边框1包括四个连接成长方形状的底边框1梁，每一根所述底横梁2和所述副纵梁3的两边均和底边框1的梁连接形成车厢底盘。
如图2所示，所述底横梁2和所述副纵梁3交叉连接，所述副纵梁3和车身大梁7连接，所述副纵梁3构造为设置有水平方向开口的槽型结构，所述底横梁2和所述副纵梁3的连接结构包括横梁双支座4，套垫5和螺栓6，所述横梁双支座4包括成对设置的底座401和设置在底座401中部上方的插槽402，所述底横梁2固定设置在所述插槽402内，所述螺栓6依次穿过所述底座401、所述副纵梁3的上边和所述套垫5，所述螺栓6和所述套垫5螺纹紧固连接；
如图3所示，所述副纵梁3和车身大梁7的连接结构包括支撑块8、U型螺栓9、压板10和螺母11，所述支撑块8设置在所述副纵梁3的槽型结构中，所述支撑块8上下端分别和所述副纵梁3内侧上下端抵接，所述压板10、所述副纵梁3和所述车身大梁7从上到下依次连接，所述车身大梁7底部连接所述U型螺栓9底部，所述U型螺栓9上部末端和螺母11连接后下压紧所述压板10。
本实施例采用横梁双支座4和螺栓6固定方式实现所述底横梁2和所述副纵梁3的连接，避免了插接结构的安装和焊接连接加工，安装工艺简化，连接稳固，承载能力强，也便于后期拆装维护；底横梁2开口截面采用单腔结构，副纵梁3采用槽型结构，零部件结构简单，加工成本低，轻量化效果更好。
本实施例中，中副纵梁3设计为槽型结构后，由于槽型结构比方形结构强度差，难以满足安装和使用要求，本实施例通过仅在连接节点处的副纵梁3的槽型结构内填充一支撑块8，将副纵梁3的上下边进行加强支撑，避免了副纵梁3受力变形，保证了副纵梁3和车身大梁7连接的强度。
如图2所示，本实施例中，所述底横梁2构造为一个腔体，所述底横梁2的横截面中部两侧向内设置有凹陷部201，如图5和图6所示，所述横梁双支座4构造为开口向上的槽型结构，所述横梁双支座4的两边向均向内设置有凸台403，所述凸台403和所述凹陷部201卡接配合。该结构实现了横梁双支座4和底横梁2的连接，取消了焊接方式连接，结构简单，成本低。
如图4，图7和图8所示，本实施例中，所述副纵梁3内部上壁面向下方设置有套垫槽301，所述套垫5安装在所述套垫槽301内。实现套垫5的定位固定，螺栓6连接更加稳定。
如图9所示，本实施例中，所述支撑块8构造为矩形管结构，所述支撑块8内部设置有纵横交叉的加强筋801，所述支撑块8安装填充在副纵梁3内部。支撑块8能很好地填充连接节点处的副纵梁3内部，支撑块8设置为管状结构，有利于减重，加强筋801提高了支撑块8刚度。
本实施例中，所述支撑块8沿所述副纵梁3纵向方向的长度为80mm。所述支撑块8长条形的矩形管结构，该尺寸长度主要避免了支撑块8过长造成重量增加，同时兼顾避免应力集中问题。
如图3所示，本实施例中，所述副纵梁3和车身大梁7之间设置有垫块13。所述垫块13为橡胶垫，能缓冲车辆行驶时产生的冲击，避免连接节点处的收到冲击损伤。
如图3所示，本实施例中，所述垫块13通过钉子12固定连接在所述副纵梁3下方，所述垫块13下方内凹设置有容纳所述钉子12的钉槽1301，所述副纵梁3下方设置有和所述钉子12配合的钉孔。便于将所述垫块13安装在所述副纵梁3下方，结构简单，安装方便。
实施例3：
本实施和上述实施例2的不同之处在于：采用单支座连接车头车尾底边框和副纵梁，所述支撑块8沿所述副纵梁3纵向方向的长度为110mm，又能主要用于避免连接节点处的应力集中问题，又避免了支撑块8过长造成重量增加。
Claims (7)
1.一种全铝车厢的底架，包括底边框(1)、底横梁(2)和副纵梁(3)，所述底横梁(2)和所述副纵梁(3)交叉连接，所述副纵梁(3)和车身大梁(7)连接，其特征在于：所述副纵梁(3)构造为设置有水平方向开口的槽型结构，所述底横梁(2)和所述副纵梁(3)的连接结构包括横梁双支座(4)，套垫(5)和螺栓(6)，所述横梁双支座(4)包括成对设置的底座(401)和设置在底座(401)中部上方的插槽(402)，所述底横梁(2)固定设置在所述插槽(402)内，所述螺栓(6)依次穿过所述底座(401)、所述副纵梁(3)的上边和所述套垫(5)，所述螺栓(6)和所述套垫(5)螺纹紧固连接；所述副纵梁(3)和车身大梁(7)的连接结构包括支撑块(8)、U型螺栓(9)、压板(10)和螺母(11)，所述支撑块(8)设置在所述副纵梁(3)的槽型结构中，所述支撑块(8)上下端分别和所述副纵梁(3)内侧上下端抵接，所述压板(10)、所述副纵梁(3)和所述车身大梁(7)从上到下依次连接，所述车身大梁(7)底部连接所述U型螺栓(9)底部，所述U型螺栓(9)上部末端和螺母(11)连接后下压紧所述压板(10)。
2.根据权利要求1所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述底横梁(2)构造为一个腔体，所述底横梁(2)的横截面中部两侧向内设置有凹陷部(201)，所述横梁双支座(4)构造为开口向上的槽型结构，所述横梁双支座(4)的两边向均向内设置有凸台(403)，所述凸台(403)和所述凹陷部(201)卡接配合。
3.根据权利要求1所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述副纵梁(3)内部上壁面向下方设置有套垫槽(301)，所述套垫(5)安装在所述套垫槽(301)内。
4.根据权利要求1所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述支撑块(8)构造为矩形管结构，所述支撑块(8)内部设置有纵横交叉的加强筋(801)。
5.根据权利要求2所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述支撑块(8)沿所述副纵梁(3)纵向方向的长度为80～110mm。
6.根据权利要求1所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述副纵梁(3)和车身大梁(7)之间设置有垫块(13)。
7.根据权利要求1所述的一种全铝车厢的底架，其特征在于：所述垫块(13)通过钉子(12)固定连接在所述副纵梁(3)下方，所述垫块(13)下方内凹设置有容纳所述钉子(12)的钉槽(1301)。
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