铁路矿石敞车车体侧墙

摘要

本发明公开了一种铁路矿石敞车车体侧墙，主要由上侧梁、内置枕柱、内置侧柱和侧墙板构成。所述上侧梁由外侧翻边板、上部平面板、内侧斜面板和下部竖立板整体压型而成，内侧斜面板和下部竖立板均与对应方位的内置枕柱和内置侧柱的开口边缘焊接相连。所述侧墙板由顶部搭接板、上部内倾板、下部外倾板、圆弧过渡板和底部水平板整体压型而成，这些板件的两端均与对应方位的内置枕柱或内置侧柱的开口边缘焊接相连，顶部搭接板与下部竖立板的底端焊接相连，底部水平板与车体地板焊接相连。其结构简单可靠，自身重量轻，强度刚度好，维护周期长，有利于提高整车组装工艺性，可满足大轴重铁路矿石敞车轻量化、重载荷的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及运载矿石、煤炭、建材等大宗货物的铁路敞车，具体地指 一种铁路矿石敞车车体侧墙。

背景技术

铁路敞车是铁路运输中的主型车辆，在已有的铁路货车总量中数量最 多，它主要承担运送煤炭、矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物 的任务，也可以用来运送一些重型机械设备。铁路敞车按卸货方式不 同可分为两类：—类是适用于人工或机械装卸作业的敞车，另一类是 适用于大型工矿企业、站场、码头之间成列固定编组运输、用翻车机 卸货的敞车。

随着铁路货运向重载运输的方向发展，提高轴重、增大单车载重已成 为世界各国重载运输行之有效并一致采取的通用措施。对铁路矿石敞 车而言，也随之向提高轴重、增加每延米载重的方向发展，其车体的 重量也在相应地增加。

目前，铁路矿石敞车车体主要由底架、端墙和侧墙构成。其中：底架 主要由中梁、枕梁、横梁、纵向梁和地板组焊而成，端墙主要由端板 、上端梁、横带和角柱等组焊而成，侧墙主要由上侧梁、枕柱、侧柱 和侧墙板等组焊而成，三者共同围合成货物装载空间和整体承载结构 。端墙和侧墙主要用于承受装载货物的侧压力和车辆在运行过程中产 生的横向力，特别是纵向布置的侧墙需要承受的压力更大，因此侧墙 必须具有足够的强度和刚度，以确保铁路敞车运行的安全性。

为了解决上述问题，铁路领域的科研人员一般采用加厚、加宽的钢铁 型材来组焊侧墙，并通过增设加强肋、加强板等部件来巩固焊接效果 。但这样设计存在如下缺陷：其一，构成侧墙的各种加厚、加宽 型材部件数量多、结构笨重，必然会增加侧墙的重量，与侧墙有连接 关系的端墙、底架等的尺寸参数也需要相应增大，进而导致矿石敞车 整车自重大幅增加。其二，在侧墙上一般都设置有用于装卸货物和人 员进出的下侧门和中门，下侧门和中门还需要配置相应的开启和锁紧 装置，所有门框、门板及其附属件都需要焊接和/或安装到侧墙上，导 致结构复杂、工艺繁多、制造效率低下、工人劳动强度大，特别是增 加了其与端墙、底架等的连接困难性，不利于提高整个车体组装的工 艺性。其三，由于侧墙的组成部件数量多、形状各异，在焊接断面处 很容易出现潮气侵蚀问题，特别是在下侧门和中门处氧化腐蚀现象最 为严重，因此其使用寿命相对较短、维护维修较频繁，从而增大了铁 路矿石敞车的制造和运行成本。

如何在确保车辆重载安全运行的前提下有效降低铁路矿石敞车的自身 量重，一直是铁路科研人员亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构简单可靠、自身重量轻、强度刚度 好、维护周期长、有利于提高整车组装工艺性的铁路矿石敞车车体侧 墙，以满足大轴重铁路矿石敞车轻量化、重载荷的要求。

为实现上述目的，本发明所研制的铁路矿石敞车车体侧墙，包括上侧 梁，所述上侧梁的纵向两侧分别设置有内置枕柱，所述内置枕柱之间 间隔设置有内置侧柱，所述上侧梁的下端由内置枕柱和内置侧柱形成 的间隔处设置有侧墙板，其特殊之处在于：

所述上侧梁由外侧翻边板、上部平面板、内侧斜面板和下部竖立板整 体压型而成，所述内侧斜面板和下部竖立板均与对应方位的内置枕柱 和内置侧柱的开口边缘焊接相连；

所述侧墙板由顶部搭接板、上部内倾板、下部外倾板、圆弧过渡板和 底部水平板整体压型而成，所述顶部搭接板、上部内倾板、下部外倾 板、圆弧过渡板和底部水平板的两端均与对应方位的内置枕柱或内置 侧柱的开口边缘焊接相连，所述顶部搭接板与下部竖立板的底端 焊接相连，所述底部水平板与车体地板焊接相连。

本发明的上侧梁和侧墙板均采用薄钢板按设计形状整体折弯、压型而 成，并与内置枕柱和内置侧柱焊接相连。其中：上侧梁的下部竖立板 一直延伸至侧墙中部与侧墙板的顶部搭接板焊接，侧墙板的下部外倾 板与底部水平板之间通过圆弧过渡板衔接。这样，上侧梁不仅具有梁 的承载作用，还具有墙板的支撑作用，其与侧墙板协同配合，可在确 保侧墙整体强度和刚度的状况下，大幅降低整个侧墙的自身重量，并 可使车体整体结构更加简单，特别是当上侧梁和侧墙板采用不锈钢薄 板组焊结构时，更是可以大幅提高侧墙的防腐蚀性能，从而有效延长 使用寿命。而采用内置枕柱和内置侧柱，也可以充分利用侧墙限界， 增大车体容积。

作为优选方案，所述内置枕柱和内置侧柱的底部周边均焊接有圆弧保 护板，所述圆弧保护板同时与车体地板焊接相连。这样，一方面可以 遮盖枕柱、侧柱根部与枕梁上盖板和横梁上盖板的连接焊缝，免外界 潮湿气流对根部焊缝的侵蚀损害；另一方面可以使枕柱和侧柱周边与 车体地板圆弧连为一体，加上侧墙板与车体地板的圆弧连接效应，大 幅提高侧墙的整体刚度。同时，还便于与端墙和底架模块化组装，提 高铁路敞车车体组装的工艺性。另外，各部件在底部的圆弧连接结构 还可确保卸货完全，无货渣残留。

进一步地，所述上侧梁的外侧翻边板和下部竖立板位于同一铅垂面内 ，内侧斜面板与下部竖立板之间的夹角α=150~170°。所述侧墙板的 上部内倾板与下部外倾板之间的圆弧过渡角β=140~160°，圆弧过渡 板的半径R=500~1000mm。这样的参数设计，既可以确保上侧梁和侧墙 板的刚度要求，又可以保证上侧梁和侧墙板的轻量化要求，还可以满 足侧墙正面平整封装、外观美感的要求。

再进一步地，所述内置枕柱的上部外侧设置有枕柱连接座，所述枕柱 连接座上端与外侧翻边板下端焊接相连，所述枕柱连接座下端与内侧 斜面板下端焊接相连；所述内置枕柱的下部外侧设置有枕柱封 板，所述枕柱封板上端与下部竖立板下端焊接相连，所述枕柱封板下 端同时与内置枕柱的开口边缘和圆弧过渡板的上端焊接相连。

再进一步地，所述内置侧柱的上部外侧设置有侧柱连接座，所述侧柱 连接座上端与外侧翻边板下端焊接相连，所述侧柱连接座下端与内侧 斜面板下端焊接相连；所述内置侧柱的下部外侧设置有侧柱封板，所 述侧柱封板上端与下部竖立板下端焊接相连，所述侧柱封板下端同时 与内置侧柱的开口边缘和圆弧过渡板的上端焊接相连。

再进一步地，所述上侧梁的纵向两侧端部分别设置有角柱连接板，所 述角柱连接板上端与外侧翻边板外端面和上部平面板外端面焊接相连 ，所述角柱连接板下端与内侧斜面板下端焊接相连；所述角柱连接板 下方的侧墙板上设置有角柱封板，所述角柱封板上端与下部竖立板下 端焊接相连，所述角柱封板下端与圆弧过渡板外端面焊接相连。

所述枕柱连接座和枕柱封板、侧柱连接座和侧柱封板、角柱连接板和 角柱封板的设置，可以进一步增大侧墙的整体强度和刚度，从而有效 改善其承受装载货物侧压力和车辆运行横向力的状况。

更进一步地，所述枕柱连接座和枕柱封板的外表面上均设置有枕柱靠 车板。所述侧柱连接座和侧柱封板的外表面上均设置有侧柱靠车板。 所述角柱连接板和角柱封板的外表面上均设置有端部靠车板。

所述枕柱靠车板、侧柱靠车板、端部靠车板的设置，可以使侧墙适应 翻车机卸货时快速靠车的强度要求，避免在翻车机等机械设备装卸货 物时损伤侧墙。

综上所述，本发明的优点在于：所设计的侧墙沿上侧梁的纵向采用带 圆弧的侧墙板与内置枕柱和内置侧柱间隔分布的板梁结构形式，摒弃 了传统侧墙笨重的型材组焊结构，并取消了下侧门和中门组成，这样 不仅大幅减少了构件组成、简化了焊接制造工艺、实现了侧墙的轻量 化、杜绝了车门腐蚀的问题；而且上侧梁和侧墙板具有整体折弯压型 结构，完全可以确保其强度和刚度满足重载敞车的要求，从而降低整 车自重。并且，所设计的侧墙可通过圆弧保护板方便地与底架焊 接，既能够有效提高车体组装的工艺性，又能够进一步提高侧墙的强 度和刚度。同时，本发明的关键构件可采用不锈钢薄板压型，制造成 本低廉，外表美观大气，维护维修方便，使用寿命长，特别适合于对 采用翻车机装卸货物的重载铁路矿石敞车进行轻量化改造。

附图说明

图1为一种铁路矿石敞车车体侧墙的正面结构示意图；

图2为图1的后视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图；

图4为图2中的A-A剖视结构示意图；

图5为图2中的B-B剖视结构示意图；

图6为图3中上侧梁的结构示意图；

图7为图3中侧墙板的结构示意图；

图8为图1所示侧墙安装在车体上的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

图中所示的铁路矿石敞车车体侧墙，其基本构架是这样的：它具有一 个由不锈钢板整体压型而成的上侧梁1，沿上侧梁1的纵向两侧各设置 有一根内置枕柱3，在两根内置枕柱3之间间隔设置有三根内置侧柱4， 在上侧梁1的下端由内置枕柱3和内置侧柱4形成的各个间隔处安装有由 不锈钢板整体压型而成的侧墙板2。

具体地，该上侧梁1由外侧翻边板1a、上部平面板1b、内侧斜面板1c和 下部竖立板1d整体压型而成。其中，外侧翻边板1a和下部竖立板1d位 于同一铅垂面内，上部平面板1b与下部竖立板1d通过内侧斜面板1c过 渡，内侧斜面板1c与下部竖立板1d之间的设计夹角α=160°。并且， 内侧斜面板1c和下部竖立板1d均与对应方位的内置枕柱3和内置侧柱4 的开口边缘焊接相连。

具体地，该侧墙板2由顶部搭接板2a、上部内倾板2b、下部外倾板2c、 圆弧过渡板2d和底部水平板2e整体压型而成。其中，上部内 倾板2b与下部外倾板2c之间采用圆弧角过渡，其圆弧过渡角β=150° ；下部外倾板2c与底部水平板2e之间采用圆弧过渡板2d衔接，圆弧过 渡板2d的半径R=850mm。并且，顶部搭接板2a、上部内倾板2b、下部外 倾板2c、圆弧过渡板2d和底部水平板2e的两端均与对应方位的内置枕 柱3或内置侧柱4的开口边缘焊接相连。另外，顶部搭接板2a与下部竖 立板1d的底端焊接相连，底部水平板2e与车体地板焊接相连，从而形 成具有极好强度和刚度的轻量化密封板梁结构。

在内置枕柱3和内置侧柱4的底部周边还焊接有覆盖枕柱和侧柱根部连 接焊缝的圆弧保护板14，圆弧保护板14同时与车体地板焊接相连，以 增加侧墙底部与底架连接的强度和刚度。

为了进一步增大侧墙的整体强度和刚度，使其能够均匀承受装载货物 的侧压力和车辆运行的横向力，也为了车体外观设计美感、干净清洁 ，在内置枕柱3的上部外侧设置有枕柱连接座8，枕柱连接座8上端与外 侧翻边板1a下端焊接相连，枕柱连接座8下端与内侧斜面板1c下端焊接 相连。在内置枕柱3的下部外侧设置有枕柱封板9，枕柱封板9上端与下 部竖立板1d下端焊接相连，枕柱封板9下端同时与内置枕柱3的开口边 缘和圆弧过渡板2d的上端焊接相连。

同理，在内置侧柱4的上部外侧设置有侧柱连接座10，侧柱连接座10上 端与外侧翻边板1a下端焊接相连，侧柱连接座10下端与内侧斜面板1c 下端焊接相连。在内置侧柱4的下部外侧设置有侧柱封板11，侧柱封板 11上端与下部竖立板1d下端焊接相连，侧柱封板11下端同时与内置侧 柱4的开口边缘和圆弧过渡板2d的上端焊接相连。

同样，在上侧梁1的纵向两侧端部分别设置有与端墙的角柱相配合的角 柱连接板5，角柱连接板5上端与外侧翻边板1a外端面和上部平面板1b 外端面焊接相连，角柱连接板5下端与内侧斜面板1c下端焊接相连。在 角柱连接板5下方的侧墙板2上设置有与端墙的角柱相配合的角柱封板 13，角柱封板13上端与下部竖立板1d下端焊接相连， 角柱封板13下端与圆弧过渡板2d外端面焊接相连。

为了使车体侧墙适应翻车机卸货时快速靠车的要求，避免在翻车机等 机械设备装卸货物时损伤侧墙，在枕柱连接座8和枕柱封板9的外表面 上焊接有枕柱靠车板6，在侧柱连接座10和侧柱封板11的外表面上焊接 有侧柱靠车板7，在角柱连接板5和角柱封板13的外表面上焊接有端部 靠车板12。

上述铁路矿石敞车车体侧墙组装时，先将内置枕柱3根部与底架的枕梁 上盖板焊接固定、内置侧柱4根部与底架的横梁上盖板焊接固定，然后 用圆弧保护板14焊接连接内置枕柱3和内置侧柱4根部和车体地板，再 将上侧梁与内置枕柱3和内置侧柱4等上部构件焊接在一起，最后对各 块侧墙板2等下部构件进行组焊即可。