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CN222522750U - 一种装配式轻量化铝合金车厢 - Google Patents

一种装配式轻量化铝合金车厢 Download PDF

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CN222522750U
CN222522750U CN202421287036.8U CN202421287036U CN222522750U CN 222522750 U CN222522750 U CN 222522750U CN 202421287036 U CN202421287036 U CN 202421287036U CN 222522750 U CN222522750 U CN 222522750U
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CN
China
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aluminum alloy
wallboard
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CN202421287036.8U
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李曜成
张德伟
王东辉
祝哮
刘施洋
孙祥彬
沈亚超
唐强
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China Zhongwang Holdings Ltd
Original Assignee
China Zhongwang Holdings Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种装配式轻量化铝合金车厢,属于载重汽车车厢技术领域。所述装配式轻量化铝合金车厢,包括墙板总成(1)、顶棚总成(2)、后门总成(3)、侧门总成(4)和底板总成(5);所述各个总成之间均用螺接或铆接且可以拆卸成片状;所述采用铝合金变壁厚折弯板,通过铆接、螺接的连接方式,可以有效降低车厢质量,提高车厢防腐耐侯性能,使安装、拆卸便捷,降低运输成本。

Description

一种装配式轻量化铝合金车厢
技术领域
本实用新型涉及载重汽车车厢技术领域,具体为一种装配式轻量化铝合金车厢。
背景技术
货车车厢,安装在载重汽车车架上的各类车厢,用于装载运输货物。目前,车厢使用钢板材及钢型材焊接成型较多,轻微的刮碰就会让暴露在空气中的钢材腐蚀生锈,且钢制车厢本身自重较大。面对汽车轻量化的市场需求,占整车质量比重较大的车厢是实现整车轻量化的最佳选择。
目前货车车厢采用钢制瓦楞板作为面板、钢制槽钢作为龙骨进行焊接制作车厢墙体。但现有技术中有许多不足,比如焊接结构使产品被焊接成一个整体,不利于维修,无法拆卸更换部件,产品制作过程不可逆;焊接时产生的高温可能会使焊道附近的金属性能下降,降低产品的承载能力;焊接有一定的危险性,且焊接质量取决于操作人员的熟练程度;焊接完成后的产品由于整体尺寸过大,不便于运输;钢制结构本身质量过大,造成整车质量过高,能源消耗高;钢材的防腐蚀性能差,轻微刮蹭就会使暴露在空气中的钢材氧化生锈,甚至腐蚀漏洞,影响车厢的使用寿命。
实用新型内容
针对市场上现有钢制车厢重量大,防腐性能差,不便于维护,运输成本高等一系列问题。本实用新型提供了一种装配式轻量化铝合金车厢,采用铝合金变壁厚折弯板,通过铆接、螺接的连接方式,可以有效降低车厢质量,提高车厢防腐耐侯性能,使安装、拆卸便捷,降低运输成本。
一种装配式轻量化铝合金车厢,包括墙板总成(1)、顶棚总成(2)、后门总成(3)、侧门总成(4)和底板总成(5);所述各个总成之间均用螺接或铆接且可以拆卸成片状;
所述墙板总成(1)包括右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)、墙板连接板(7);所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)的上边梁(12)与顶棚总成(2)连接,下边梁(13)与底板总成(5)连接。所述右侧墙(6)、左侧墙(10)的立柱(11)与前墙(8)连接;所述后墙(9)的立柱(11)与右侧墙(6)、左侧墙(10)相连;所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)是通过立柱(11)进行连接后,再通过墙板连接板(7)连接。
所述墙板总成(1)所用板材为变壁厚板材,所述右侧墙(6)、前墙(8)、左侧墙(10)的墙板(14)下部壁厚设置为1.5mm-2mm,高度为300-500mm,中部壁厚设置为1.2mm-1.5mm高度为700mm-800mm,上部壁厚设置为0.8mm-1.5mm,高度700mm-1000mm,过渡区高度均为50mm-100mm。
所述墙板(14)两端分别折弯为“几”字形、“口”字形,可三面铆接,间距为200mm-300mm;所述墙板(14)与立柱(11)、上边梁(12)、下边梁(13)均采用铆钉连接,间距为200mm-300mm均布;所述立柱(11)与墙板(14)的连接部位分为内部和外部两部分。
所述立柱(11)和上、下边梁均为挤压型材。
所述顶棚总成(2)整体为中部高、四周低的拱形结构,所述顶棚总成(2)是前压条(15)、侧压条(17)、后压条(20)与蒙皮(18)、上边梁(12)铆接连接而成,所述龙骨(16)、方管支撑(19)通过连接板垂直螺接到墙体上边梁(12)上,所述蒙皮(18)与龙骨(16)、方管支撑(19)之间进行胶接,所述龙骨(16)和方管支撑(19)均为型材,龙骨型材呈“几”字形,间距300mm-600mm均布,所述方管支撑(19)与龙骨(16)均为顶棚支撑,在距后门300mm-500mm处设置一个方管支撑。
所述后门总成(3)包括折页组件(21)、门板(22)、门锁组件(23)、门框组件(24)以及密封件组成;所述后门总成(3)通过折页组件(21)与后墙(9)立柱(11)上的门座连接,所述后墙(9)上、下横梁的安装孔上安装门锁组件(23),所述后门总成(3)为镜面对称的双门。
所述侧门总成(4)组成与后门总成(3)相同,所述侧门总成(4)为单门。
所述底板总成(5)包括地板连接板(25)、纵梁连接板(26)、纵梁加强板(27)、纵梁(28)、地板(29)、前加强横梁(30),所述底板总成(5)通过地板连接板(25)与下边梁(13)进行螺接,所述地板(29)为多腔型材,所述地板(29)沿插槽拼装后通过纵梁连接板(26)与纵梁(28)螺接,地板(29)的短边与下边梁(13)进行铆接,所述前加强横梁(30)在与纵梁加强板(27)垂直方向上和前墙(8)的下边梁(13)连接。
本实用新型的有益效果在于:
1、采用铆接、螺接代替焊接连接,可以在必要时对损坏部件进行拆卸更换,组装过程可逆。
2、铆接、螺接过程不会产生影响金属性能的高温,可常温进行。
3、组装过程操作简单,对操作人员安全保障性较高。
4、由于组装过程的简便,可以将车厢预安装成片状发货,收货后再组装成车厢,既节约装货空间,降低运输成本,又可以满足客户不同的发货需求。
5、采用铝合金折弯板材作为车厢面板,且墙壁无龙骨的设计来降低车厢的整体质量。同时,将车厢墙板制作成由下至上变壁厚逐渐减薄的板材,可以进一步降低车厢的质量。从而实现车辆轻量化,减低能源消耗。
6、铝合金的防腐蚀性能优异,且无毒无害,可有效提高车厢的使用寿命。
针对市场上现有钢制车厢重量大的问题,本实用新型采用铝合金材质减轻重量;设计变壁厚墙板,进一步减轻重量;设计将墙板折弯成“几”字形和“口”字形,便于连接的同时,无需为墙板设计横向或纵向的加强筋,更进一步减轻整体重量。
针对焊接车厢维护成本高,运输成本高、使用寿命短等问题。本实用新型采用螺接或铆接等冷连接装配结构,所有部件均可拆卸成片状部件,安装过程可逆,便于打包发货、安装拆卸、日常维护、局部损坏维修等操作,极大减少了运输成本、安装成本、维修成本,也提高了产品的使用寿命。
附图说明
图1为一种装配式轻量化铝合金车厢总装配图;
图2为一种装配式轻量化铝合金车厢爆炸视图;
图3为墙板总成装配图;
图4为墙板总成爆炸视图;
图5为变壁厚墙板示意图;
图6为墙板连接示意图;
图7为立柱型材截面图;
图8为上边梁、下边梁型材截面图;
图9为墙板与上下边梁、立柱装配图;
图10为立柱与墙板连接图;
图11为顶棚总成装配图;
图12为后门总成示意图:
图13为侧门总成示意图;
图14为底板总成示意图;
图15为地板与纵梁安装示意图;
图16为底板总成与墙板总成安装示意图。
图中,1、墙板总成;2、顶棚总成;3、后门总成;4、侧门总成;5、底板总成;6、右侧墙;7、墙板连接板;8、前墙;9、后墙;10、左侧墙;11、立柱;12、上边梁;13、下边梁;14、墙板;15、前压条;16、龙骨;17、侧压条;18、蒙皮;19、方管支撑;20、后压条;21、折页组件;22、门板;23、门锁组件;24、门框组件;25、地板连接板;26、纵梁连接板;27、纵梁加强板;28、纵梁;29、地板;30、前加强横梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1、图2所示,一种装配式轻量化铝合金车厢,主要应用于交通运输行业,包括墙板总成(1)、顶棚总成(2)、后门总成(3)、侧门总成(4)和底板总成(5);所述各个总成之间均用螺接或铆接,便于装卸或后期维护,所有部件均可以拆卸成片状,便于打包发货。
如图3、图4所示,所述墙板总成(1)包括右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)、墙板连接板(7);所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)的上边梁(12)与顶棚总成(2)连接,下边梁(13)与底板总成(5)连接;所述右侧墙(6)、左侧墙(10)的立柱(11)与前墙(8)连接;所述后墙(9)的立柱(11)与右侧墙(6)、左侧墙(10)相连;所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)是通过立柱(11)进行连接后,再通过墙板连接板(7)连接。
如图5所示,所述墙板总成(1)所用板材为变壁厚板材,传统车厢墙板均为等壁厚板材,这样不仅增大整体质量,也造成材料性能浪费。根据墙板受力情况,将所述右侧墙(6)、前墙(8)、左侧墙(10)的墙板(14)下部壁厚设置为1.5mm-2mm,高度为300-500mm,中部壁厚设置为1.2mm-1.5mm高度为700mm-800mm,上部壁厚设置为0.8mm-1.5mm,高度700mm-1000mm,过渡区高度均为50mm-100mm。通过这种三段式的设置,既保证车厢性能,又有效降低整体重量。
如图6所示,传统车厢墙板内侧设计加强筋,保证墙板强度。所述墙板(14)两端分别折弯为“几”字形、“口”字形。便于装配,可三面铆接,间距为200mm-300mm;同时,无需为墙板设计横向或纵向的加强筋,更进一步减轻整体重量。
如图9所示,所述墙板(14)与立柱(11)、上边梁(12)、下边梁(13)均采用铆钉连接,间距200mm-300mm均布;如图10所示,所述立柱(11)与墙板(14)的连接部位分为内部和外部两部分。
如图7、8所示,所述立柱(11)和上、下边梁均为挤压型材,型材截面如图。
如图11所示,所述顶棚总成(2)整体为中部高、四周低的拱形结构,
所述顶棚总成(2)是前压条(15)、侧压条(17)、后压条(20)与蒙皮(18)、上边梁(12)铆接连接而成,所述龙骨(16)、方管支撑(19)通过连接板垂直螺接到墙体上边梁(12)上,所述蒙皮(18)与龙骨(16)、方管支撑(19)之间进行胶接,所述龙骨(16)和方管支撑(19)均为型材,龙骨型材呈“几”字形,间距300mm-600mm均布,所述方管支撑(19)与龙骨(16)均为顶棚支撑,在距后门300mm-500mm处设置一个方管支撑。这种结构既能减少顶部堆积物的重量,也可以加强整体结构。
如图12所示,所述后门总成(3)包括折页组件(21)、门板(22)、门锁组件(23)、门框组件(24)以及密封件组成;所述后门总成(3)通过折页组件(21)与后墙(9)立柱(11)上的门座连接,所述后墙(9)上、下横梁的安装孔上安装门锁组件(23),所述后门总成(3)为镜面对称的双门。
如图13所示,侧门总成(4)组成与后门总成(3)相同,所述侧门总成(4)为单门。
如图14、15、16所示,底板总成(5)包括地板连接板(25)、纵梁连接板(26)、纵梁加强板(27)、纵梁(28)、地板(29)、前加强横梁(30),所述底板总成(5)通过地板连接板(25)与下边梁(13)进行螺接,所述地板(29)为多腔型材,所述地板(29)沿插槽拼装后通过纵梁连接板(26)与纵梁(28)螺接,地板(29)的短边与下边梁(13)进行铆接,所述前加强横梁(30)在与纵梁加强板(27)垂直方向上和前墙(8)的下边梁(13)连接。
如图16所示,相较于传统的钢板下铺设横梁作为加强的设计,型材地板的重量更轻、强度更高,不仅可以有效承载货物重量,也因为地板29与墙板总成中下边梁13进行铆接,地板连接板25与下边梁13进行螺接,所以底板整体与墙体有更多的连接部位,对车厢整体结构起到更大的加强作用。
对本实施例的一种装配式轻量化铝合金车厢进行有限元分析,结果表明:一种装配式轻量化铝合金车厢满足强度(最大应力不大于230MPa)和刚度要求(残余变形不大于12mm)。
针对装配式轻量化铝合金车厢载重3吨设计仿真方案,验证其强度及刚度性能。确定了强度分析,刚度分析,雪载分析。其中,强度分析包含垂直冲击工况、转向工况、制动工况等。刚度分析包含墙板刚度、后门刚度等。雪载分析包含顶板600mm雪厚工况。
1.强度分析中,面向车厢前部,采用右手法则确定车厢整体坐标,车厢后方为X正向、车厢左侧为Y正向、车厢上方为Z正向。加载方式如下:
垂直冲击工况为X向不加载、Y向不加载、Z向加载-2.5g;
转向工况为X向不加载、Y向加载0.5g、Z向加载-1g;
制动工况为X向加载-1g、Y向不加载、Z向加载-1g。
仿真结果为垂直冲击工况的最大应力值为219.29MP,转向工况的最大应力值为196.74MP,制动工况的最大应力值为210.3MP。满足强度要求(最大应力不大于230MPa)。
2.刚度分析中,对墙板、后门分别施加8829N力进行仿真分析。结论如下:
墙板刚度分析的残余变形为1.17mm;后门刚度分析的残余变形为1.54mm。仿真结果符合刚度要求(残余变形不大于12mm)。
3.雪载分析中,对顶板施加600mm雪厚载荷。结论如下:
加载600mm雪厚时,车厢最大应力为212.85MPa,车顶最大位移为39.09mm,卸载后未发生永久变形。仿真结果符合强度及刚度要求。

Claims (7)

1.一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,包括墙板总成(1)、顶棚总成(2)、后门总成(3)、侧门总成(4)和底板总成(5);所述各个总成之间均用螺接或铆接且可以拆卸成片状;
所述墙板总成(1)包括右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)、墙板连接板(7);所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)的上边梁(12)与顶棚总成(2)连接,下边梁(13)与底板总成(5)连接;所述右侧墙(6)、左侧墙(10)的立柱(11)与前墙(8)连接;所述后墙(9)的立柱(11)与右侧墙(6)、左侧墙(10)相连;所述右侧墙(6)、前墙(8)、后墙(9)、左侧墙(10)是通过立柱(11)进行连接后,再通过墙板连接板(7)连接;
所述墙板总成(1)所用板材为变壁厚板材,所述右侧墙(6)、前墙(8)、左侧墙(10)的墙板(14)下部壁厚设置为1.5mm-2mm,高度为300-500mm,中部壁厚设置为1.2mm-1.5mm,高度为700mm-800mm,上部壁厚设置为0.8mm-1.5mm,高度700mm-1000mm,过渡区高度均为50mm-100mm。
2.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述墙板(14)两端分别折弯为“几”字形、“口”字形,可三面铆接,间距为200mm-300mm;所述墙板(14)与立柱(11)、上边梁(12)、下边梁(13)均采用铆钉连接,间距为200mm-300mm均布;所述立柱(11)与墙板(14)的连接部位分为内部和外部两部分。
3.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述立柱(11)和上、下边梁均为挤压型材。
4.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述顶棚总成(2)整体为中部高、四周低的拱形结构,所述顶棚总成(2)是前压条(15)、侧压条(17)、后压条(20)与蒙皮(18)、上边梁(12)铆接连接而成,龙骨(16)、方管支撑(19)通过连接板垂直螺接到墙体上边梁(12)上,所述蒙皮(18)与龙骨(16)、方管支撑(19)之间进行胶接,所述龙骨(16)和方管支撑(19)均为型材,龙骨型材呈“几”字形,间距300mm-600mm均布,所述方管支撑(19)与龙骨(16)均为顶棚支撑,在距后门300mm-500mm处设置一个方管支撑。
5.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述后门总成(3)包括折页组件(21)、门板(22)、门锁组件(23)、门框组件(24)以及密封件;所述后门总成(3)通过折页组件(21)与后墙(9)立柱(11)上的门座连接,所述后墙(9)上、下横梁的安装孔上安装门锁组件(23),所述后门总成(3)为镜面对称的双门。
6.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述侧门总成(4)组成与后门总成(3)相同,所述侧门总成(4)为单门。
7.根据权利要求1所述的一种装配式轻量化铝合金车厢,其特征在于,所述底板总成(5)包括地板连接板(25)、纵梁连接板(26)、纵梁加强板(27)、纵梁(28)、地板(29)、前加强横梁(30),所述底板总成(5)通过地板连接板(25)与下边梁(13)进行螺接,所述地板(29)为多腔型材,所述地板(29)沿插槽拼装后通过纵梁连接板(26)与纵梁(28)螺接,地板(29)的短边与下边梁(13)进行铆接,所述前加强横梁(30)在与纵梁加强板(27)垂直方向上和前墙(8)的下边梁(13)连接。
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