超高速转向架板式电机悬挂装置

摘要

本发明的超高速转向架板式电机悬挂装置属于轨道车辆转向架上的电机悬挂减震装置领域，该装置通过能同时沿铁轨前进的x纵轴和沿垂直于地面的垂向z轴做弹性摆动的四个竖板分别构成两个板式钢簧总成装置，并用与悬挂电机吊架及其牵引电机，因此能够有效吸收列车行进中的颠簸振动能量，并使得牵引电机沿在沿横轴y方向上的刚度相对独立，从而仅通过调整板式钢簧总成在沿横轴y方向上的刚度即可实现动力学参数优化的目的，实现横向刚度的解耦及动力学参数的优化。此外该超高速转向架板式电机悬挂装置还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

说明书

技术领域

本发明属于轨道车辆转向架上的电机悬挂减震装置领域，具体涉及一种超 高速转向架板式电机悬挂装置。

背景技术

依照我国现行的轨道车辆划分标准，通常将时速超过500km/h的列车车型 成为超高速列车。目前，国内高速动车组转向架电机悬挂主要采用架悬的安装 方式与动力转向架构架连接，架悬安装方式又分为刚性架悬和弹性架悬，其中： 刚性架悬是指电机通过螺栓与构架实现固定连接，这种连接对螺栓强度要求较 高，连接位置局部应力较大，可靠性较差，因此不适宜安装重量较大的大功率 电机，此外，由于没有减振部件，电机直接承受来自构架的振动冲击，对电机 寿命具有一定影响。

弹性架悬主要为橡胶节点弹性悬挂，橡胶节点弹性悬挂结构比较简单，但 由橡胶材料的力学特性决定了其沿自身横向的刚度具有最低下限，因此需要对 橡胶节点弹性悬挂元件进行复杂的结构设计予以弥补其横向刚度的不足，但这 中复杂设计会给超高速转向架的动力学优化过程增添困难。

发明内容

为了解决现有刚性架悬的连接位置局部应力较大，可靠性较差，不适宜安 装重量较大的大功率电机，且刚性架悬直接向电机传递横向振动冲击，影响电 机寿命。而橡胶节点弹性悬挂需要进行复杂的结构设计才能弥补其横向刚度的 不足，该复杂化设计过程增加了设计困难的技术问题，本发明提供一种超高速 转向架板式电机悬挂装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

超高速转向架板式电机悬挂装置，其包括两个完全相同的板式钢簧总成， 两个板式钢簧总成分别通过一个防松螺栓与电机吊架连接；每一个板式钢簧总 成包括正方形的中心基座、两个矩形的竖板和两个防松螺栓内螺纹筒；所述中 心基座竖直放置，其上设有多个贯通的光孔；两个竖板均竖向放置，每个竖板 的两端分别与中心基座及一个防松螺栓内螺纹筒连接。

上述竖板在厚度方向上的中心横截面与中心基座在厚度方向上的中心横截 面重合，所述竖板的挠曲变形范围为±25mm；防松螺栓内螺纹筒的轴线与竖板 在厚度方向上的中心横截面共面；所述竖板的厚度小于或等于中心基座的厚度， 竖板的短边小于防松螺栓的长度；所述防松螺栓内螺纹筒的后端面与竖板的后 端面重合；防松螺栓内螺纹筒的内螺纹能与防松螺栓匹配并螺纹连接；防松螺 栓内螺纹筒的长度是防松螺栓长度的70％。

上述中心基座和两个竖板是由一整块钢板弹簧经冲压工艺一体成型的整体 部件，其防松螺栓内螺纹筒是由竖板顶端的延伸段经热处理卷边工艺形成的圆 筒结构。

上述超高速转向架板式电机悬挂装置沿y轴方向的刚度调整范围为 12MN/m～16MN/m。

本发明的有益效果是：该装置通过能同时沿铁轨前进的x纵轴和沿垂直于 地面的垂向z轴做弹性摆动的四个竖板分别构成两个板式钢簧总成装置，并用 与悬挂电机吊架及其牵引电机，因此能够有效吸收列车行进中的颠簸振动能量， 并使得牵引电机沿在沿横轴y方向上的刚度相对独立，从而仅通过调整板式钢 簧总成在沿横轴y方向上的刚度即可实现动力学参数优化的目的，实现横向刚 度的解耦及动力学参数的优化。此外该超高速转向架板式电机悬挂装置还具有 结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是本发明超高速转向架板式电机悬挂装置的立体图；

图2是本发明一个板式钢簧总成与电机吊架连接的应用示意；

图3是图2的爆炸装配示意图；

图4是本发明超高速转向架板式电机悬挂装置与电机吊架连接的应用示意；

图5是本发明超高速转向架板式电机悬挂装置分别与构架横梁和电机吊架 连接的应用示意。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的超高速转向架板式电机悬挂装置包括两个完全相同 的板式钢簧总成4，两个板式钢簧总成4分别通过一个防松螺栓5与电机吊架2 连接。每一个板式钢簧总成4包括正方形的中心基座4-1、两个矩形的竖板4-2 和两个防松螺栓内螺纹筒4-3。

中心基座4-1竖直放置，其上设有多个贯通的光孔。

两个竖板4-2均竖向放置，每个竖板4-2的两端分别与中心基座4-1及一个 防松螺栓内螺纹筒4-3连接。

竖板4-2在厚度方向上的中心横截面与中心基座4-1在厚度方向上的中心横 截面重合，竖板4-2的挠曲变形范围为±25mm。

防松螺栓内螺纹筒4-3的轴线与竖板4-2在厚度方向上的中心横截面共面。

竖板4-2的厚度小于或等于中心基座4-1的厚度，竖板4-2的短边小于防松 螺栓5的长度。

防松螺栓内螺纹筒4-3的后端面与竖板4-2的后端面重合，防松螺栓内螺纹 筒4-3的内螺纹能与防松螺栓5匹配并螺纹连接；防松螺栓内螺纹筒4-3的长度 是防松螺栓5长度的70％。

中心基座4-1和两个竖板4-2是由一整块钢板弹簧经冲压工艺一体成型的整 体部件，其防松螺栓内螺纹筒4-3是由竖板4-2顶端的延伸段经热处理卷边工艺 形成的圆筒结构。

该超高速转向架板式电机悬挂装置沿y轴方向的刚度调整范围为 12MN/m～16MN/m。

根据电机吊架2上两个吊耳的轴线间距计算位于同一个板式钢簧总成4上、 下两端的两个防松螺栓内螺纹筒4-3的中心轴间距，通过所求得的中心轴间距确 定防松螺栓内螺纹筒4-3在其卷边工艺时的加工轴线间距。再根据电机吊架2 上的电机吊座安装位3螺孔间距确定中心基座4-1的边长及其端面上设有多个贯 通的光孔的位置，最后再用两个防松螺栓内螺纹筒4-3的中心轴间距减去中心基 座4-1的高度，并将其所得差值再除以2，以确定每一个矩形的竖板4-2的竖直 高度。

具体应用本发明的超高速转向架板式电机悬挂装置时，如图2至图4所示， 以时速500公里的超高速转向架构架横梁3作为安装对象，并以M36型号的防 松螺栓作为所需的防松螺栓5连接件，具体举例如下：

首先，对超高速转向架板式电机悬挂装置中的一个板式钢簧总成4进行装 配，将两个M36型防松螺栓5分别穿过一个板式钢簧总成4上的两个防松螺栓 内螺纹筒4-3，并使防松螺栓5前端的螺纹段与电机吊架2上防松螺栓固定座2-2 螺纹连接，从而将一个板式钢簧总成4的上、下两端均与一个电机吊架2固定 连接。此后，按照同样的方法，将另外一个板式钢簧总成4与对应的另外一个 电机吊架2固定连接。

然后，分别用两个电机吊架2将牵引电机1固连形成弹性吊架总成。最后 再通过起吊装置将弹性吊架总成吊起，将两个板式钢簧总成4上的中心基座4-1 分别置于构架横梁上的电机吊座安装位3的两侧，最后，通过多个M18型螺栓 6分别将两个中心基座4-1与电机吊座安装位3夹紧固连，完成装配。

在M36型防松螺栓5的螺纹段端头还可以进一步加装NORDLOCK公司所 生产的NLX36型防松垫圈以增强其防松功能。

如图5所示，以列车沿铁轨前进的方向作为纵轴x，以平行于铁轨的枕木和 车轴方向作为横轴y，并以垂直于地面的铅直方向作为垂向z轴，建立三维直角 坐标系，则板式钢簧总成4上的每一个竖板4-2均可同时沿z轴和x轴相对于构 架上的电机吊座安装位3做弹性形变和往复摆动，吸收列车行进中的颠簸振动 能量。同时，该设计还使得牵引电机1沿在沿横轴y方向上的刚度相对独立， 从而仅通过调整板式钢簧总成4在沿横轴y方向上的刚度即可实现动力学参数 优化的目的，实现横向刚度的解耦及动力学参数的优化。