超高速試驗動車組轉(zhuǎn)向架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自身具有彈性形變緩沖能力的軌道車輛轉(zhuǎn)向架裝置領(lǐng)域，具體涉及一種超高速試驗動車組轉(zhuǎn)向架。
【背景技術(shù)】
[0002]依照我國現(xiàn)行的軌道車輛劃分習(xí)慣，通常將時速超過500km/h的列車車型稱為超高速列車。此類傳統(tǒng)軌道列車的轉(zhuǎn)向架普遍是H型鋼梁焊接而成的剛性構(gòu)架，其H型剛性焊接構(gòu)架由兩個側(cè)梁和一個橫梁焊接組成，橫梁可采用無縫圓鋼管或者也可以是由多塊鋼板焊接而成的、具有矩形橫截面輪廓線的箱型結(jié)構(gòu)，而側(cè)梁則通常均為由多塊鋼板焊接而成的箱型結(jié)構(gòu)。由于此類舊有的H型剛性構(gòu)架的橫梁與側(cè)梁連接處的結(jié)構(gòu)空間受限，其二者的對接組焊部位一般采用搭接組焊型式的過渡件使得橫梁與側(cè)梁平順連接，以避免其二者組焊的部位因截面收縮變化較大而產(chǎn)生的應(yīng)力集中。但即便如此，舊有的組焊方式依然導(dǎo)致H型剛性構(gòu)架上的焊縫總數(shù)較多，生產(chǎn)周期長，對焊接工藝要求苛刻，以及一旦組焊就無法拆解，不便于維修養(yǎng)護(hù)等諸多問題。
[0003]為了研發(fā)一款時速超過500km/h的超高速列車，其理論預(yù)期的超高時速特性必然對該車型的超高速轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架提出全新的要求，假若繼續(xù)沿襲傳統(tǒng)軌道列車的H型剛性焊接構(gòu)架，則將對由多塊鋼板拼合或搭接組焊的構(gòu)架裝置提出極為嚴(yán)苛的焊接質(zhì)量要求，這將大幅提尚制造成本和增加制造難度，并導(dǎo)致構(gòu)架廣品的次品率和報廢率提尚。
[0004]此外，為了盡可能多地吸收列車運行中的顛簸能量，傳統(tǒng)軌道列車的H型剛性焊接構(gòu)架必須配合大量緩沖減震的彈性阻尼部件，這使其構(gòu)架必須在保障構(gòu)架總體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，還要做大和加強(qiáng)，以便為較多的彈性阻尼部件預(yù)留足夠的附加部件安置空間。然而，大而笨重的H型整體剛性焊接構(gòu)架顯然與輕量化設(shè)計的方向和提升速度的初衷相悖。
[0005]在另一方面，目前，國內(nèi)高速動車組轉(zhuǎn)向架電機(jī)懸掛主要采用架懸的安裝方式與動力轉(zhuǎn)向架構(gòu)架連接，架懸安裝方式又分為剛性架懸和彈性架懸，其中:剛性架懸是指電機(jī)通過螺栓與構(gòu)架實現(xiàn)固定連接，這種連接對螺栓強(qiáng)度要求較高，連接位置局部應(yīng)力較大，可靠性較差，因此不適宜安裝重量較大的大功率電機(jī)，此外，由于沒有減振部件，電機(jī)直接承受來自構(gòu)架的振動沖擊，對電機(jī)壽命具有一定影響。
[0006]彈性架懸主要為橡膠節(jié)點彈性懸掛，橡膠節(jié)點彈性懸掛結(jié)構(gòu)比較簡單，但由橡膠材料的力學(xué)特性決定了其沿自身橫向的剛度具有最低下限，因此需要對橡膠節(jié)點彈性懸掛元件進(jìn)行復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計才能彌補(bǔ)其橫向剛度的不足，但這種復(fù)雜設(shè)計會給超高速轉(zhuǎn)向架的動力學(xué)優(yōu)化過程增添困難。而且，時速超過500km/h的超高速列車其驅(qū)動電機(jī)動力強(qiáng)勁，這使得舊有橡膠節(jié)點彈性懸掛元件無法同時滿足其電機(jī)懸掛強(qiáng)度和減震緩沖剛度的雙重要求。
[0007]再者，常規(guī)一系定位裝置中的轉(zhuǎn)臂在自然載荷下通常為水平布置，而且一系垂向減震器和一系轉(zhuǎn)臂完全垂直或近似垂直于地面，這種布置方式不利于車輪直接沿著與輪軌牽引力方向滾動，軌道線路稍有曲線不平順的激擾，牽引輪對就會隨即表現(xiàn)為微小的橫向擺動，不利于穩(wěn)定性。而自行車前輪輪叉裝置所采用的主銷后傾原理是一種廣泛公知的已知技術(shù)，其也普遍應(yīng)用于汽車行業(yè)。值得軌道列車牽引裝置領(lǐng)域用來借鑒。
[0008]因此，設(shè)計一款全新的超高速動車組轉(zhuǎn)向構(gòu)架，使其不但降低焊縫數(shù)量和降低焊接難度，同時還具有一定的彈性減震能力，并且兼具輕量化和組裝化的優(yōu)點，以及如何研發(fā)設(shè)計新形式電機(jī)懸掛以滿足超高速動車的電機(jī)裝配的更高減震需求，均成為超高速動車轉(zhuǎn)向架研發(fā)領(lǐng)域的一項重要課題和攻關(guān)方向。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]為了解決現(xiàn)有大而笨重的H型整體剛性焊接構(gòu)架存在焊縫總數(shù)較多，生產(chǎn)周期長，對焊接工藝要求苛刻，以及一旦組焊就無法拆解，不便于維修養(yǎng)護(hù)，因此無法適應(yīng)全新的超高速動車組對其超高速轉(zhuǎn)向構(gòu)架所提出的小型化、輕量化且需要兼具一定彈性減震能力的綜合要求的技術(shù)問題，以及為了解決現(xiàn)有剛性架懸的連接位置局部應(yīng)力較大，可靠性較差，不適宜安裝重量較大的大功率電機(jī)，且剛性架懸直接向電機(jī)傳遞橫向振動沖擊，影響電機(jī)壽命。而橡膠節(jié)點彈性懸掛除非進(jìn)行復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計，否則就無法彌補(bǔ)其橫向剛度的不足的技術(shù)問題的技術(shù)問題本實用新型提供一種超高速試驗動車組轉(zhuǎn)向架。
[0010]本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0011]超高速試驗動車組轉(zhuǎn)向架，其包括彈性構(gòu)架、兩個電機(jī)、兩個電機(jī)懸掛裝置、枕梁、中央空氣彈簧、齒輪箱支架、四個一系定位裝置、兩個抗蛇形減震器裝置、兩個輪對裝置和中央牽引裝置，所述一個電機(jī)分別通過一個對應(yīng)的電機(jī)懸掛裝置固連在彈性構(gòu)架的縱向側(cè)壁端面上，一個齒輪箱支架與前述電機(jī)懸掛裝置并列地固連在前述彈性構(gòu)架的同一個縱向側(cè)壁端面上;所述另一個電機(jī)通過其對應(yīng)的另一個電機(jī)懸掛裝置以及與它們并列的另一個齒輪箱支架以彈性構(gòu)架的上端面的幾何中心為原點，以旋轉(zhuǎn)度圓周角的旋轉(zhuǎn)對稱方式固連在彈性構(gòu)架的另一個縱向側(cè)壁端面上;所述兩個抗蛇形減震器裝置對稱地固連在彈性構(gòu)架的兩個橫向側(cè)壁端面上;每個抗蛇形減震器裝置均包括兩個枕梁支座和橫向連接座，所述枕梁下端面的四個頂點分別與四個枕梁支座固連;所述中央牽引裝置固定在井字形框架主體中部的中央牽引座通孔內(nèi)，中央空氣彈簧的下端與中央牽引裝置的中心孔軸連，中央空氣彈簧的上端與枕梁下端面的中心連接;所述輪對裝置輪軸的兩端同時與兩個對應(yīng)的轉(zhuǎn)臂及軸箱上端軸箱軸連;其特征在于:所述彈性構(gòu)架包括兩個彈性側(cè)梁、兩個二系輔助枕簧、橫縱梁集成式托盤框架和兩個側(cè)梁安裝座，彈性側(cè)梁包括輔助枕簧座和兩個翼狀彈性支臂，其三者共同構(gòu)成一個向兩側(cè)伸展的雙翼狀結(jié)構(gòu)，輔助枕簧座的中部設(shè)有枕簧螺栓限位孔，在枕簧螺栓限位孔兩側(cè)還設(shè)有多個彈性側(cè)梁定位螺孔;所述翼狀彈性支臂的端部上方設(shè)有吊耳，翼狀彈性支臂的端部下方設(shè)有彈簧定位帽筒和一系垂向減振器上端固定座;兩個二系輔助枕簧插入枕簧螺栓限位孔后其下部通過枕簧螺栓與兩個彈性側(cè)梁固連;兩個側(cè)梁安裝座分別固定在橫縱梁集成式托盤框架的橫向兩側(cè)，兩個彈性側(cè)梁的輔助枕簧座分別通過螺栓固定在兩個側(cè)梁安裝座上。
[0012]所述橫縱梁集成式托盤框架包括井字形框架主體和兩個側(cè)梁安裝座托盤，井字形框架主體的中部開設(shè)有貫通的中央牽引座通孔，兩個側(cè)梁安裝座托盤對稱地分布在井字形框架主體的橫向兩側(cè)，且每個側(cè)梁安裝座托盤同時與井字形框架主體的側(cè)壁和底面固連。
[0013]所述井字形框架主體是由上、下兩塊井字形鋼板以及多塊側(cè)板焊接而成的整體的箱型結(jié)構(gòu)，其縱向的上、下兩端面均分別設(shè)有一個電機(jī)懸掛安裝座和一個齒輪箱安裝座;所述中央牽引座通孔固連有矩形的中央牽引裝置安裝托架，中央牽引裝置固定在該矩形的中央牽引裝置安裝托架內(nèi)。
[0014]所述兩個側(cè)梁安裝座分別均通過搭接組焊的方式與橫縱梁集成式托盤框架上對應(yīng)的一個側(cè)梁安裝座托盤焊接固連。
[0015]所述側(cè)梁安裝座包括座板、兩個上翹角度限位止擋裝置、兩個向下彎折角度限位止擋板和兩個轉(zhuǎn)臂定位座卡箍;所述座板的中心設(shè)有枕簧螺栓固定凹槽，在枕簧螺栓固定凹槽的周圍設(shè)有多個彈性側(cè)梁安裝螺孔;所述兩個上翹角度限位止擋裝置對稱固定在座板縱向的兩端，每個上翹角度限位止擋裝置由兩個立板和一個限位軸構(gòu)成，限位軸與兩個立板的頂端固連，兩個立板平行固定在座板橫向的兩側(cè);所述兩個轉(zhuǎn)臂定位座卡箍對稱固定在兩個上翹角度限位止擋裝置的一端，每個轉(zhuǎn)臂定位座卡箍包括兩個平行設(shè)置的帶有半環(huán)形凹槽的卡箍座和兩個帶有半環(huán)形凹槽的卡扣，兩個卡箍座的側(cè)面固連在兩個立板上，兩個卡箍座的上端面與一個向下彎折角度限位止擋板固連;卡扣通過螺栓與卡箍座固連，其二者的半環(huán)形凹槽共同拼合成為轉(zhuǎn)臂定位軸腔;抗蛇形減震器裝置均通過其中部的橫向連接座垂直連接與座板的側(cè)壁的中軸線上;所述翼狀彈性支臂穿過由上翹角度限位止擋裝置和向下彎折角度限位止擋板所共同合圍形成的空隙。
[0016]所述一系定位裝置包括橡膠節(jié)點、轉(zhuǎn)臂及軸箱、一系垂向減震器和一系彈簧，所述轉(zhuǎn)臂及軸箱的轉(zhuǎn)臂水平放置，橡膠節(jié)點的圓周外側(cè)壁與轉(zhuǎn)臂及軸箱前端固連，一系彈簧的軸線與轉(zhuǎn)臂及軸箱的轉(zhuǎn)臂呈一定的傾斜夾角，且一系彈簧的軸線與轉(zhuǎn)臂及軸箱中軸箱的旋轉(zhuǎn)軸線相交;一系垂向減震器的軸線與一系彈簧的軸線平行;所述一系垂向減震器的下端以及一系彈簧的下端均與轉(zhuǎn)臂及軸箱的軸箱外壁固連，一系垂向減震器的上端與彈性構(gòu)架側(cè)梁端部的一系垂向減振器上端固定座固連;所述橡膠節(jié)點的旋轉(zhuǎn)軸與彈性構(gòu)架側(cè)梁上的轉(zhuǎn)臂定位座卡箍固連;所述一系彈簧的上端直接與彈性構(gòu)架側(cè)梁上端的彈簧定位帽筒固連;其下端通過斜面橡膠墊與轉(zhuǎn)臂及軸箱