CN105313913B - 超高速试验动车组转向架 - Google Patents

Abstract

超高速试验动车组转向架属于自身具有弹性形变缓冲能力的轨道车辆转向架装置领域，其横纵梁集成式托盘框架克服了焊接应力集中的问题，其弹性构架的翼状弹性支臂能通过自身的弹性形变起到减震功效。该新型转向架通过将弹性构架和具有振动吸收功能的电机悬挂装置配合使用能对电机振动起到极强的削减和抑制效果，从而大幅降低动力系统的振动频率控制难度和有效削减多余的振动阻尼缓冲部件，使其得以极大幅度地精简冗余部件、缩小结构尺寸和减轻重量。牵引轮对的主销后倾结构能一致蛇形摆动。该超高速试验动车组转向架完全能够克服500km/h超高速列车在轻量化设计和提升速度的两个方面固有而彼此矛盾的双重需求，是国产化超高速转向架领域的一项全新突破。

Description

超高速试验动车组转向架

技术领域

本发明属于自身具有弹性形变缓冲能力的轨道车辆转向架装置领域，具体涉及一种超高速试验动车组转向架。

背景技术

依照我国现行的轨道车辆划分习惯，通常将时速超过500km/h的列车车型称为超高速列车。此类传统轨道列车的转向架普遍是H型钢梁焊接而成的刚性构架，其H型刚性焊接构架由两个侧梁和一个横梁焊接组成，横梁可采用无缝圆钢管或者也可以是由多块钢板焊接而成的、具有矩形横截面轮廓线的箱型结构，而侧梁则通常均为由多块钢板焊接而成的箱型结构。由于此类旧有的H型刚性构架的横梁与侧梁连接处的结构空间受限，其二者的对接组焊部位一般采用搭接组焊型式的过渡件使得横梁与侧梁平顺连接，以避免其二者组焊的部位因截面收缩变化较大而产生的应力集中。但即便如此，旧有的组焊方式依然导致H型刚性构架上的焊缝总数较多，生产周期长，对焊接工艺要求苛刻，以及一旦组焊就无法拆解，不便于维修养护等诸多问题。

为了研发一款时速超过500km/h的超高速列车，其理论预期的超高时速特性必然对该车型的超高速转向架的构架提出全新的要求，假若继续沿袭传统轨道列车的H型刚性焊接构架，则将对由多块钢板拼合或搭接组焊的构架装置提出极为严苛的焊接质量要求，这将大幅提高制造成本和增加制造难度，并导致构架产品的次品率和报废率提高。

此外，为了尽可能多地吸收列车运行中的颠簸能量，传统轨道列车的H型刚性焊接构架必须配合大量缓冲减震的弹性阻尼部件，这使其构架必须在保障构架总体结构强度的同时，还要做大和加强，以便为较多的弹性阻尼部件预留足够的附加部件安置空间。然而，大而笨重的H型整体刚性焊接构架显然与轻量化设计的方向和提升速度的初衷相悖。

在另一方面，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才能弥补其横向刚度的不足，但这种复杂设计会给超高速转向架的动力学优化过程增添困难。而且，时速超过500km/h的超高速列车其驱动电机动力强劲，这使得旧有橡胶节点弹性悬挂元件无法同时满足其电机悬挂强度和减震缓冲刚度的双重要求。

再者，常规一系定位装置中的转臂在自然载荷下通常为水平布置，而且一系垂向减震器和一系转臂完全垂直或近似垂直于地面，这种布置方式不利于车轮直接沿着与轮轨牵引力方向滚动，轨道线路稍有曲线不平顺的激扰，牵引轮对就会随即表现为微小的横向摆动，不利于稳定性。而自行车前轮轮叉装置所采用的主销后倾原理是一种广泛公知的已知技术，其也普遍应用于汽车行业。值得轨道列车牵引装置领域用来借鉴。

因此，设计一款全新的超高速动车组转向构架，使其不但降低焊缝数量和降低焊接难度，同时还具有一定的弹性减震能力，并且兼具轻量化和组装化的优点，以及如何研发设计新形式电机悬挂以满足超高速动车的电机装配的更高减震需求，均成为超高速动车转向架研发领域的一项重要课题和攻关方向。

发明内容

为了解决现有大而笨重的H型整体刚性焊接构架存在焊缝总数较多，生产周期长，对焊接工艺要求苛刻，以及一旦组焊就无法拆解，不便于维修养护，因此无法适应全新的超高速动车组对其超高速转向构架所提出的小型化、轻量化且需要兼具一定弹性减震能力的综合要求的技术问题，以及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除非进行复杂的结构设计，否则就无法弥补其横向刚度的不足的技术问题的技术问题本发明提供一种超高速试验动车组转向架。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

超高速试验动车组转向架，其包括弹性构架、两个电机、两个电机悬挂装置、枕梁、中央空气弹簧、齿轮箱支架、四个一系定位装置、两个抗蛇形减震器装置、两个轮对装置和中央牵引装置，所述一个电机分别通过一个对应的电机悬挂装置固连在弹性构架的纵向侧壁端面上，一个齿轮箱支架与前述电机悬挂装置并列地固连在前述弹性构架的同一个纵向侧壁端面上；所述另一个电机通过其对应的另一个电机悬挂装置以及与它们并列的另一个齿轮箱支架以弹性构架的上端面的几何中心为原点，以旋转度圆周角的旋转对称方式固连在弹性构架的另一个纵向侧壁端面上；所述两个抗蛇形减震器装置对称地固连在弹性构架的两个横向侧壁端面上；每个抗蛇形减震器装置均包括两个枕梁支座和横向连接座，所述枕梁下端面的四个顶点分别与四个枕梁支座固连；所述中央牵引装置固定在井字形框架主体中部的中央牵引座通孔内，中央空气弹簧的下端与中央牵引装置的中心孔轴连，中央空气弹簧的上端与枕梁下端面的中心连接；所述轮对装置轮轴的两端同时与两个对应的转臂及轴箱上端轴箱轴连；其特征在于：所述弹性构架包括两个弹性侧梁、两个二系辅助枕簧、横纵梁集成式托盘框架和两个侧梁安装座，弹性侧梁包括辅助枕簧座和两个翼状弹性支臂，其三者共同构成一个向两侧伸展的双翼状结构，辅助枕簧座的中部设有枕簧螺栓限位孔，在枕簧螺栓限位孔两侧还设有多个弹性侧梁定位螺孔；所述翼状弹性支臂的端部上方设有吊耳，翼状弹性支臂的端部下方设有弹簧定位帽筒和一系垂向减振器上端固定座；两个二系辅助枕簧插入枕簧螺栓限位孔后其下部通过枕簧螺栓与两个弹性侧梁固连；两个侧梁安装座分别固定在横纵梁集成式托盘框架的横向两侧，两个弹性侧梁的辅助枕簧座分别通过螺栓固定在两个侧梁安装座上。

所述横纵梁集成式托盘框架包括井字形框架主体和两个侧梁安装座托盘，井字形框架主体的中部开设有贯通的中央牵引座通孔，两个侧梁安装座托盘对称地分布在井字形框架主体的横向两侧，且每个侧梁安装座托盘同时与井字形框架主体的侧壁和底面固连。

所述井字形框架主体是由上、下两块井字形钢板以及多块侧板焊接而成的整体的箱型结构，其纵向的上、下两端面均分别设有一个电机悬挂安装座和一个齿轮箱安装座；所述中央牵引座通孔固连有矩形的中央牵引装置安装托架，中央牵引装置固定在该矩形的中央牵引装置安装托架内。

所述两个侧梁安装座分别均通过搭接组焊的方式与横纵梁集成式托盘框架上对应的一个侧梁安装座托盘焊接固连。

所述侧梁安装座包括座板、两个上翘角度限位止挡装置、两个向下弯折角度限位止挡板和两个转臂定位座卡箍；所述座板的中心设有枕簧螺栓固定凹槽，在枕簧螺栓固定凹槽的周围设有多个弹性侧梁安装螺孔；所述两个上翘角度限位止挡装置对称固定在座板纵向的两端，每个上翘角度限位止挡装置由两个立板和一个限位轴构成，限位轴与两个立板的顶端固连，两个立板平行固定在座板横向的两侧；所述两个转臂定位座卡箍对称固定在两个上翘角度限位止挡装置的一端，每个转臂定位座卡箍包括两个平行设置的带有半环形凹槽的卡箍座和两个带有半环形凹槽的卡扣，两个卡箍座的侧面固连在两个立板上，两个卡箍座的上端面与一个向下弯折角度限位止挡板固连；卡扣通过螺栓与卡箍座固连，其二者的半环形凹槽共同拼合成为转臂定位轴腔；抗蛇形减震器装置均通过其中部的横向连接座垂直连接与座板的侧壁的中轴线上；所述翼状弹性支臂穿过由上翘角度限位止挡装置和向下弯折角度限位止挡板所共同合围形成的空隙。

所述一系定位装置包括橡胶节点、转臂及轴箱、一系垂向减震器和一系弹簧，所述转臂及轴箱的转臂水平放置，橡胶节点的圆周外侧壁与转臂及轴箱前端固连，一系弹簧的轴线与转臂及轴箱的转臂呈一定的倾斜夹角，且一系弹簧的轴线与转臂及轴箱中轴箱的旋转轴线相交；一系垂向减震器的轴线与一系弹簧的轴线平行；所述一系垂向减震器的下端以及一系弹簧的下端均与转臂及轴箱的轴箱外壁固连，一系垂向减震器的上端与弹性构架侧梁端部的一系垂向减振器上端固定座固连；所述橡胶节点的旋转轴与弹性构架侧梁上的转臂定位座卡箍固连；所述一系弹簧的上端直接与弹性构架侧梁上端的弹簧定位帽筒固连；其下端通过斜面橡胶垫与转臂及轴箱的外侧壁固连；一系弹簧轴线与地面保持一定角度，即采用主销后倾原理保证轮轨力牵引的方向，所述角度的变化范围是15°至85°。

所述电机悬挂装置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。

所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％。

所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两个竖板顶端的延伸段经热处理卷边工艺形成的圆筒结构。

本发明的有益效果如下：

该超高速试验动车组转向架通过横纵梁集成式托盘框架取代H型刚性焊接构架由侧梁和横梁搭接和组焊的旧有结构形式，避免了横梁变径和搭接组焊时容易出现的应力集中问题；其通过顺次具有装配关系的二系辅助枕簧、侧梁、侧梁安装座和横纵梁集成式托盘框架的新组装形式，有效削减了焊缝总数，因而能够在保证结构强度的同时提高生产效率和适度降低对焊缝质量所提出的严苛要求，从而提高成品率和创造经济效益。该弹性构架的翼状弹性支臂能够通过自身的弹性形变起到减震功效，其与二系辅助枕簧配合使用可以替代和削减部分旧有的构架附加弹性元件，为进一步缩小构架尺寸和减轻构架重量奠定基础。侧梁安装座不仅能将弹性支臂的振幅限制在给定的范围之内，其两端的转臂定位座卡箍还可以直接用于固定橡胶节点。

此外，其弹性构架上具有装配关系的多个部件还给维修更换时的拆卸和组装提供了极大的便利性，分解后的各个部件也更加便于分批制造、分类储存、远途运输和重新快速装配。另外，本发明的超高速试验动车组转向架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。

该超高速试验动车组转向架通过将弹性构架和具有振动吸收功能的电机悬挂装置配合使用，可以对500km/h的超高速列车的电机振动起到极强的削减和抑制效果，从而大幅降低动力系统的振动频率控制难度和有效削减多余的振动阻尼缓冲部件，这使得该新型转向架得以在保障旧有功能和结构强度的前提下，极大幅度地精简冗余部件、缩小结构尺寸和减轻重量，并给共振削减的软件设计释放更多空间和自由度。牵引轮对借鉴和应用了自行车轮叉的主销后倾原理，从而保证轮轨力牵引的方向与轨道延展方向一致，进一步达成了减少车轮平面相对于轨道的蛇形摆动的目的。

综上，该超高速试验动车组转向架完全能够克服500km/h超高速列车在轻量化设计和提升速度的两个方面固有而彼此矛盾的双重需求，是国产化超高速转向架领域的一项全新突破。

附图说明

图1是本发明超高速试验动车组转向架的立体图。

图2是图1翻转后的立体图；

图3是图1的爆炸装配示意立体图；

图4是本发明弹性构架的立体图；

图5本发明弹性侧梁和二系辅助枕簧的装配关系示意图；

图6是图5在另一视角下的爆炸示意图；

图7是本发明横纵梁集成式托盘框架的仰视图；

图8是本发明侧梁安装座的立体图；

图9是图8中I部分的局部放大图；

图10是图4的爆炸示意图；

图11是本发明电机悬挂装置的立体图；

图12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13是图12的爆炸装配示意图；

图14是本发明电机悬挂装置与电机吊架连接的应用示意；

图15是本发明电机悬挂装置分别与电机悬挂安装座和电机吊架连接的应用示意；

图16是本发明一系定位装置的立体图。

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至图16所示，本发明的超高速试验动车组转向架包括弹性构架、两个牵引电机弹性吊架总成13、两个电机悬挂装置5、枕梁6、中央空气弹簧7、齿轮箱支架8、四个一系定位装置9、两个抗蛇形减震器装置10、两个轮对装置11和中央牵引装置12，所述一个电机分别通过一个对应的电机悬挂装置5固连在弹性构架的纵向侧壁端面上，一个齿轮箱支架8与前述电机悬挂装置5并列地固连在前述弹性构架的同一个纵向侧壁端面上。所述另一个电机通过其对应的另一个电机悬挂装置5以及与它们并列的另一个齿轮箱支架8以弹性构架上端面的几何中心为原点，以旋转180度圆周角的旋转对称方式固连在弹性构架的另一个纵向侧壁端面上。所述两个抗蛇形减震器装置10对称地固连在弹性构架的两个横向侧壁端面上。每个抗蛇形减震器装置10均包括两个枕梁支座10-1和横向连接座10-2，所述枕梁6下端面的四个顶点分别与四个枕梁支座10-1固连。

所述中央牵引装置12固定在井字形框架主体3-1中部的中央牵引座通孔3-1-1内，中央空气弹簧7的下端与中央牵引装置12的中心孔轴连，中央空气弹簧7的上端与枕梁6下端面的中心连接。所述轮对装置11轮轴的两端同时与两个对应的转臂及轴箱9-2上端轴箱轴连。

所述弹性构架包括两个弹性侧梁1、两个二系辅助枕簧2、横纵梁集成式托盘框架3和两个侧梁安装座4，横纵梁集成式托盘框架3包括井字形框架主体3-1和两个侧梁安装座托盘3-2，井字形框架主体3-1是由上、下两块井字形钢板以及多块侧板焊接而成的整体的箱型结构，其纵向的上、下两端面均分别设有一个电机悬挂安装座3-1-2和一个齿轮箱安装座3-1-3。中央牵引座通孔3-1-1固连有矩形的中央牵引装置安装托架，中央牵引装置12固定在该矩形的中央牵引装置安装托架内。齿轮箱支架8与固连在对应的一个齿轮箱安装座3-1-3的侧壁端面上。井字形框架主体3-1的中部开设有贯通的中央牵引座通孔3-1-1，两个侧梁安装座托盘3-2对称地分布在井字形框架主体3-1的横向两侧，且每个侧梁安装座托盘3-2同时与井字形框架主体3-1的侧壁和底面固连。

弹性侧梁1包括辅助枕簧座1-1和两个翼状弹性支臂1-2，其三者共同构成一个向两侧伸展的双翼状结构，两个翼状弹性支臂1-2采用由中国吉林市华研碳纤维有限公司所生产的具有弹性形变和复原能力的CF-SMC-101型碳纤维复合材料制作而成，具有较高弯曲任性和抗剪刚度。

侧梁安装座4包括座板4-1、两个上翘角度限位止挡装置4-2、两个向下弯折角度限位止挡板4-3和两个转臂定位座卡箍4-4。座板4-1的中心设有枕簧螺栓固定凹槽4-1-1，在枕簧螺栓固定凹槽4-1-1的周围设有多个弹性侧梁安装螺孔4-1-2。两个上翘角度限位止挡装置4-2对称固定在座板4-1纵向的两端，每个上翘角度限位止挡装置4-2由两个立板4-2-1和一个限位轴4-2-2构成，限位轴4-2-2与两个立板4-2-1的顶端固连，两个立板4-2-1平行固定在座板4-1横向的两侧。两个转臂定位座卡箍4-4对称固定在两个上翘角度限位止挡装置4-2的一端，每个转臂定位座卡箍4-4包括两个平行设置的带有半环形凹槽的卡箍座4-4-1和两个带有半环形凹槽的卡扣4-4-2，两个卡箍座4-4-1的侧面固连在两个立板4-2-1上，两个卡箍座4-4-1的上端面与一个向下弯折角度限位止挡板4-3固连。卡扣4-4-2通过螺栓与卡箍座4-4-1固连，其二者的半环形凹槽共同拼合成为转臂定位轴腔4-4-3。所述抗蛇形减震器装置10均通过其中部的横向连接座10-2垂直连接与座板4-1的侧壁的中轴线上。翼状弹性支臂1-2穿过由上翘角度限位止挡装置4-2和向下弯折角度限位止挡板4-3所共同合围形成的空隙。

辅助枕簧座1-1的中部设有枕簧螺栓限位孔1-1-1，在枕簧螺栓限位孔1-1-1两侧还设有多个弹性侧梁定位螺孔1-1-2。二系辅助枕簧2插入枕簧螺栓限位孔1-1-1后其下部通过枕簧螺栓2-1与两个弹性侧梁1固连。

翼状弹性支臂1-2的端部上方设有吊耳1-2-1，翼状弹性支臂1-2的端部下方设有弹簧定位帽筒1-2-2和一系垂向减振器上端固定座1-2-3。弹性侧梁1的辅助枕簧座1-1通过螺栓固定在两个侧梁安装座4上。两个侧梁安装座4分别固定在横纵梁集成式托盘框架3横向两侧的侧梁安装座托盘3-2上。

两个侧梁安装座4分别均通过搭接组焊的方式与横纵梁集成式托盘框架3上对应的一个侧梁安装座托盘3-2焊接固连。

所述侧梁安装座4包括座板4-1、两个上翘角度限位止挡装置4-2、两个向下弯折角度限位止挡板4-3和两个转臂定位座卡箍4-4。所述座板4-1的中心设有枕簧螺栓固定凹槽4-1-1，在枕簧螺栓固定凹槽4-1-1的周围设有多个弹性侧梁安装螺孔4-1-2。所述两个上翘角度限位止挡装置4-2对称固定在座板4-1纵向的两端，每个上翘角度限位止挡装置4-2由两个立板4-2-1和一个限位轴4-2-2构成，限位轴4-2-2与两个立板4-2-1的顶端固连，两个立板4-2-1平行固定在座板4-1横向的两侧。所述两个转臂定位座卡箍4-4对称固定在两个上翘角度限位止挡装置4-2的一端，每个转臂定位座卡箍4-4包括两个平行设置的带有半环形凹槽的卡箍座4-4-1和两个带有半环形凹槽的卡扣4-4-2，两个卡箍座4-4-1的侧面固连在两个立板4-2-1上，两个卡箍座4-4-1的上端面与一个向下弯折角度限位止挡板4-3固连。卡扣4-4-2通过螺栓与卡箍座4-4-1固连，其二者的半环形凹槽共同拼合成为转臂定位轴腔4-4-3。所述翼状弹性支臂1-2穿过由上翘角度限位止挡装置4-2和向下弯折角度限位止挡板4-3所共同合围形成的空隙。

所述一系定位装置9包括橡胶节点9-1、转臂及轴箱9-2、一系垂向减震器9-3和一系弹簧9-4，所述转臂及轴箱9-2的转臂水平放置，橡胶节点9-1的圆周外侧壁与转臂及轴箱9-2前端固连，一系弹簧9-4的轴线与转臂及轴箱9-2的转臂呈一定的倾斜夹角，且一系弹簧9-4的轴线与转臂及轴箱9-2中轴箱的旋转轴线相交。一系垂向减震器9-3的轴线与一系弹簧9-4的轴线平行。所述一系垂向减震器9-3的下端以及一系弹簧9-4的下端均与转臂及轴箱9-2的轴箱外壁固连，一系垂向减震器9-3的上端与弹性构架侧梁端部的一系垂向减振器上端固定座1-2-3固连。所述橡胶节点9-1的旋转轴与弹性构架侧梁上的转臂定位座卡箍4-4固连。所述一系弹簧9-4的上端直接与弹性构架侧梁上端的弹簧定位帽筒1-2-2固连。其下端通过斜面橡胶垫与转臂及轴箱9-2的外侧壁固连。一系弹簧9-4轴线与地面保持一定角度，即采用公知的主销后倾原理，在一系悬挂的布置上将一系垂向减震器9-3的轴线与一系弹簧9-4均与地面保持相同的夹角，使得轮对每侧的转臂与一系弹簧9-4的接触中心比侧梁前端的弹簧定位帽筒1-2-2与一系弹簧9-4接触中心沿纵向前移一定距离，从而实现牵引轮对的主销后倾，进而保证轮轨力牵引的方向与轨道延展方向一致，达到减少车轮平面相对于轨道的蛇形摆动的目的。所述角度的变化范围是15°至85°。

在翼状弹性支臂1-2随列车因受力载荷后因行车振动而发生挠曲变形时，一系弹簧9-4和一系垂向减震器9-3将随着受力载荷变化而同步压缩或伸长，起到一系悬挂的双重减振效果。

所述电机悬挂装置5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13-1-3与电机吊架13-1连接。每一个板式钢簧总成包括正方形的中心基座5-1、两个矩形的竖板5-2和两个防松螺栓内螺纹筒5-3。所述中心基座5-1竖直放置，其上设有多个贯通的光孔。两个竖板5-2均竖向放置，每个竖板5-2的两端分别与中心基座5-1及一个防松螺栓内螺纹筒5-3连接。

所述竖板5-2在厚度方向上的中心横截面与中心基座5-1在厚度方向上的中心横截面重合，所述竖板5-2的挠曲变形范围为±25mm。防松螺栓内螺纹筒5-3的轴线与竖板5-2在厚度方向上的中心横截面共面。所述竖板5-2的厚度小于或等于中心基座5-1的厚度，竖板5-2的短边小于防松螺栓13-1-3的长度。所述防松螺栓内螺纹筒5-3的后端面与竖板5-2的后端面重合。防松螺栓内螺纹筒5-3的内螺纹能与防松螺栓13-1-3匹配并螺纹连接。防松螺栓内螺纹筒5-3的长度是防松螺栓13-1-3长度的70％。

所述中心基座5-1和两个竖板5-2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5-3是由两个竖板5-2顶端的延伸段经热处理卷边工艺形成的圆筒结构。

该电机悬挂装置5沿y轴方向的刚度调整范围为12MN/m～16MN/m。

根据电机吊架13-1上两个吊架吊耳13-1-2的轴线间距计算位于同一个板式钢簧总成上、下两端的两个防松螺栓内螺纹筒5-3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5-3在其卷边工艺时的加工轴线间距。再根据电机吊架13-1上的电机悬挂安装座3-1-2螺孔间距确定中心基座5-1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5-3的中心轴间距减去中心基座5-1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5-2的竖直高度。

以M36型号的防松螺栓作为所需的防松螺栓13-1-3连接件，并对超高速转向架板式电机悬挂装置5中的一个板式钢簧总成进行装配，将两个M36型防松螺栓13-1-3分别穿过一个板式钢簧总成上的两个防松螺栓内螺纹筒5-3，并使防松螺栓13-1-3前端的螺纹段与电机吊架13-1上防松螺栓固定座13-1-2螺纹连接，从而将一个板式钢簧总成的上、下两端均与一个电机吊架13-1固定连接。此后，按照同样的方法，将另外一个板式钢簧总成与对应的另外一个电机吊架13-1固定连接。

然后，分别用两个电机吊架13-1将牵引电机13-2固连形成牵引电机弹性吊架总成13。最后再通过起吊装置将牵引电机弹性吊架总成13吊起，将两个板式钢簧总成上的中心基座5-1分别置于构架横梁上的电机悬挂安装座3-1-2的两侧，最后，通过多个M18型螺栓5-4分别将两个中心基座5-1与电机悬挂安装座3-1-2夹紧固连，完成装配。

在M36型防松螺栓13-1-3的螺纹段端头还可以进一步加装NORDLOCK公司所生产的NLX 36型防松垫圈以增强其防松功能。

如图15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，则板式钢簧总成上的每一个竖板5-2均可同时沿z轴和x轴相对于构架上的电机悬挂安装座3-1-2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13-2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。

具体应用本发明的超高速试验动车组转向架时，将翼状弹性支臂1-2穿过由上翘角度限位止挡装置4-2和向下弯折角度限位止挡板4-3所共同合围形成的空隙。翼状弹性支臂1-2的端部下方设有弹簧定位帽筒1-2-2用于对一系悬挂装置上的钢簧上端进行同轴定位和固定。一系垂向减振器上端固定座1-2-3用于同一系垂向减振器9-3上端固定。转臂定位轴腔4-4-3用于同一系悬挂装置9上的橡胶节点9-1的转轴转动连接。二系辅助枕簧2的上端面与枕梁6的下端面中心连接，起到减震和支撑的作用。

Claims (9)

1.超高速试验动车组转向架，其包括弹性构架、两个电机(13)、两个电机悬挂装置(5)、枕梁(6)、中央空气弹簧(7)、齿轮箱支架(8)、四个一系定位装置(9)、两个抗蛇形减震器装置(10)、两个轮对装置(11)和中央牵引装置(12)，所述一个电机分别通过一个对应的电机悬挂装置(5)固连在弹性构架的纵向侧壁端面上，一个齿轮箱支架(8)与前述电机悬挂装置(5)并列地固连在前述弹性构架的同一个纵向侧壁端面上；所述另一个电机通过其对应的另一个电机悬挂装置(5)以及与它们并列的另一个齿轮箱支架(8)以弹性构架的上端面的几何中心为原点，以旋转180度圆周角的旋转对称方式固连在弹性构架的另一个纵向侧壁端面上；所述两个抗蛇形减震器装置(10)对称地固连在弹性构架的两个横向侧壁端面上；每个抗蛇形减震器装置(10)均包括两个枕梁支座(10-1)和横向连接座(10-2)，所述枕梁(6)下端面的四个顶点分别与四个枕梁支座(10-1)固连；

所述中央牵引装置(12)固定在井字形框架主体(3-1)中部的中央牵引座通孔(3-1-1)内，中央空气弹簧(7)的下端与中央牵引装置(12)的中心孔轴连，中央空气弹簧(7)的上端与枕梁(6)下端面的中心连接；所述轮对装置(11)轮轴的两端同时与两个对应的转臂及轴箱(9-2)上端轴箱轴连；

其特征在于：所述弹性构架包括两个弹性侧梁(1)、两个二系辅助枕簧(2)、横纵梁集成式托盘框架(3)和两个侧梁安装座(4)，弹性侧梁(1)包括辅助枕簧座(1-1)和两个翼状弹性支臂(1-2)，其三者共同构成一个向两侧伸展的双翼状结构，辅助枕簧座(1-1)的中部设有枕簧螺栓限位孔(1-1-1)，在枕簧螺栓限位孔(1-1-1)两侧还设有多个弹性侧梁定位螺孔(1-1-2)；所述翼状弹性支臂(1-2)的端部上方设有吊耳(1-2-1)，翼状弹性支臂(1-2)的端部下方设有弹簧定位帽筒(1-2-2)和一系垂向减振器上端固定座(1-2-3)；两个二系辅助枕簧(2)插入枕簧螺栓限位孔(1-1-1)后其下部通过枕簧螺栓(2-1)与两个弹性侧梁(1)固连；两个侧梁安装座(4)分别固定在横纵梁集成式托盘框架(3)的横向两侧，两个弹性侧梁(1)的辅助枕簧座(1-1)分别通过螺栓固定在两个侧梁安装座(4)上。

2.如权利要求1所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述横纵梁集成式托盘框架(3)包括井字形框架主体(3-1)和两个侧梁安装座托盘(3-2)，井字形框架主体(3-1)的中部开设有贯通的中央牵引座通孔(3-1-1)，两个侧梁安装座托盘(3-2)对称地分布在井字形框架主体(3-1)的横向两侧，且每个侧梁安装座托盘(3-2)同时与井字形框架主体(3-1)的侧壁和底面固连。

3.如权利要求2所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述井字形框架主体(3-1)是由上、下两块井字形钢板以及多块侧板焊接而成的整体的箱型结构，其纵向的上、下两端面均分别设有一个电机悬挂安装座(3-1-2)和一个齿轮箱安装座(3-1-3)；所述中央牵引座通孔(3-1-1)固连有矩形的中央牵引装置安装托架，中央牵引装置(12)固定在该矩形的中央牵引装置安装托架内。

4.如权利要求1或2所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述两个侧梁安装座(4)分别均通过搭接组焊的方式与横纵梁集成式托盘框架(3)上对应的一个侧梁安装座托盘(3-2)焊接固连。

5.如权利要求1所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述侧梁安装座(4)包括座板(4-1)、两个上翘角度限位止挡装置(4-2)、两个向下弯折角度限位止挡板(4-3)和两个转臂定位座卡箍(4-4)；所述座板(4-1)的中心设有枕簧螺栓固定凹槽(4-1-1)，在枕簧螺栓固定凹槽(4-1-1)的周围设有多个弹性侧梁安装螺孔(4-1-2)；所述两个上翘角度限位止挡装置(4-2)对称固定在座板(4-1)纵向的两端，每个上翘角度限位止挡装置(4-2)由两个立板(4-2-1)和一个限位轴(4-2-2)构成，限位轴(4-2-2)与两个立板(4-2-1)的顶端固连，两个立板(4-2-1)平行固定在座板(4-1)横向的两侧；所述两个转臂定位座卡箍(4-4)对称固定在两个上翘角度限位止挡装置(4-2)的一端，每个转臂定位座卡箍(4-4)包括两个平行设置的带有半环形凹槽的卡箍座(4-4-1)和两个带有半环形凹槽的卡扣(4-4-2)，两个卡箍座(4-4-1)的侧面固连在两个立板(4-2-1)上，两个卡箍座(4-4-1)的上端面与一个向下弯折角度限位止挡板(4-3)固连；卡扣(4-4-2)通过螺栓与卡箍座(4-4-1)固连，其二者的半环形凹槽共同拼合成为转臂定位轴腔(4-4-3)；抗蛇形减震器装置(10)均通过其中部的横向连接座(10-2)垂直连接与座板(4-1)的侧壁的中轴线上；所述翼状弹性支臂(1-2)穿过由上翘角度限位止挡装置(4-2)和向下弯折角度限位止挡板(4-3)所共同合围形成的空隙。

6.如权利要求1所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述一系定位装置(9)包括橡胶节点(9-1)、转臂及轴箱(9-2)、一系垂向减震器(9-3)和一系弹簧(9-4)，所述转臂及轴箱(9-2)的转臂水平放置，橡胶节点(9-1)的圆周外侧壁与转臂及轴箱(9-2)前端固连，一系弹簧(9-4)的轴线与转臂及轴箱(9-2)的转臂呈一定的倾斜夹角，且一系弹簧(9-4)的轴线与转臂及轴箱(9-2)中轴箱的旋转轴线相交；一系垂向减震器(9-3)的轴线与一系弹簧(9-4)的轴线平行；所述一系垂向减震器(9-3)的下端以及一系弹簧(9-4)的下端均与转臂及轴箱(9-2)的轴箱外壁固连，一系垂向减震器(9-3)的上端与弹性构架侧梁端部的一系垂向减振器上端固定座(1-2-3)固连；所述橡胶节点(9-1)的旋转轴与弹性构架侧梁上的转臂定位座卡箍(4-4)固连；所述一系弹簧(9-4)的上端直接与弹性构架侧梁上端的弹簧定位帽筒(1-2-2)固连；其下端通过斜面橡胶垫与转臂及轴箱(9-2)的外侧壁固连；一系弹簧(9-4)轴线与地面保持一定角度，即采用主销后倾原理保证轮轨力牵引的方向，所述角度的变化范围是15°至85°。

7.如权利要求1所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述电机悬挂装置(5)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(5-1)、两个矩形的竖板(5-2)和两个防松螺栓内螺纹筒(5-3)；所述中心基座(5-1)竖直放置，其上设有多个贯通的光孔；两个竖板(5-2)均竖向放置，每个竖板(5-2)的两端分别与中心基座(5-1)及一个防松螺栓内螺纹筒(5-3)连接。

8.如权利要求7所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述竖板(5-2)在厚度方向上的中心横截面与中心基座(5-1)在厚度方向上的中心横截面重合，所述竖板(5-2)的挠曲变形范围为±25mm；防松螺栓内螺纹筒(5-3)的轴线与竖板(5-2)在厚度方向上的中心横截面共面；所述竖板(5-2)的厚度小于或等于中心基座(5-1)的厚度，竖板(5-2)的短边小于防松螺栓的长度；所述防松螺栓内螺纹筒(5-3)的后端面与竖板(5-2)的后端面重合；防松螺栓内螺纹筒(5-3)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(5-3)的长度是防松螺栓长度的70％。

9.如权利要求7所述的超高速试验动车组转向架，其特征在于：所述中心基座(5-1)和两个竖板(5-2)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(5-3)是由两个竖板(5-2)顶端的延伸段经热处理卷边工艺形成的圆筒结构。