一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法技术

一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，根据高速动车组的结构特点，在弹性元件的弹性材料件与金属件结合中设置多个弹性材料件的自由面，并让弹性元件的部分金属件处于悬挂状态，通过弹性材料多个自由面和弹性元件的部分悬浮实现应力释放，降低弹性材料应力，并以此来进行多方向的刚度性能调整。所述的设置多个弹性材料件的自由面是在弹性材料与金属结合中，根各个部件不同的受力情况，不同的角度和不同的位置，分别设置弹性材料的自由面，使得弹性材料在各个方向受力时都可以通过自由面释放应力，降低弹性材料应力。

【技术实现步骤摘要】
一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法
本专利技术涉及到一种改善弹性复合元件性能的方法，尤其是指一种用于高速动车组系统的弹性减振元件的综合性能改善方法，利用该种改善方法可以有效地提高弹性元件各个方向的综合性能，从而满足恶劣工况转向架系统的弹性减振需求；属于轨道交通制造

技术介绍
：高速动车组是指构造速度达到250km/h以上的动车组列车，高速动车组可以满足长距离、大运量、高密度、旅行时间短等运输需求。随着现代高铁技术的不断完善，高速动车组在市场上的应用也越来越普及，已经得到了很多国家的普遍认可。由于高速铁路具有良好的经济促进作用，日本、德国、西班牙、意大利、瑞典、韩国、比利时、荷兰、英国和美国等国家都纷纷研究高速铁路技术，先后发展了一系列的高速动车组。然而随着列车速度的提高，对车辆各个方面的要求也都在提高，其中，对各个部件的各个方向的抗弯和抗剪切能力都有更高的要求，这就使得应用于这种转向架的弹性减振元件的各种载荷工况更恶劣，现有的一些弹性减振元件已经都不能满足很多高速运行部件的要求；这主要是由于现有的弹性减振元件很多只是考虑了径向刚度的变化，最多也只是会考虑到轴向刚度的变化，而对于这种现在的高速车辆许多情况会出现多方向的负载，所带来的刚度变化已经不单单只是径向和轴向两个方向的变化，会出现3个甚至4个方向的刚度变化；如现有的西班牙Talgo350列车就因为采用无轮轴转向架（或称独立车轮）技术，所以该车辆的许多弹性元件存在3个以上方向的载荷工况，以至现有的弹性减振元件明显达不到这种要求，因此很有必要开发新的弹性减振元件，以满足现代各种转向架系统弹性减振的需求。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利申请号为CN201810127686.9，名称为“一种橡胶金属复合类球铰非线性变刚度调整方法”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种橡胶金属复合类球铰非线性变刚度方法，通过调整橡胶金属复合类球铰的金属件与橡胶件的位置关系调整橡胶金属复合类球铰的非线性变刚度，调整橡胶金属复合类球铰的金属件与橡胶件的位置关系调整橡胶金属复合类球铰的非线性变刚度，是通过调整橡胶金属复合类球铰的轴向变刚度，使得整个橡胶金属复合类球铰的轴向刚度非线性变化，通过橡胶金属复合类球铰的轴向刚度非线性变化调整橡胶金属复合类球铰的非线性变刚度。2、专利号为CN201721008845.0，名称为“六自由度缓冲精确复位弹性装置”，申请人为：无锡市宏源弹性器材有限公司的技术专利，该专利公开了一种六自由度缓冲精确复位弹性装置，包括上连接台、下连接台以及设置于上连接台和下连接台间的六组支链，每组支链包括一个弹性支撑杆以及弹性支撑杆两端的关节轴承；弹性支撑杆的缸体的上端设置有导向筒，缸体的下端设置有下连接头，导向筒中设置有联动杆，联动杆能够在导向筒中上下滑动，导向筒的下端设置有压块，缸体内设置有导向杆，导向杆的底端连接有挡圈，弹性元件沿导向杆设置于压块和挡圈之间。3、专利号为CN201810127687.3，名称为“一种具有轴向非线性变刚度的橡胶金属复合类球铰”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种具有轴向非线性变刚度的橡胶金属复合类球铰，由橡胶与金属材料复合构成，包括套筒，在套筒内通过过盈配合压装有由橡胶与金属材料复合构成的橡胶金属硫化体，橡胶金属硫化体内包含有轴向变刚度调整装置，通过轴向变刚度调整装置调整橡胶金属复合类球铰的轴向刚度，使得整个橡胶金属复合类球铰的轴向刚度非线性变化。所述的轴向变刚度调整装置分为两部分，一部分为轴向小刚度变刚度调整装置，另一部分为轴向高刚度非线性性变刚度调整装置，通过两部分组合实现整个球铰的轴向非线性变刚度调整。通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及到弹性元件的性能改进，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，所有这些专利都完全没有考虑如何提高弹性元件在各个方向的综合性能，仍就停留在以径向刚度和轴向刚度来进行弹性元件性能的调整，所以难以适应现代转向架系统减振需求的问题，有关高速转向架系统如何提高弹性减振元件的综合性能的问题仍有待进一步加以研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有高速动车组系统的弹性减振元件的各种载荷工况更恶劣，现有的一些弹性减振元件已经都不能满足很多高速运行部件的要求的问题，提出一种新型的高速动车组系统弹性元件的减振方法，该种高速动车组系统弹性元件的减振方法可以有效满足高速动车组转向架系统各种载荷工况的弹性减振需求。为了达到这一目的，本专利技术提供了一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，根据高速动车组的结构特点，在弹性元件的弹性材料件与金属件结合中设置多个弹性材料件的自由面，并让弹性元件的部分金属件处于悬挂状态，通过弹性材料多个自由面和弹性元件的部分悬浮实现应力释放，降低弹性材料应力，并以此来进行多方向的刚度性能调整。进一步地，所述的设置多个弹性材料件的自由面是在弹性材料与金属结合中，根各个部件不同的受力情况，不同的角度和不同的位置，分别设置弹性材料的自由面，使得弹性材料在各个方向受力时都可以通过自由面释放应力，降低弹性材料应力。进一步地，所述的设置多个弹性材料件的自由面是在弹性材料与金属结合中，根各个部件不同的受力情况，不同的角度和不同的位置，分别设置弹性材料的自由面，使得弹性材料在各个方向受力时都可以通过自由面释放应力，降低弹性材料应力。进一步地，所述的多个弹性材料件的自由面为3个及3个以上的自由面，而且每一个自由面都处于不同的角度和位置，以保证弹性材料件在多个方向受力时的应力释放。进一步地，所述的多个弹性材料件的自由面为3个自由面，其中一个自由面在弹性材料与金属材料结合的外径方向，另一个在由面在弹性材料与金属材料结合的内径方向，还有一个自由面在弹性材料与金属材料结合的斜向角度方向，形成3个方向的自由面。进一步地，所述的斜向方向的自由面与内径方向的自由面，以及外径方向的自由面连接形成了一个球形状的弹性材料件结构，整体弹性材料件构成一个“人”字形的弹性材料件，以满足高速动车组转向架系统弹性元件的大轴向刚度及低径向刚度的需求。进一步地，所述的弹性材料件为橡胶材料，橡胶材料与金属件通过整体硫化复合在一起，形成橡胶金属弹性复合元件；且所述的橡胶金属弹性复合元件的橡胶材料与金属结构件采取采用贴近式橡胶型面的包胶结构，橡胶型面包覆在金属结构件的内径型面上，增加防腐和抗震性能。进一步地，所述的让弹性元件的部分金属件处于悬挂状态是在弹性元件的弹性材料件与金属件结合中设置部分与弹性材料件结合的金属件处于悬浮状态，不承受负载，使得弹性复合元件中部分弹性材料件完全处于剪切状态，降低整个弹性复合元件的径向刚度。悬浮分段式。进一步地，所述的部分金属件处于悬挂状态是将弹性元件分成四部分，包括弹性材料件、金属外环、金属内环和金属侧环；弹性材料件分别与金属外环、金属内环和金属侧环整体硫化在一起，形成一个具有“人”字形结构弹性材料件的弹性组件；其中，金属内环位于“人”字形结构弹性材料件的内面，金属侧环位于“人”字形结构弹性材料件的一侧侧面，金属外环位于与金属内环相对应的“人”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：根据高速动车组的结构特点，在弹性元件的弹性材料件与金属件结合中设置多个弹性材料件的自由面，并让弹性元件的部分金属件处于悬挂状态，通过弹性材料多个自由面和弹性元件的部分悬浮实现应力释放，降低弹性材料应力，并以此来进行多方向的刚度性能调整。

【技术特征摘要】
1.一种提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：根据高速动车组的结构特点，在弹性元件的弹性材料件与金属件结合中设置多个弹性材料件的自由面，并让弹性元件的部分金属件处于悬挂状态，通过弹性材料多个自由面和弹性元件的部分悬浮实现应力释放，降低弹性材料应力，并以此来进行多方向的刚度性能调整。2.如权利要求1所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的设置多个弹性材料件的自由面是在弹性材料与金属结合中，根各个部件不同的受力情况，不同的角度和不同的位置，分别设置弹性材料的自由面，使得弹性材料在各个方向受力时都可以通过自由面释放应力，降低弹性材料应力。3.如权利要求2所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的多个弹性材料件的自由面为3个及3个以上的自由面，而且每一个自由面都处于不同的角度和位置，以保证弹性材料件在多个方向受力时的应力释放。4.如权利要求2所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的多个弹性材料件的自由面为3个自由面，其中一个自由面在弹性材料与金属材料结合的外径方向，另一个在由面在弹性材料与金属材料结合的内径方向，还有一个自由面在弹性材料与金属材料结合的斜向角度方向，形成3个方向的自由面。5.如权利要求4所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的斜向方向的自由面与内径方向的自由面，以及外径方向的自由面连接形成了一个球形状的弹性材料件结构，整体弹性材料件构成一个“人”字形的弹性材料件，以满足高速动车组转向架系统弹性元件的大轴向刚度及低径向刚度的需求。6.如权利要求5所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的弹性材料件为橡胶材料，橡胶材料与金属件通过整体硫化复合在一起，形成橡胶金属弹性复合元件；且所述的橡胶金属弹性复合元件的橡胶材料与金属结构件采取采用贴近式橡胶型面的包胶结构，橡胶型面包覆在金属结构件的内径型面上，增加防腐和抗震性能。7.如权利要求1所述的提高高速动车组弹性元件综合性能的方法，其特征在于：所述的让弹性元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江彪，张玉祥，肖祥龙，罗俊，陈俊辉，曾慧，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43