一种轻量化制动夹钳单元的制作方法

1.本发明是关于轨道交通装备领域，尤其涉及一种轻量化制动夹钳单元。


背景技术：

2.随着铁路行业的飞速发展，高速铁路中列车的运营速度现已达到350km/h，且在此基础上已全面开展更高时速动车组的研制工作。新一代动车组对牵引、制动、网络、安全等主要性能指标要求相比现阶段服役列车而言有了大幅提高，其中牵引、制动两大基本性能对于整车重量更是有着极为严苛的要求。为此，列车中各部分结构和装置均需要进行结构优化和改造，以满足高速动车组的整体轻量化要求，为动车组整体牵引制动性能的提高奠定基础。
3.制动夹钳单元作为列车转向架下的重要装置之一，是直接保障列车基础制动性能的关键部分。由于列车配备的夹钳数量较多，因此制动夹钳单元的质量对于动车组整体有着极为重要的影响。但现阶段使用的制动夹钳单元存在如下不足：
4.(1)重量大，为整车带来了较大的重量冗余，增加了整车惯性，导致在牵引及制动过程中加速度受限，无法在更高时速下达到运营要求，且消耗更多能量；
5.(2)材料利用率低，大体积、高质量的制动夹钳单元在制造过程中将耗费更多材料，增加成本。
6.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种轻量化制动夹钳单元，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种轻量化制动夹钳单元，能够在保证强度的基础上，大幅度降低制动夹钳单元的整体重量。
8.本发明的目的是这样实现的，一种轻量化制动夹钳单元，包括：
9.吊架，其包括上下间隔设置的上板体和下板体以及连接在上板体和下板体之间的第一连接杆，在上板体上靠近其中间的位置设有纵向加强筋和第一镂空孔，在下板体的中部设有第二镂空孔；
10.两个制动杠杆，对称设在吊架的两侧，每个制动杠杆的中部与吊架枢接，每个制动杠杆的第一端用于与制动缸连接；
11.以及两个闸片托，每个闸片托的正面用于与闸片连接，背面用于与对应的制动杠杆的第二端枢接，在每个闸片托上均设有多个第三镂空孔。
12.在本发明的一较佳实施方式中，上板体包括弧形过渡板和两个上连接环，在弧形过渡板的第一侧中间连接有吊销安装筒，用于通过吊销与转向架连接；两个上连接环对称连接在弧形过渡板的第二侧两端，用于与对应的制动杠杆枢接；弧形过渡板是由其第二侧向第一侧向上平滑过渡形成的下凹的弧形板，且弧形过渡板的部分外侧面轮廓是由各上连接环向吊销安装筒平滑过渡的弧形轮廓，纵向加强筋和第一镂空孔均设在弧形过渡板上。
13.在本发明的一较佳实施方式中，纵向加强筋是由弧形过渡板的第二侧延伸至第一侧的长条状斜筋；纵向加强筋为一条并位于弧形过渡板的正中间，第一镂空孔为两个并对称分布在纵向加强筋的两侧；或者纵向加强筋为两条并靠近弧形过渡板的正中间且间隔设置，第一镂空孔为三个并分布在两条纵向加强筋之间以及两个纵向加强筋的两侧。
14.在本发明的一较佳实施方式中，下板体包括承载板和两个下连接环，两个下连接环对称连接在承载板的第二侧两端，用于与对应的制动杠杆枢接；第二镂空孔设在承载板的中部，且承载板中靠近其第二侧的厚度大于靠近其第一侧的厚度。
15.在本发明的一较佳实施方式中，第一连接杆为两根，两根第一连接杆的两端均分别与弧形过渡板的第二侧底面和承载板的第二侧顶面连接；两根第一连接杆平行间隔设置；或者两根第一连接杆间隔设置并与弧形过渡板和承载板之间围合形成等腰梯形区域，且等腰梯形区域的上底靠近弧形过渡板布置。
16.在本发明的一较佳实施方式中，弧形过渡板的第二侧侧面与各上连接环的连接处、承载板的第二侧侧面与各下连接环的连接处以及各第一连接杆与弧形过渡板和承载板的连接处均设有过渡圆角；两根第一连接杆与弧形过渡板和承载板之间围合形成的四边形区域内设有四边形支撑筋，并在四边形支撑筋的四个拐角位置设有过渡圆弧筋。
17.在本发明的一较佳实施方式中，每个制动杠杆均包括上下平行间隔设置的两个平行板以及连接在两个平行板之间的第二连接杆，每个制动杠杆中两个平行板的第一端用于与制动缸连接，第二端用于与对应的闸片托的背面枢接；每个平行板中靠近吊架的内侧部分的厚度均大于远离吊架的外侧部分的厚度。
18.在本发明的一较佳实施方式中，每个闸片托均包括托体，在托体的正面向背面凹陷形成有燕尾槽，用于安装闸片；在托体的背面对应燕尾槽的位置设有上下间隔的第一安装座和第二安装座，第一安装座包括上下间隔设置的两个第一连接环，第二安装座包括上下间隔设置的两个第二连接环，第一安装座和第二安装座用于与对应的制动杠杆的第二端枢接；多个第三镂空孔包括三个中间镂空孔、多个第一侧镂空孔和多个第二侧镂空孔，三个中间镂空孔分别设在两个第一连接环之间、两个第二连接环之间以及第一安装座和第二安装座之间并均贯穿燕尾槽的槽底，各第一侧镂空孔设在托体的第一侧边缘与燕尾槽之间并贯穿托体的板面，各第二侧镂空孔设在托体的第二侧边缘与燕尾槽之间并贯穿托体的板面。
19.在本发明的一较佳实施方式中，在托体的背面且位于中间的中间镂空孔的两侧分别设有第一侧加强筋和第二侧加强筋，第一侧加强筋设在燕尾槽的槽底背面且其两端分别与对应的第一连接环和第二连接环连接，在第一侧加强筋的正中间与托体的第一侧边缘之间设有第一横向斜筋；第二侧加强筋紧靠托体的第二侧边缘设置且其两端分别与对应的第一连接环和第二连接环连接；多个第一侧镂空孔包括相对于第一横向斜筋上下对称设置的两组第一孔，每组第一孔包括上下间隔设置的至少两个第一镂孔，相邻两个第一镂孔之间的托体构成外窄内宽的第一平面筋；多个第二侧镂空孔包括相对于第一横向斜筋上下对称设置的两组第二孔，每组第二孔包括上下间隔设置的至少两个第二镂孔，相邻两个第二镂孔之间的托体构成外窄内宽的第二平面筋。
20.在本发明的一较佳实施方式中，第一侧加强筋包括沿托体的长度方向延伸的侧向斜筋，侧向斜筋的两端分别通过相应的过渡筋分别与第一连接环和第二连接环连接；第二
侧加强筋包括沿托体的长度方向延伸的侧向平筋，侧向平筋的两端分别通过相应的第二横向斜筋与第一连接环和第二连接环连接。
21.由上所述，本发明的制动夹钳单元，通过在吊架和闸片托上开设镂空孔，使得吊架和闸片托均构成轻型结构，由于吊架上的第一镂空孔和第二镂空孔分别位于上板体和下板体的中间低承重区域，并利用纵向加强筋保证吊架在第一镂空孔处的局部机械强度，不会影响整体的结构强度。整个轻量化结构的制动夹钳单元能够在保证强度的基础上，大幅度降低制动夹钳单元的整体重量，为高速动车组的整车轻量化工作奠定了重要基础。
附图说明
22.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
23.图1：为本发明提供的轻量化制动夹钳单元的结构示意图。
24.图2：为本发明提供的吊架的结构示意图。
25.图3：为本发明提供的制动杠杆的结构示意图。
26.图4：为本发明提供的闸片托的正面结构示意图。
27.图5：为本发明提供的闸片托的背面结构示意图。
28.附图标号说明：
29.1、吊架；
30.11、上板体；111、纵向加强筋；112、第一镂空孔；113、弧形过渡板；114、上连接环；115、吊销安装筒；1151、吊销；
31.12、下板体；121、第二镂空孔；122、承载板；123、下连接环；
32.13、第一连接杆；131、四边形支撑筋；132、过渡圆弧筋；
33.2、制动杠杆；21、平行板；211、第一端环；212、中间环；213、第二端环；22、第二连接杆；23、杠杆螺栓；24、竖向杆；
34.3、闸片托；311、中间镂空孔；312、第一侧镂空孔；3121、第一镂孔；313、第二侧镂空孔；3131、第二镂孔；32、托体；321、燕尾槽；33、顶部连接环；34、第一连接环；35、第二连接环；36、第一侧加强筋；361、侧向斜筋；362、过渡筋；37、第一横向斜筋；38、第二侧加强筋；381、侧向平筋；382、第二横向斜筋；391、第一平面筋；392、第二平面筋；
35.4、吊杆。
具体实施方式
36.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
37.如图1至图5所示，本实施例提供一种轻量化制动夹钳单元，包括：
38.吊架1，其包括上下间隔设置的上板体11和下板体12以及连接在上板体11和下板体12之间的第一连接杆13，在上板体11上靠近其中间的位置设有纵向加强筋111和第一镂空孔112，在下板体12的中部设有第二镂空孔121；
39.两个制动杠杆2，对称设在吊架1的两侧，每个制动杠杆2的中部与吊架1枢接，每个制动杠杆2的第一端用于与制动缸连接；
40.以及两个闸片托3，每个闸片托3的正面用于与闸片连接，背面用于与对应的制动
杠杆2的第二端枢接，在每个闸片托3上均设有多个第三镂空孔。
41.由此，整个制动夹钳单元，通过在吊架1和闸片托3上开设镂空孔，使得吊架1和闸片托3均构成轻型结构，由于吊架1上的第一镂空孔112和第二镂空孔121分别位于上板体11和下板体12的中间低承重区域，并利用纵向加强筋111保证吊架1在第一镂空孔112处的局部机械强度，不会影响整体的结构强度。整个轻量化结构的制动夹钳单元能够在保证强度的基础上，大幅度降低制动夹钳单元的整体重量，为高速动车组的整车轻量化工作奠定了重要基础。
42.进一步优选地，参照图2，上板体11包括弧形过渡板113和两个上连接环114，在弧形过渡板113的第一侧中间连接有吊销安装筒115，用于通过吊销1151与转向架连接；两个上连接环114对称连接在弧形过渡板113的第二侧两端，用于与对应的制动杠杆2枢接。弧形过渡板113是由其第二侧向第一侧向上平滑过渡形成的下凹的弧形板，且弧形过渡板113的部分外侧面轮廓是由各上连接环114向吊销安装筒115平滑过渡的弧形轮廓，纵向加强筋111和第一镂空孔112均设在弧形过渡板113上。
43.其中，弧形过渡板113的第一侧和第二侧具体是其宽度方向上的两侧，其宽度方向大致沿列车前进方向，其长度方向平行于列车轮轴轴向(也即垂直于列车前进方向)；且其第二侧靠近闸片托3，其第一侧靠近制动缸。整个弧形过渡板113的弧度应由其第二侧向第一侧尽可能的平缓过渡，其部分外侧面的弧形轮廓应尽可能由上连接环114向吊销安装筒115平缓过渡，具体尺寸和弧度根据具体产品尺寸而定。上连接环114的轴向沿竖直方向设置，其上下表面均为机械加工的安装平面，其内孔为圆形通孔，用于将吊架1与对应的制动杠杆2通过相应的杠杆螺栓23连接。吊销安装筒115的轴向沿弧形过渡板113的长度方向设置，也即平行于列车轮轴轴向设置，其为两端开口的圆筒结构，以便于通过吊销1151将吊架1固定在转向架上。
44.整个弧形过渡板113采用镂空式结构，去除中间低承重区域材料，并在弧形过渡板113的中心区域设置加强筋，用于保证镂空结构处的的局部机械强度，保证结构强度的同时实现轻量化。同时弧形过渡板113整体采用弧面结构，且其在上连接环114和吊销安装筒115之间的这部分外侧面轮廓采用弧形轮廓，可以保证在同等重量下，受力更低，最大应力水平更低，整体应力分布更加合理，上板体11可以承受更大的载荷。
45.上述的纵向加强筋111沿列车的纵向设置，具体是由弧形过渡板113的第二侧延伸至第一侧的长条状斜筋，可以承载纵向的载荷，其数量可以根据实际工况需要而定。本实施例中纵向加强筋111采用单条和双条两种布置方式，更便于加工，并节省材料和成本。采用单条方式布置时，纵向加强筋111位于弧形过渡板113和吊销安装筒115中心位置处；采用双条纵向加强筋111方式时，两条纵向加强筋111关于弧形过渡板113的中心对称分布。
46.也即，参照图2，纵向加强筋111为一条时，其位于弧形过渡板113的正中间，第一镂空孔112为两个并对称分布在纵向加强筋111的两侧。纵向加强筋111为两条时，两条纵向加强筋111靠近弧形过渡板113的正中间且间隔设置，第一镂空孔112为三个并分布在两条纵向加强筋111之间以及两个纵向加强筋111的两侧。这两种情况下，第一镂空孔112应紧邻相应的纵向加强筋111，以尽可能的降低结构重量。
47.进一步地，下板体12包括承载板122和两个下连接环123，两个下连接环123对称连接在承载板122的第二侧两端，用于与对应的制动杠杆2枢接。第二镂空孔121设在承载板
122的中部，且承载板122中靠近其第二侧的厚度大于靠近其第一侧的厚度，例如可以按照图2中示出的采用承载板122的厚度由其第二侧向第一侧逐渐缩小的方式，或者，也可以采用承载板122靠近其第二侧的部分和靠近其第一侧的部分均为等厚板体，且两个等厚板体之间通过圆角台阶过渡。
48.其中，承载板122的第一侧和第二侧具体是其宽度方向上的两侧，其宽度方向大致沿列车前进方向，其长度方向平行于列车轮轴轴向，其第二侧靠近闸片托3。下连接环123的轴向沿竖直方向设置，其上下表面为安装平面，其内孔为圆形通孔，用于将吊架1与对应的制动杠杆2通过相应的杠杆螺栓23连接。
49.整个承载板122采用变截面镂空设计，在靠近下连接环123的位置处承载板122的厚度较大，可保证制动状态下吊架1的高应力区域强度符合使用要求并具有足够的安全余量；在距离下连接环123的位置较远的位置承载板122的厚度适当减小，且承载板122的中心处进行镂空处理，有效实现零件轻量化。
50.上述的第一连接杆13的数量应至少为两个，以保证结构稳定性。本实施例中第一连接杆13的数量为两根，更利于加工且节省成本。两根第一连接杆13的两端均分别与弧形过渡板113的第二侧底面和承载板122的第二侧顶面连接，两个第一连接杆13更靠近上连接环114和下连接环123的位置，结构组合受力传递情况更加合理，结构更加稳定可靠。
51.两根第一连接杆13根据不同的受力情况和安装情况，可以采用平行式分布或呈一定角度的梯形分布方式。也即，参照图2，两根第一连接杆13平行间隔设置，每根第一连接杆13的长度方向均竖直设置。或者，两根第一连接杆13间隔设置并与弧形过渡板113和承载板122之间围合形成等腰梯形区域，且等腰梯形区域的上底靠近弧形过渡板113布置，结构更加稳定。
52.参照图2，一般弧形过渡板113的第二侧侧面为平面，承载板122的第一侧侧面和第二侧侧面均为平面，承载板122的两端端面(也即各下连接环123至承载板122的第一侧侧面边缘的位置)为弧形面。在弧形过渡板113的第二侧侧面与各上连接环114的连接处以及承载板122的第二侧侧面与各下连接环123的连接处均设有过渡圆角，该过渡圆角可以采用大尺寸圆角，具体尺寸根据实际产品而定，可以减小制动缸输出力所带来的应力集中的影响。
53.在各第一连接杆13与弧形过渡板113和承载板122的连接处均设有过渡圆角，可减小应力集中的影响。
54.两根第一连接杆13与弧形过渡板113和承载板122之间围合形成的四边形区域内设有四边形支撑筋131，并在四边形支撑筋131的四个拐角位置设有过渡圆弧筋132。四边形支撑筋131和过渡圆弧筋132可以用于抵抗制造过程中吊架1中上板体11和下板体12的塑性变形。实际加工时，弧形过渡板113、上连接环114、纵向加强筋111、吊销安装筒115、第一连接杆13、四边形支撑筋131、过渡圆弧筋132、承载板122和下连接环123可以采用一体成型。
55.进一步地，参照图3，每个制动杠杆2均包括上下平行间隔设置的两个平行板21以及连接在两个平行板21之间的第二连接杆22，每个制动杠杆2中两个平行板21的第一端用于与制动缸连接，第二端用于与对应的闸片托3的背面枢接。每个平行板21中靠近吊架1的内侧部分的厚度均大于远离吊架1的外侧部分的厚度。
56.平行板21中靠近吊架1的一侧作为其内侧，相对的另一侧作为其外侧；由于使用时制动杠杆2的外侧受压应力，结构应力较低，对截面厚度要求相对较低，本实施例中将各平
行板21的外侧进行了减薄处理，减小了平行板21在低应力区域的厚度，不会影响结构强度，且节约材料的同时降低了零件重量。实际应用时，整个平行板21可以采用厚度由其内侧向外侧渐缩的方式，或者，也可以按照图3中示出的采用平行板21靠近其内侧的部分和靠近其外侧的部分均为等厚板体，且两个等厚板体之间通过圆角台阶过渡，以最大限度地避免了不规则截面应力集中的影响。
57.上述第二连接杆22的数量根据需要而定，例如本实施例中第二连接杆22为两根并平行间隔设置，每根第二连接杆22的长度方向均竖直设置。每个平行板21的第一端设有具有螺纹孔的第一端环211，第一端环211的上下表面均为安装平面，可以通过螺栓将制动杠杆2与制动缸连接。在每个平行板21的中间区域设有具有圆形通孔的中间环212，中间环212的上下表面均为安装平面，用于安装作为杠杆支撑转轴的杠杆螺栓23；具体是两个上连接环114和两个下连接环123上下正对设置，制动杠杆2安装在上连接环114和下连接环123之间，杠杆螺栓23穿设在上连接环114、下连接环123和两个中间环212中以实现枢接。每个平行板21的第二端设有具有圆形通孔的第二端环213，第二端环213的上下表面均为安装平面，用于将制动杠杆2与闸片托3通过竖向杆24作为转轴铰接，使闸片托3具有一定的转动自由度。
58.一般第一端环211和第二端环213的轴向长度均小于等于26mm，第一端环211的孔壁厚度小于等于11mm，第二端环213的孔壁厚度小于等于6mm，在保证强度及安全余量的前提下最大限度地减小了零件质量。
59.进一步地，参照图4和图5，每个闸片托3均包括托体32，在托体32的正面向背面凹陷形成有燕尾槽321，用于安装闸片；在托体32的背面对应燕尾槽321的位置设有上下间隔的第一安装座和第二安装座，第一安装座包括上下间隔设置的两个第一连接环34，第二安装座包括上下间隔设置的两个第二连接环35，第一安装座和第二安装座用于与对应的制动杠杆2的第二端枢接。
60.多个第三镂空孔包括三个中间镂空孔311、多个第一侧镂空孔312和多个第二侧镂空孔313，三个中间镂空孔311分别设在两个第一连接环34之间、两个第二连接环35之间以及第一安装座和第二安装座之间并均贯穿燕尾槽321的槽底，各第一侧镂空孔312设在托体32的第一侧边缘与燕尾槽321之间并贯穿托体32的板面，各第二侧镂空孔313设在托体32的第二侧边缘与燕尾槽321之间并贯穿托体32的板面。
61.可以理解，托体32为长条状板体，其形状应与所安装的闸片形状相匹配，燕尾槽321沿托体32的长度方向延伸，也即沿竖直方向延伸；托体32中靠近吊架1的一侧作为其第一侧，另一相对侧作为其第二侧，第一侧和第二侧也即托体32宽度方向的两侧。第一连接环34和第二连接环35的轴向均竖直设置，制动杠杆2的两个平行板21上的两个第二端环213分别插设在两个第一连接环34之间和两个第二连接环35之间，并穿设有竖向杆24以实现枢接。因燕尾槽321的背部平面在具体使用过程中受力较小，燕尾槽321两侧的托体32边缘部分受力也相对较小，在对应燕尾槽321的位置设置三个中间镂空孔311以及在托体32两侧边缘设置多个第一侧镂空孔312和多个第二侧镂空孔313并不会影响整体结构强度。通过多个第三镂空孔的配合可有效减轻重量，实现闸片托3的轻量化。
62.在托体32的背面且位于燕尾槽321的上方还设有顶部安装座，顶部安装座包括间隔设置的两个顶部连接环33，用于与吊杆4枢接。顶部连接环33的轴向水平设置，吊杆4的底
部插设在两个顶部连接环33之间并通过相应的转轴枢接。利用两个顶部安装座上连接的两个吊杆4以及上述的吊销安装筒115可以将整个制动夹钳单元吊挂在列车转向架上。
63.一般在托体32的背面且位于中间的中间镂空孔311(即第一安装座和第二安装座之间的中间镂空孔311)的两侧分别设有第一侧加强筋36和第二侧加强筋38，第一侧加强筋36设在燕尾槽321的槽底背面且其两端分别与对应的第一连接环34和第二连接环35连接，在第一侧加强筋36的正中间与托体32的第一侧边缘之间设有第一横向斜筋37；第二侧加强筋38紧靠托体32的第二侧边缘设置且其两端分别与对应的第一连接环34和第二连接环35连接。
64.其中，由于整个托体32的形状与所安装闸片的形状相匹配，托体32的第一侧边缘与燕尾槽321之间的这部分托体32的面积大于托体32的第二侧边缘与燕尾槽321之间的这部分托体32的面积。多个第一侧镂空孔312位于托体32的第一侧边缘和第一侧加强筋36之间，多个第二侧镂空孔313位于第二侧加强筋38和燕尾槽321的侧边之间。利用第一侧加强筋36和第二侧加强筋38可以用于将制动时制动杠杆2的压力均匀传递至闸片各处，受力更加合理稳定。
65.作为优选地，参照图4和图5，多个第一侧镂空孔312包括相对于第一横向斜筋37上下对称设置的两组第一孔，每组第一孔包括上下间隔设置的至少两个第一镂孔3121，相邻两个第一镂孔3121之间的托体32构成外窄内宽的第一平面筋391；多个第二侧镂空孔313包括相对于第一横向斜筋37上下对称设置的两组第二孔，每组第二孔包括上下间隔设置的至少两个第二镂孔3131，相邻两个第二镂孔3131之间的托体32构成外窄内宽的第二平面筋392。
66.第一镂孔3121和第二镂孔3131的数量可根据实际产品而定，第一平面筋391和第二平面筋392应尽量靠近第一连接环34或第二连接环35。例如本实施例中参照图4，每组第一孔包括两个第一镂孔3121，每组第二孔包括两个第二镂孔3131，靠近第一横向斜筋37的第一镂孔3121的孔壁应与第一横向斜筋37相邻，各第一镂孔3121和各第二镂孔3131的孔壁应与燕尾槽321的相应外侧壁相邻；各第一镂孔3121的外侧轮廓线(即靠近托体32第一侧的轮廓线)应与托体32的第一侧边缘轮廓线等距，各第二镂孔3131的外侧轮廓线应与托体32的第二侧边缘轮廓线等距，以尽可能多的减轻重量。
67.同时，靠近第一横向斜筋37的两个第一镂孔3121为梯形孔，另外两个第一镂孔3121为三角形孔；中间的两个第二镂孔3131为三角形孔，另外两个第二镂孔3131为梯形孔，以便于形成外窄内宽的第一平面筋391和第二平面筋392，也即第一平面筋391靠近托体32第一侧边缘的竖向宽度小于远离托体32第一侧边缘的竖向宽度，第二平面筋392靠近托体32第二侧边缘的竖向宽度小于远离托体32第二侧边缘的竖向宽度，类似于辐射状的梯形形状。
68.制动力传递过程中，制动杠杆2通过竖向杆24将压力传递至第一安装座和第二安装座，因此上述的相邻镂孔之间还设计有内宽外窄的平面筋，可以使制动时向闸片传递的压力分布更为均匀，并保证闸片托3的结构强度。
69.进一步地，参照图5，第一侧加强筋36包括沿托体32的长度方向延伸的侧向斜筋361，侧向斜筋361的两端分别通过相应的过渡筋362分别与第一连接环34和第二连接环35连接；第二侧加强筋38包括沿托体32的长度方向延伸的侧向平筋381，侧向平筋381的两端
分别通过相应的第二横向斜筋382与第一连接环34和第二连接环35连接。这两个加强筋的中部厚度较薄，两端的厚度逐渐增大并与对应的连接环过渡连接。
70.本实施例中，侧向平筋381的厚度(沿垂直于托体32板面方向的厚度)小于5mm，优选厚度为3-5mm，在保证强度及安全余量的前提下最大限度地减小了零件质量。
71.进一步地，在实际使用时，制动夹钳单元整体通过吊架1顶部的吊销1151和两个闸片托3上端连接的两个吊杆4，以三点吊挂形式安装在列车转向架上。吊架1与左右两个对称结构的制动杠杆2分别以各自的杠杆螺栓23作为转轴相铰接，由此实现制动杠杆2的转动。
72.两个制动杠杆2的第一端分别与制动缸通过螺栓紧固。在列车产生制动动作时，制动缸的推杆横向向外运动(该横向是指列车轮轴的轴向)，推动两个制动杠杆2的第一端，使其相互远离。杠杆螺栓23作为杠杆运动的转轴和支点，此时保持不动。两个制动杠杆2的第二端在杠杆原理下此时产生相向运动，相互靠近。两个杠杆螺栓23的第二端分别通过竖向杆24与闸片托3铰接，且闸片托3上安装有闸片。在两个制动杠杆2的第二端相互靠近的过程中，闸片随之逐渐接触并压紧在制动盘上，由此将制动缸的输出力传递至制动盘上，以摩擦形式将安装制动盘的轮轴速度逐渐降低，由此实现列车的制动动作。当制动缓解时，制动缸排气并带动制动缸的推杆收回，制动杠杆2产生与制动时相反的运动，带动闸片部分远离制动盘，实现列车制动的缓解。
73.需要说明的是，闸片传递至制动盘的制动力在杠杆原理的影响下，与制动缸输出力存在比例关系，该比例可通过制动杠杆2支点两侧尺寸调整，但本实施例中各部分轻量化结构特征对其无本质影响，轻量化结构可适用于各尺寸夹钳单元，仅需对局部尺寸及结构进行微调即可。
74.综上，本实施例中的轻量化夹钳单元，用于高速铁路动车组的列车制动系统，因现阶段各型号列车采用的制动夹钳单元在结构设计过程中均留有极大的安全余量，其在运用过程中各部分材料远未达到强度极限，由此导致重量冗余，具有较大的优化空间；本实施例中将吊架1、制动杠杆2和闸片托3等主要结构件经过结构优化设计后，在保证机械性能要求的基础上，具有轻量化结构特征，能够满足动车组轻量化和制动性能要求，为动车组整车轻量化的实现打下基础。
75.整个吊架1具有轻型结构，其与制动杠杆2上侧相连的上板体11取消了完整平面结构，上连接环114所在平面与吊销安装筒115之间采用弧形过渡板113，利用弧形斜面采用斜跨形式进行过渡连接。吊架1上端通过吊销1151固定在列车转向架上，下端通过下板体12承受制动杠杆2和制动缸的重力及不同工况下可能存在的冲击力。下板体12中的承载板122采用变截面设计，并同样采用镂空式结构，在满足机械性能要求的基础上大幅减小零件重量。吊架1的上板体11中心处设计有加强筋结构(即纵向加强筋111)，其布置方式可以有两种，分别是位于上板体11镂空面中心处的单条加强筋结构，和关于吊架1中心面对称分布的双条加强筋结构。上板体11和下板体12间依靠两根垂直杆状结构(即第一连接杆13)连接，其与上板体11和下板体12的连接处同时设置了圆角和带圆角的加强筋(即四边形支撑筋131和过渡圆弧筋132)，两者结合之下得以保证结构强度、避免加工变形。
76.各制动杠杆2具有轻型结构，各处杆件的截面尺寸较小，第一端环211和第二端环213的孔壁厚度和轴向长度较现有产品有所下降，大幅减小零件体积。制动杠杆2外侧低应力区域进行减薄设计(即各平行板21的外侧厚度进行了减薄)，降低了零件重量。各闸片托3
具有轻型结构，闸片托3在现有产品的基本结构及功能原理上进行了减重设计，其主要特征在于减小了低受力区域的加强筋厚度，并在大平面部分进行镂空处理，具体在其第一侧边缘区域、第二侧边缘区域以及燕尾槽321的背部中心区域分别设有镂空区域，但第一连接环34和第二连接环35两侧留有梯形加强筋形状(即上述的第一平面筋391和第二平面筋392)，可用于将制动时的制动杠杆2压力尽可能均匀地传递至闸片接触面的各处。
77.整个轻量化夹钳单元中左右两侧的制动杠杆2及相应闸片托3为对称结构，整个轻型结构特征完全对称。整个轻量化结构能够在保证强度的基础上，大幅降低制动夹钳单元整体重量，为高速动车组的整车轻量化工作奠定重要基础。在设计过程中兼顾轻量化结构和制造工艺性等多方面考虑，结构简单，易于工程实现。整个结构未改变主要安装尺寸和机械接口尺寸，能够与现有的多种制动缸及列车转向架相匹配，无干涉影响，通用性强。整个结构在设计过程中经过反复结构优化，具有了更为合理的分布方式及尺寸，尽可能地减小了局部高应力区和应力集中等危险因素的影响，安全性及可靠性高，大幅减轻了制动夹钳单元的整体重量，为高速动车组牵引制动性能的提升提供了重要保障。
78.以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。