CN101062662A - F轨车辆走行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种F轨车辆走行机构，其悬浮走行架是由两两平行的纵梁和抗侧滚装置模块组合体，并通过四角上装配的托臂连接组成的矩形悬浮走行架模块框架，悬浮电磁铁与纵向两侧的托臂相连，每个托臂上布有由液压缸支撑的应急救援轮，托臂上装有通过钢索与托臂连接在一起的滑台装置，该滑台装置内侧设有通过安装座连接的迫导装置，并将几个装配好的悬浮走行架模块组合在一起。本发明通过空气弹簧装置、抗侧滚装置、横向止挡装置和迫导装置实现了运动解耦，使列车始终跟随F轨道。减缓了来自轨道和系统自身的振动，适应轨道设计规范所规定的各种几何扭曲与不平顺，大大降低了车辆噪音。具有选线灵活、噪音小、成本较低，适应较短站间运行的优点。

Description

F轨车辆走行机构

技术领域

本发明涉及一种运行站间比较短高架轻轨车辆的走行机构，特别是线性电机车辆或中低速磁浮列车的悬浮走行机构。

背景技术

城市轨道交通作为解决交通拥挤、保护环境、提高安全性和节约能源的有效途径，在我国得到了飞速的发展。但我国运营的城市轨道车辆大部分都属于引进或由外企设计。比如目前运行于上海示范线轻轨11号线高速磁浮车，虽然具有高效快速的优点，但基建占地量大，噪音过大，运行中摩擦产生的铁粉尘已严重影响到城市居住密集区敏感地带市民的生活和环境保护。而且这种时速可以高达400公里/小时以上的高速磁浮车辆，选择线路比较严。走行机构的结构较复杂、重量比较大、成本比较高、且不适合站间比较短的停靠运行。相同情况下，占地面积小，噪音低，成本低于高速磁浮车的高架轻轨中低速磁浮列车，正在成为城市交通发展的一种新型运输工具。由于高速磁悬浮列车是一种电磁悬浮型的城轨车辆。它通过对车载的置于轨道下方的悬浮电磁铁通电励磁，产生电磁场与轨道上的铁磁性构件相吸，将列车向上浮起，并通过控制系统使电磁铁与轨道之间的悬浮间隙为一定的值。其中支承车体、导向电磁铁和悬浮电磁铁，并将导向电磁铁、悬浮电磁铁、以及制动系统与轨道之间产生的垂向、纵横向力传递到车体上的悬浮走行机构是高速磁浮车稳定运行的重要部件。二根纵梁和二套抗侧滚装置连接组成平行间隔排列的走行架为悬浮电磁铁、导向电磁铁、制动装置、应急救援装置和车厢体提供安装固定支撑和安装定位。悬浮电磁铁通过金属橡胶弹簧用螺栓安装在走行架两个托臂下部，导向电磁铁通过三角转臂和牵引拉杆与托臂相联。该走行架把来自轨道和车辆自身激励引起的载荷通过空气弹簧系统传递给车体的关键承载部件。对于磁悬浮车辆而言，其载荷主要来自于车辆与轨道之间的相互作用、空气动力作用以及车辆自身的重力作用。列车自身的重力作用是列车静止且没有悬浮的状态下列车所受到的静载。列车与轨道之间的作用关系比较复杂，主要通过车辆上的悬浮电磁铁、牵引电机、横向止挡、制动装置与轨道发生载荷关系，是一种正常运行下的作用载荷和异常状况下动态变化的载荷。

虽然高速磁悬浮车辆的电磁铁在正常运行中不会与轨道上的铁磁性构件相接触，但导轨的垂向不平顺仍然会通过电磁力作用到车辆上，并产生振动。随着速度的提高这种振动也会随之加剧。而且高速磁悬浮车辆重量大、制造成本高。与低速磁浮车辆匹配的轨道为F型铁轨，高速磁悬浮车辆走行机构不能满足此轨道要求。因此需要有新的与之匹配的走行机构—F轨车辆走行机构。此走行机构通常一节车辆上安装了由五个悬浮走行架组成的走行机构，悬浮电磁铁和导向电磁铁安装在整个列车两边的两个托臂上。悬浮电磁铁结构通过金属橡胶弹簧用螺栓安装在悬浮走行架两个托臂下部。导向电磁铁通过三角转臂和拉杆与托臂相联，它使列车与轨道保持一定的侧向距离。电磁机构组成是磁浮车辆走行部分的重要部件。

发明内容

本发明的目的是提供一种选线灵活、噪音小、成本较低，可减缓来自轨道和系统自身振动，车辆过曲线时能够分配其载荷，能够适应较短站间运行的中低速磁浮车辆的走行机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种F轨车辆走行机构，包括，一种F轨车辆走行机构，包括，为悬浮电磁铁、直线电机、制动装置、受流器装置、滑橇装置、应急救援装置和车厢体提供安装固定支撑，并通过二根纵梁和二套抗侧滚装置连接组成的悬浮走行架，以及可贯通F轨的四个托臂，其特征在于：所述悬浮走行架是由两两平行的纵梁和抗侧滚装置模块组合体，并通过四角上装配的托臂连接组成的矩形悬浮走行架模块框架，悬浮电磁铁与纵向两侧的托臂相连，，每个托臂上布有由液压缸支撑的应急救援轮，托臂上装有通过钢索与托臂连接在一起的滑台装置，该滑台装置内侧设有通过安装座连接的迫导装置，滑台下部连接有空气弹簧，空气弹簧下部坐在托臂内腔中，所述迫导装置将几个装配好的悬浮走行架模块组合在一起。

在组合好的悬浮走行架端部抗侧滚装置上安装测速定位系统，再将安装在托臂上，就形成了中低速轻轨车辆走行机构。

本发明的有益效果是：

安装在托臂上的悬浮电磁铁只提供车辆的悬浮力和导向恢复力；车辆的纵向牵引力由安装在纵梁上牵引电机提供；托臂上的应急救援轮保证了当车辆断电时通过其它动力牵引运行；迫导装置在车辆过曲线时能够分配其载荷，迫使车辆在曲线轨道上平稳运行；牵引装置保证车厢的载荷能够更快的传递给承力构件纵梁。本发明悬浮走行机构不仅为悬浮电磁铁、直线电机、制动装置、应急救援装置和车厢提供了安装固定支撑和承受载车体重量，而且有效地保证了列车悬浮、牵引，沿着轨道平顺运行、制动。通过空气弹簧装置、抗侧滚装置、横向止挡装置和迫导装置实现了运动解耦，使列车始终跟随F轨道，能够满足磁浮列车通过最小平曲线半径50m、最小竖曲线半径1500m。通过小半径曲线和爬坡能力强。最大爬坡能力7‰、最大横披角6°及最高运行速度100km/h的性能要求。减缓了来自轨道和系统自身的振动，适应轨道设计规范所规定的各种几何扭曲与不平顺，大大降低了车辆噪音。能够保证列车最大速度下的运行安全，并使列车行驶中具有较高平稳性，提高列车乘坐的舒适性，保证列车安全、平稳的运行。具有选线灵活、噪音小、成本较低，适应较短站间运行的优点。

上述的空气弹簧装置的上部与滑台相连，下部坐落在托臂内腔中，为与滑台相连的车体运行过程中提供可靠的平稳性。

上述的连接于一对托臂之间的抗侧滚装置，在车辆过曲线、爬坡时，可防止内外悬浮架部分侧向滚动。

上述的制动装置装在悬浮电磁铁上，为车辆停车时提供机械制动。

附图说明

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1本发明悬浮走行机构的分布示意图

图2是本发明不含迫导装置结构的单个悬浮走行架示意图。

图3是本发明迫导装置与滑台的装配示意图。

图4是本发明迫导装置与滑台的运动示意图。

图中：1、端部滑台，2、固定滑台，3、中间滑台，4、迫导装置，5、受流器装置，6、纵梁，7、悬浮电磁铁，8、托臂，9、制动装置，10、横向止挡，11、牵引拉杆，12、滑橇装置，13、应急救援轮，14、牵引电机，15、钢索，16、空气弹簧装置，17、抗侧滚装置。

具体实施方式

图1描述了一节车辆安装了五个悬浮走行架构成的走行机构的一个实施例。其中由四个托臂8、两根纵梁6和两套抗侧滚装置组成的悬浮走行架模块框架上装有悬浮电磁铁7、牵引电机14、横向止挡10、制动装置9、牵引拉杆11、抗侧滚装置17、应急救援轮13、滑橇装置12和空气弹簧装置16。应急救援轮13和滑撬装置12安装在托臂8上，纵向上的两个托臂8连接悬浮电磁铁7。横向止挡10和制动装置9安装在悬浮电磁铁7上。直线电机通过纵梁6上的垂向调节螺栓连接在纵梁6上。滑台装置连接于托臂8的空气弹簧装置16上。滑台装置上安装有防脱开装置，通过钢索15与托臂8连接在一起。在吊耳滑台内侧设有连接迫导装置4的安装座。悬浮走行架上装配的端部滑台1、固定滑台2、中间滑台3、通过迫导装置4的安装座连接牵引拉杆11与纵梁6连接。迫导装置4将几个装配好的悬浮走行架模块组合在一起。在组合好的悬浮走行架端部的抗侧滚装置17上安装测速定位系统，再将受流器装置5安装在托臂8上，就形成了图中所示的中低速轻轨车辆走行机构。

所述悬浮走行架主要由纵梁6、托臂8、悬浮电磁铁7、牵引电机14和空气弹簧装置16、端部滑台1、固定滑台2、中间滑台3、抗侧滚装置17、迫导装置4等组成。每车的悬浮走行架构上装有如图2所示的调整车厢在弯道区段时位置的滑台装置。滑台装置在迫导装置4、牵引装置11和空气弹簧装置16作用下，将车厢的载荷传递给悬浮走行架，使车辆平稳运行、减振、随弯道曲线平滑地调整走形机构的姿态。

在图2中，悬浮走行架是磁浮列车走行机构的核心结构部件，是承受车辆全部载荷，并将牵引电机14的牵引力和悬浮电磁铁产生的悬浮力，通过牵引拉杆11和空气弹簧装置16传递到车厢运行磁浮车辆和安装其它构件的平台。每个悬浮走行架结构包括：悬浮电磁铁7、牵引电机14、抗侧滚装置17、空气弹簧装置16、抗侧滚装置17、横向止挡10、滑台装置、应急救援轮13、滑橇装置12、牵引装置11、受流器装置5和按需求安装的制动装置9。每个悬浮走行架通常由二根纵梁6和二套抗侧滚装置17连接组成平行间隔排列的矩形悬浮走行架框，并为悬浮电磁铁7、牵引电机14、制动装置9、应急救援轮13和车厢提供安装固定支撑。连接于一对托臂8之间的抗侧滚装置17由两个鸳鸯梯形模块组合体搭接构成悬浮走行架的横梁。在悬浮走行架对角上分别装有可贯通轨道的四个托臂8。二套悬浮电磁铁7和二套牵引电机14分别装在悬浮走行架两侧的纵梁侧面。悬浮电磁铁7安装在悬浮走行架纵梁的两个托臂8之间，由螺栓连接在两个纵向托臂8下部。通过悬浮电磁铁提供车辆悬浮力与导向恢复力。牵引电机14安装在纵梁6的内侧，为车辆提供运行所需的牵引力。通过制动拉杆将制动载荷传给车体实现制动的制动装置9安装固定在纵梁6下部，并连接于两端托臂8的悬浮电磁铁7上。制动装置9装在悬浮电磁铁上，可为车辆停车时提供方便的机械制动。二个制动装置9可按需求安装。四套限制悬浮电磁铁偏移位移量的横向止挡10位于牵引电机14的两端。每个托臂8上布有由液压缸支撑的应急救援轮13。四套应急救援轮13连接在托臂8的竖向侧面。托臂8的下部固联有支撑车辆载荷的滑橇装置12，用于在停靠在轨道上。四个滑橇装置12装配在悬浮走行架的四周对角上。托臂8的座体内装有空气弹簧装置16。空气弹簧装置16的上部与滑台相连，下部坐落在托臂8内腔中，为与滑台相连的车体运行过程中提供可靠的平稳性。四个滑台装置分别连接于所述的四个空气弹簧装置16上。其中两个固定滑台2活动连接牵引拉杆11，牵引拉杆11可转动地固联在纵梁6上。滑台纵向连接的牵引拉杆11，可以将车厢上的一部分载荷传递给纵梁6。装有滑台装置的空气弹簧装置16，是有效减振车辆的装置，可以保证车辆的舒适性。两个相向对称连接在纵梁6两边，装在托臂下部与供电轨滑行面摩擦接触的受流器装置5设置在每节端车中间的悬浮走行架装置上左右侧。在运行过程中受流器装置5通过其自身设置的自动伸缩机构与供电轨摩擦接触，维持车载电网的连续供电。

在图3中，迫导装置4是车辆在过曲线时，分布横向载荷的重要活动构件。迫导装置4连接于滑台内侧，是保证车辆平稳运行，在过曲线时，具有机械解耦的作用的装置。迫导装置4通过螺栓与端部滑台1、中间滑台2连接，将未平衡的离心力和侧风力等横向载荷平均的分配到各个模块的悬挂系统上。在滑台中，其中至少有二个滑台应固定在车厢底板上，其余滑台随弯道调整位置。滑台分布于走行机构的纵向两侧。端部滑台1位于一节车走行机构的两端。中间滑台位于走行机构中心位置的两侧。在端部滑台1和中间滑台3之间，布置的有固定滑台2。每个滑台座下装有空气弹簧装置16。滑台上部两端采用固定连接支承件与车体固定。使列车过曲线时，车厢下部走行机构相对车体形成两个转动中心，同时车厢不会有垂向、横向移动。为防止离心力较大时，车体与走行机构脱开，滑台装置上安装有钢索15。垂向具有一定驰度的钢索15另一端与托臂8相连。

图4中，描述了迫导装置4与滑台在过曲线时的运动状态。当车体过曲线时，固定滑台2与车体固定连接，保持车体直线运行方式，端部滑台1和中间滑台3与车体通过直线轴承连接，可保证端部滑台1和中间滑台3可与车体横向错位运动。就此，当端部滑台1和中间滑台3伴随轨道曲线运行时，车体仍能保持直线运行。

Claims (10)

1.一种F轨车辆走行机构，包括，一种F轨车辆走行机构，包括，为悬浮电磁铁、直线电机、制动装置、受流器装置、滑橇装置、应急救援装置和车厢体提供安装固定支撑，并通过二根纵梁和二套抗侧滚装置连接组成的悬浮走行架，以及可贯通F轨的四个托臂，其特征在于：所述悬浮走行架是由两两平行的纵梁和抗侧滚装置模块组合体，并通过四角上装配的托臂连接组成的矩形悬浮走行架模块框架，悬浮电磁铁与纵向两侧的托臂相连，，每个托臂上布有由液压缸支撑的应急救援轮，托臂上装有通过钢索与托臂连接在一起的滑台装置，该滑台装置内侧设有通过安装座连接的迫导装置，所述迫导装置将几个装配好的悬浮走行架模块组合在一起。

2.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，所述的滑台装置上安装有防脱开装置，通过钢索(15)与托臂(8)连接在一起。

3.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，至少有两个固定滑台(2)活动连接牵引拉杆(11)，牵引拉杆(11)可转动地固联在纵梁(6)上。

4.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，所述的抗侧滚装置由两个鸳鸯梯形模块组合体搭接构成悬浮走行架的横梁。

5.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，所述的抗侧滚装置上安装有测速定位系统。

6.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，四套限制悬浮电磁铁偏移位移量的横向止挡(10)位于牵引电机(14)的两端。

7.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，四套应急救援轮(13)连接在托臂(8)的竖向侧面。

8.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，托臂(8)的下部固联有支撑车辆载荷的滑橇装置(12)。

9.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，两个相向对称连接纵梁(6)两边，装在托臂下部与供电轨滑行面摩擦接触的受流器装置(5)设置在悬浮走行架装置上左右侧。

10.根据权利要求1所述的F轨车辆走行机构，其特征在于，所述的迫导装置连接于滑台内侧。

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