CN104015748B - 一种磁悬浮车辆及其转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮车辆的转向架，具有安装于所述磁悬浮车辆的主体与所述转向架之间的空气弹簧，所述转向架的直线电机梁和托臂通过挤压铝成型；所述直线电机梁的上侧壁挤压成型有安装所述空气弹簧的安装槽；所述托臂挤压成型有电机梁固定板，所述托臂通过所述电机梁固定板固定于所述直线电机梁的外侧壁。本发明采用挤压铝形成转向架主要构件，如此可以制造形成具有不同截面形状的构件，适合转向架的具有复杂形状的各构件成型，而挤压铝的模具成本很低，降低转向架的制造成本。托臂安装在直线电机梁的侧面，能够轻易地从侧面拆卸，而不影响车辆的维修维护，降低维修维护成本。本发明还公开了一种磁悬浮车辆。

Description

一种磁悬浮车辆及其转向架
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域，特别涉及一种磁悬浮车辆及其转向架。
背景技术
磁悬浮列车的轨道和转向架与普通轮轨车辆不同，其依靠电磁铁与轨道相互作用产生的悬浮力使车辆浮起，再通过直线电机对轨道的作用使车辆行进，并依靠机械制动器夹持轨道，而产生制动力。现阶段，磁悬浮列车已经成为最快的地面交通工具。
磁悬浮列车的转向架沿轨道设置有两直线电机梁，以安装直线电机，两直线电机梁之间连接有防侧滚梁，防侧滚梁分为两组，分别连接在直线电机梁的两端，每组防侧滚梁均为上、下设置的两个，防侧滚梁的根端与直线电机梁连接，头端通过吊杆连接于与之相对的同一组的另一防侧滚梁，从而实现转向架运动解耦，保证车辆顺利通过曲线。
转向架还包括托臂、综合支架和横向拉杆座支架。直线电机梁的两端均焊接有连接法兰，而托臂的侧面与连接法兰对接，托臂顶面用于安装空气弹簧(空气弹簧安装在车体与转向架之间，提供适度的刚度和阻尼)。为了实现与连接法兰的连接，托臂的顶面开设有凹槽，该凹槽应该足够深、足够大，以使得操作人员能够在凹槽内旋钮螺栓等连接件，并安装空气弹簧。托臂安装完毕而将转向架组装在车辆上后，托臂的顶面被车辆覆盖，托臂将无法拆卸，一旦托臂损坏，整车的使用寿命也将受到影响。
综合支架与直线电机梁固定，具有用于安装液压支撑轮的安装孔，将转向架安装于车辆之前，应该先将液压支撑轮从下向上固定安装于安装孔，以便于车辆进站或者入库，然而，现有的综合支架安装于转向架后无法拆卸，一旦液压支撑轮损坏，由于液压支撑轮下方的 轨道的阻碍，也无法正常拆卸，当只能破坏综合支架结构而强行取出，增加车辆的维护成本。
另外，转向架还具有托臂连接件，其一端与托臂固定，另一端与电磁铁部件(指电磁铁以及固定于电磁铁，并将电磁铁与其他构件相连的结构件)固定，从而将电磁铁部件与托臂固定相连。
横向拉杆座支架相对地安装于两直线电机梁上，以安装横向拉杆座，进而为两直线电机梁之间的横向拉杆提供安装基座，从而保证空气弹簧的横向稳定性。
除此之外，转向架还设置有支撑滑块，落车时，支撑滑块将车辆支撑在F型轨道上。
现有的磁悬浮车辆的转向架均为铸造铝合金结构，铸造过程不仅容易出现沙眼、穿孔等多种铸造缺陷，而导致成品率低下，降低生产效率，甚至影响转向架质量；而且，铸造的模具价格昂贵，大大增加制造成本、铸造过程也比较繁琐，增加生产制造时间；更重要的是，铸造的加工方法对转向架结构也具有一定的限制，比如，铸造工艺易使工件在加工过程中产生较大的形变，而防侧滚梁的纵向长度较大，为尽量保证铸造精度，每一防侧滚梁均由相对的两部分对接焊接而成，如此，则整体强度较差，在恶劣环境下对接处极易损坏，不利于行车安全性。
因此，如何提高磁悬浮车辆转向架的生产制造效率、降低制造和维修维护成本、是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种磁悬浮车辆及其转向架。该转向架的生产制造效率稿、制造成本低、转向架强度有所提高。本发明的另一目的是提供一种磁悬浮车辆。
为解决上述技术问题，本发明提供一种磁悬浮车辆的转向架，具有安装于所述磁悬浮车辆的主体与所述转向架之间的空气弹簧，所述转向架的直线电机梁和托臂通过挤压铝成型；所述直线电机梁的上侧 壁挤压成型有安装所述空气弹簧的安装槽；所述托臂挤压成型有电机梁固定板，所述托臂通过所述电机梁固定板固定于所述直线电机梁的外侧壁
本发明采用挤压铝形成转向架主要构件，将铝材在熔炉中熔融后，通过挤压机挤入模具成型，如此可以制造形成具有不同截面形状的构件，十分适合转向架的具有复杂形状的各构件成型，并且，对构件的尺寸要求也大大降低，只要模具合适，可以加工出薄壁直线电机梁，或者一次成型大尺寸防侧滚梁，还可以使得二者具有预定数目和尺寸的加强筋，比如，横纵交叉布置，而大大提高直线电机梁和防侧滚梁的整体强度。
另外，挤压铝工艺的模具成本相对铸造工艺的模具成本低得多，有利于降低转向架的制造成本，尤其适用于小批量、单独制造的情况；挤压铝工艺不易产生铸造缺陷，成品率大大提高，而且，挤压铝型材的成型过程较快，提高转向架的制造效率。
直线电机梁的上侧壁挤压成型有安装槽，该安装槽用于安装空气弹簧；而托臂具有电机梁固定板，该电机梁固定板与直线电机梁的外侧壁贴合固定。如此，托臂安装在直线电机梁的侧面，即使转向架与车辆主体组装完毕，也能够轻易地从侧面拆卸，而不影响车辆的维修维护，降低维修维护成本。
优选地，还包括托臂螺栓和电机梁定位键；所述电机梁固定板具有托臂键槽和托臂安装孔；所述外侧壁挤压成型有T型槽，所述托臂螺栓的头端卡止于所述T型槽内，根端旋入所述托臂安装孔；所述电机梁定位键同时插入所述T型槽和所述托臂键槽。
优选地，还包括综合支架螺栓；所述综合支架通过挤压铝成型，并具有与所述直线电机梁的内侧壁固定的安装板，所述安装板具有综合支架安装孔；所述内侧壁挤压成型有所述T型槽，所述综合支架螺栓的头端卡止于所述T型槽内，根端旋入所述综合支架安装孔。
优选地，所述外侧壁和/或所述内侧壁的所述T型槽沿所述磁悬浮车辆的行驶方向贯穿所述直线电机梁。
优选地，所述托臂具有电磁铁固定板，所述电磁铁固定板固定于所述磁悬浮车辆的电磁铁部件的外侧面。
优选地，所述外侧壁挤压成型有若干凸耳，所述凸耳沿所述磁悬浮车辆的行驶方向均匀设置，所述磁悬浮车辆的直线电机螺栓连接于所述凸耳。
优选地，还包括支撑滑块和横向拉杆座支架；所述横向拉杆座支架与所述支撑滑块一体成型，落车时，所述支撑滑块落于所述磁悬浮车辆的轨道上。
优选地，还包括防侧滚梁；所述防侧滚梁通过挤压铝成型，包括防侧滚梁主体和加强筋，所述防侧滚梁主体一体成型，并挤压成型有减重孔。
本发明还提供一种磁悬浮车辆，包括车辆本体，以及连接于所述车辆本体，并位于所述车辆本体与轨道之间的转向架，所述转向架为上述任一项所述的转向架。
由于该磁悬浮车辆也具有上述各实施方式中的转向架，因此，该磁悬浮车辆也具有上述有益效果。
附图说明
图1为本发明提供的磁悬浮车辆的转向架一种具体实施方式的俯视图；
图2为图1中转向架的正视图；
图3为图1中转向架的左视图；
图4为图1中的转向架的托臂的侧视图，示出其具有托臂键槽和托臂安装孔；
图5为图1中的转向架的直线电机梁的横断面示意图，示出其具有T型槽；
图6为图1中的转向架的综合支架的横断面示意图，示出其具有安装板；
图7为图1中转向架的综合支架的后视图，示出其具有综合支架键 槽；
图8为图1中的转向架的横向拉杆座支架的正视图，示出其具有支撑滑块。
图1-图8中：
直线电机梁1、上侧壁1a、外侧壁1b、内侧壁1c、安装槽10、T型槽11、凸耳12、托臂2、电机梁固定板21、托臂键槽210、托臂安装孔211、电磁铁固定板22、横向拉杆座支架3、支撑滑块31、综合支架4、安装板41、综合支架键槽410、综合支架安装孔411、防侧滚梁5、防侧滚梁主体51、减重孔510、托臂螺栓6、电磁铁部件7
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本发明提供的磁悬浮车辆的转向架一种具体实施方式的俯视图；图2为图1中转向架的正视图；图3为图1中转向架的左视图；图4为图1中的转向架的托臂的侧视图，示出其具有托臂键槽和托臂安装孔。。
本发明提供的磁悬浮车辆的转向架具有安装直线电机的直线电机梁1、连接于直线电机梁1并与电磁铁部件7固定的托臂2，还包括设置于磁悬浮车辆主体和转向架之间的空气弹簧，其中，直线电机梁1和托臂2通过挤压铝成型。
市场上常见的磁悬浮车辆的转向架一般通过铸造铝合金形成，铸造铝合金工艺需要铸造模具，而铸造模具价格昂贵，只有大批量生产时其成本能够相对降低，然而，现阶段磁悬浮车辆的新车型研究还经常处于试制阶段，对于这种小批量、单独制造，采用铸造铝合金工艺显然不合适。另外，铸造工艺对产品的形状和尺寸均有要求，形状不能过于复杂，尺寸不能过大，这也限制了转向架中的各构件成型。
本发明采用挤压铝形成转向架主要构件，将铝材在熔炉中熔融后，通过挤压机挤入模具成型，如此可以制造形成具有不同截面形状 的构件，十分适合转向架的具有复杂形状的各构件成型，并且，对构件的尺寸要求也大大降低，只要模具合适，可以加工出薄壁直线电机梁1，还可以使其具有预定数目和尺寸的加强筋，比如，横纵交叉布置，而大大提高直线电机梁1的整体强度。
另外，挤压铝工艺的模具成本相对铸造工艺的模具成本低得多，有利于降低转向架的制造成本，尤其适用于小批量、单独制造的情况；挤压铝工艺不易产生铸造缺陷，成品率大大提高，而且，挤压铝型材的成型过程较快，提高转向架的制造效率。
同时，直线电机梁1的上侧壁1a挤压成型有安装槽10，该安装槽10用于安装空气弹簧；而托臂2具有电机梁固定板21，该电机梁固定板21与直线电机梁1的外侧壁1b固定。如此，托臂2安装在直线电机梁1的侧面，即使转向架与车辆主体组装完毕，也能够轻易地从侧面拆卸，而不影响车辆的维修维护，降低维修维护成本。
请参考图5，图5为图1中的转向架的直线电机梁的横断面示意图，示出其具有T型槽。
本文将磁悬浮车辆行驶的方向定义为纵向，与该方向垂直的方向定义为横向，上下方向定义为竖向。定义螺栓具有螺栓帽的一端为头端，与头端相对的另一端为根端。
更进一步地，该转向架还包括电机梁定位键和托臂螺栓6，电机梁固定板21具有托臂键槽210和托臂安装孔211，直线电机梁1的外侧壁1b挤压成型有T型槽11，应当理解，T型槽11的开口尺寸较槽底小。
将T型槽11的一处开口铣开，注意，铣开的开口不应该对应托臂2的预定安装位置，从而将托臂螺栓6的头端从铣开的开口处插入T型槽11，使得二者互相卡止，并将托臂螺栓6的根端旋入托臂安装孔211，再将托臂2和托臂螺栓6整体沿纵向移动至预定安装位置，以使螺栓帽能够受到T型槽11的卡止，而限制托臂2和直线电机梁1沿横向的相对移动。
将电机梁定位键插入托臂键槽210和T型槽11，如此限制直线电机梁1和托臂2沿垂向的相对移动，并且，在各个托臂螺栓6与T型槽11的 摩擦阻力作用下，托臂2相对直线电机梁1的纵向移动也被限制。最终，托臂2相对直线电机梁1固定。
直线电机梁1为薄壁结构，仅依靠其薄壁与托臂螺栓6连接极为不可靠，本发明为提高托臂2与直线电机梁1的安装稳定性，利用挤压铝型材的工艺，在直线电机梁1的外侧壁1b挤压形成T型槽11，而与托臂螺栓6卡止，并配合以电机梁定位键与托臂键槽210，实现托臂2与直线电机梁1的各个方向的定位。
当然，也可以单独加工具有预定厚度的螺栓安装座，将托臂螺栓6旋入该螺栓安装座，以使二者连接稳定，只是增加制造成本，并且不利于转向架整体尺寸优化。
实际上，该T型槽11起到与上述螺栓安装座的作用，显然，在能够保证连接可靠性的前提下，形成T型槽11更加简便易行，并且，在挤压铝型材的同时，通过采用合适的模具即可完成，成本低廉；同时，电机梁定位键承受大部分托臂2重量，还能够起到保护托臂螺栓6的作用，而不影响托臂2与直线电机梁1的连接可靠性。
上述托臂2还可以具有电磁铁固定板22，托臂2通过该电磁铁固定板22与电磁铁部件7的外侧面固定，而省去托臂连接件，节省组装流程，提高组装效率。
请参考图6和图7，图6为图1中的转向架的综合支架的横断面示意图，示出其具有安装板；图7为图1中转向架的综合支架的后视图，示出其具有综合支架键槽。
如图6和图7所示，本发明提供的转向架还具有连接在直线电机梁1上的综合支架4，该综合支架4通过挤压铝成型，并挤压成型有安装板41，该安装板41与直线电机梁1的内侧壁1c固定，其开设有综合支架安装孔411，同时，直线电机梁1的内侧壁1c挤压成型有上述T型槽11。该转向架还包括综合支架螺栓，综合支架螺栓的头端卡紧于该T型槽11，根端旋入综合支架安装孔411。
可见，在挤压铝而形成综合支架4时，专门设置用于连接直线电机梁1的安装板41，方便综合支架4的安装和拆卸，便于转向架的维修 维护；并且，综合支架螺栓与T型槽11配合卡止的连接效果可靠，实施方便。
另外，安装板41还可以设置有综合支架键槽410，并且与综合支架定位键配合，使综合支架定位键同时插入T型槽11和综合支架键槽410，而使综合支架4和直线电机梁1的定位更加可靠。
上述T型槽11可以沿纵向贯穿直线电机梁1，即从直线电机梁1的一端向另一端连续设置，如此，直线电机梁1为托臂2提供足够的安装位置，以提高对托臂2的适应性；当然，也可以分段设置T型槽11。
在上述任一实施方式中的直线电机梁1上均可以挤压成型有凸耳12，并且，该凸耳12应该沿纵向均匀设置，直线电机螺栓连接于该凸耳12。当然，也可以将直线电机插入直线电机梁1内部，并在直线电机梁1上侧壁1a、下侧壁和直线电机开设螺纹孔，采用大螺栓，使其依次贯穿各螺纹孔，而将直线电机连接于直线电机梁1。显然，设置凸耳12的实施方式保护直线电机梁1的整体结构，不影响其结构强度，而成为优选的实施方式。
请参考图8，图8为图1中的转向架的横向拉杆座支架的正视图，示出其具有支撑滑块。
该转向架还具有横向拉杆座支架3和支撑滑块31，二者一体成型，如此，减少零件数目，而提高组装效率；同时，也减少零件之间的接缝数目，减少由于接缝处连接不牢而发生事故的几率，提高行车安全性。
如图3所示，该转向架的防侧滚梁5也通过挤压铝形成，其包括防侧滚梁5主体和加强筋，防侧滚梁主体51在挤压铝型材时一体成型，并同时挤压成型有减重孔510。
虽然防侧滚梁5的总体尺寸较大，但是，只要选择合适的模具，依然能够使得防侧滚梁主体51一体成型，从而提高其整体强度，并且，适当开设减重孔510，有利于转向架的减重。
本发明还提供一种磁悬浮车辆，包括车辆本体和连接于车辆本体的转向架，该转向架为上述各实施方式中任一项所述的转向架。
由于该磁悬浮车辆也具有上述各实施方式中的转向架，因此，该磁悬浮车辆也具有上述有益效果。
以上对本发明所提供的一种磁悬浮车辆及其转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种磁悬浮车辆的转向架，具有安装于所述磁悬浮车辆的主体与所述转向架之间的空气弹簧，其特征在于，所述转向架的直线电机梁(1)和托臂(2)通过挤压铝成型；所述直线电机梁(1)的上侧壁(1a)挤压成型有安装所述空气弹簧的安装槽(10)；所述托臂(2)挤压成型有电机梁固定板(21)，所述托臂(2)通过所述电机梁固定板(21)固定于所述直线电机梁(1)的外侧壁(1b)。
2.如权利要求1所述的转向架，其特征在于，还包括托臂螺栓(6)和电机梁定位键；所述电机梁固定板(21)具有托臂键槽(210)和托臂安装孔(211)；所述外侧壁(1b)挤压成型有T型槽(11)，所述托臂螺栓(6)的头端卡止于所述T型槽(11)内，根端旋入所述托臂安装孔(211)；所述电机梁定位键同时插入所述T型槽(11)和所述托臂键槽(210)。
3.如权利要求2所述的转向架，其特征在于，还包括综合支架螺栓；所述综合支架(4)通过挤压铝成型，并具有与所述直线电机梁(1)的内侧壁(1c)固定的安装板(41)，所述安装板(41)具有综合支架安装孔(411)；所述内侧壁(1c)挤压成型有所述T型槽(11)，所述综合支架螺栓的头端卡止于所述T型槽(11)内，根端旋入所述综合支架安装孔(411)。
4.如权利要求3所述的转向架，其特征在于，所述外侧壁(1b)和/或所述内侧壁(1c)的所述T型槽(11)沿所述磁悬浮车辆的行驶方向贯穿所述直线电机梁(1)。
5.如权利要求2所述的转向架，其特征在于，所述托臂(2)具有电磁铁固定板(22)，所述电磁铁固定板(22)固定于所述磁悬浮车辆的电磁铁部件(7)的外侧面。
6.如权利要求1-5任一项所述的转向架，其特征在于，所述外侧壁(1b)挤压成型有若干凸耳(12)，所述凸耳(12)沿所述磁悬浮车辆的行驶方向均匀设置，所述磁悬浮车辆的直线电机螺栓连接于所述凸耳(12)。
7.如权利要求1所述的转向架，其特征在于，还包括支撑滑块(31)和横向拉杆座支架(3)；所述横向拉杆座支架(3)与所述支撑滑块(31)一体成型，落车时，所述支撑滑块(31)落于所述磁悬浮车辆的轨道上。
8.如权利要求1所述的转向架，其特征在于，还包括防侧滚梁(5)；所述防侧滚梁(5)通过挤压铝成型，包括防侧滚梁主体(51)和加强筋，所述防侧滚梁主体(51)一体成型，并挤压成型有减重孔(510)。
9.一种磁悬浮车辆，包括车辆本体，以及连接于所述车辆本体，并位于所述车辆本体与轨道之间的转向架，其特征在于，所述转向架为如权利要求1-8任一项所述的转向架。
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Pledgor: Beijing Maglev Traffic Development Co., Ltd.

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