CN105292134B - 一种直驱跨坐式无齿轮单轨转向架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架。所述单轨转向架包括构架，装在构架上的牵引装置、基础制动装置、减振装置、稳定轮、导向轮和走行轮；所述走行轮轮对的车轴通过分体式联轴节与悬挂在构架上的永磁电机直接相联，所述构架上装有由上轴箱体和下轴箱体构成的分体式轴箱体，该上轴箱体和下轴箱体可拆卸地固定相连，其中上轴箱体固定在构架的侧梁上用于安装所述基础制动装置。本发明利用永磁电机直接牵引传动技术，大大地简化了结构，降低了重量，提高了传动效率，提升了“绿色”能力以及改善车辆动力学性能等。

Description

一种直驱跨坐式无齿轮单轨转向架

技术领域

本发明涉及一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，尤其涉及采用永磁电机直驱新型牵引传动技术的单轨转向架，属于转向架技术领域。

背景技术

跨坐式单轨交通线路占地面积小、造价低，跨坐式单轨车辆运营噪音低、有着良好的爬坡能力（最大坡度60‰）以及通过小曲线性（半径R≤50m）等，因此跨坐式单轨交通系统适宜于多山地形和城市内公共交通等环境，越来越受到社会的关注。随着世界能源的日益紧张和环境日益恶化，为使改善自然环境和人类的可持续发展，人类的一切活动都应该考虑其“绿色”性（即节能环保）。不断推进轨道交通车辆技术的发展、提升“绿色”能力，是社会发展的必然需要。

随着永磁材料技术的发展，永磁电机正朝着大功率、高转速、大扭矩和重量轻等方向发展，目前永磁电机在轨道交通领域-轻轨（含低地板）、地铁等轨道车辆上已经有了一定应用，取得了良好的应用效果。与传统异步电机相比，永磁电机具有体积小、重量轻、功率因数高、效率高和噪音低等优点，因此采用永磁电机驱动的轨道车辆符合“绿色”（节能环保）发展的社会要求。

但截至目前依然还没有关于永磁电机应用于跨坐式单轨转向架该领域的相关报道，日本和德国等发达国家的跨坐式单轨转向架均仍然采用异步电机+齿轮箱的传统牵引传动技术。采用传统牵引传动技术的跨坐式单轨转向架存在结构复杂、重量大、能量效率低、成本高和难维护等缺点。

中国专利申请号CN20151041821.8公开了一种跨坐式单轨转向架，其仅提到齿轮箱和牵引电机纵向布置，制动夹钳安装在齿轮箱上，中国专利CN201320368231.9公开了一种跨坐式单轨和悬挂式单轨组合式交通运输型式，但并未具体涉及到转向架结构和技术特点等，

针对上述问题，并结合永磁电机在轨道交通车辆的应用情况，本发明将永磁电机技术引入到跨坐式单轨交通车辆领域，提出一种利用永磁电机直接驱动的跨坐式单轨转向架技术。

发明内容

本发明旨在提供一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，该转向架利用永磁电机直接驱动，可大大地简化结构，降低重量，提高传动效率，提升“绿色”能力以及改善车辆动力学性能等。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，包括构架，装在构架上的牵引装置、基础制动装置、减振装置、稳定轮、导向轮和走行轮；其结构特点是，所述走行轮轮对的车轴通过分体式联轴节与悬挂在构架上的永磁电机直接相联，所述构架上装有由上轴箱体和下轴箱体构成的分体式轴箱体，该上轴箱体和下轴箱体可拆卸地固定相连，其中上轴箱体固定在构架的侧梁上用于安装所述基础制动装置。

通常的电机直驱技术是将直驱电机直接连接在负载上，实现对负载的直接驱动。该直驱技术需要特殊的驱动控制系统和专用的直驱电机，因此与传统异步交流电机或者永磁同步电机相比，直驱电机的结构相对复杂，且成本高。而本发明的直驱技术主要特征体现在将普通永磁电机通过联轴节与负载连接，实现对负载的直接驱动，省去了齿轮传动系统，简化了转向架结构，提高了传动效率，且与专用直驱电机相比，本发明所用牵引电机成本低。另外通过松开两半联轴节间的紧固件，即可较为方便的实现走行轮对与牵引电机的分离，也为实现不架车更换走行轮对橡胶轮创造了条件。

本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架轴箱体采用分体式结构，抛弃了齿轮箱，利用永磁电机直接驱动走向轮对，大大地简化了结构，降低了重量，提高了传动效率，提升了“绿色”能力以及改善车辆动力学性能等。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述基础制动装置为轴盘制动装置。更优选地，所述轴盘制动装置包括制动盘和制动夹钳，所述制动盘与车轴刚性连接，所述制动夹钳固定在构架侧梁上。

为了减少噪音，提高爬坡能力，所述稳定轮、导向轮和走行轮均为橡胶轮。本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架采用橡胶轮，主要包括走行橡胶轮，导向轮和稳定轮。走行轮行主要起到承载作用，导向轮位于轨道梁的侧面，主要用于车辆运行导向作用。稳定轮位于靠近转向架竖直中心线的轨道梁的侧面，利用左右两侧稳定轮与轨道梁侧面的相互作用，起到抗侧滚作用。

优选地，所述联轴节为楔形橡胶联轴节或齿式联轴节。

为了方便不架车更换走行轮，所述联轴节为两个半联轴节通过紧固件连接在一起，其中一个半联轴节与车轴过盈连接，另一半联轴节与永磁电机传动轴连接。

优选地，所述转向架为单轴转向架或两轴转向架。

所述构架为全焊接箱式结构，该构架的下盖板与上轴箱体固定相连；所述构架的下盖板上设有基础制动装置吊挂点。即将上轴箱体与构架侧梁下盖板焊接在一起，且设置有制动夹钳吊挂点。

藉由上述结构，本发明的转向架采用永磁电机直接驱动的跨坐式单轨车辆转向架，除具备传统跨坐式单轨车辆转向架的共有技术特点外，本发明的转向架的显著特征为：无齿轮箱，永磁电机与车轴（走行轮对）通过联轴节相连接。

本发明采用永磁电机直驱、无齿轮箱的新型牵引传动技术，永磁电机作为牵引驱动动力源，永磁电机与走行轮对车轴通过联轴节直接相连接，永磁电机直接全悬挂在构架上。

为了实现不架车直接更换走行橡胶轮对：

a) 本发明的跨坐式单轨转向架轴箱体采用分体式结构。其中上轴箱体12与构架侧梁下盖板直接组焊在一起，下轴箱体通过螺栓与上轴箱体连接。

b) 本发明永磁电机通过分体式联轴节与车轴相连，即半联轴节与车轴过盈连接，另一半与永磁电机传动轴连接，两半联轴节间通过螺栓连接。松开紧固件，即可实现电机与车轴的分离，此时可以方便的将走行轮对从转向架上移除出来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架，采用永磁电机直接驱动，无齿轮箱，转向架结构简单、重量轻，也便于转向架设计和整车设备布置。

（2）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架，永磁电机与车轴（走行轮对）通过联轴节相连接，该方式具有传动效率高、低噪音等节能环保优点。

（3）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架构架采用全焊接的箱型结构，结构可靠性高，重量轻等。

（4）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架，轴箱体采用分体式结构，便于走行轮对的安装和拆卸。

（5）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架采用橡胶轮，爬坡能力强，运行噪音低。

（6）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架二系悬挂仍然采用空气弹簧和减振器悬挂部件，车辆运营舒适性良好。

（7）本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架，结构布置合理，能够实现不架车直接更换走行橡胶轮对。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明的齿轮箱与车轴连接示意图。

在图中

1-轨道梁；2-稳定轮；3-导向轮；4-构架；5-永磁电机；6-制动夹钳；7-空气弹簧；8-走行轮；9-减振器；10-牵引装置 ；11-联轴节；12-上轴箱体；13-制动盘；14-车轴。

具体实施方式

一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，如图1-3所示，采用永磁电机直接驱动技术，无齿轮箱，走行轮、稳定轮和导向轮均为橡胶轮，主要由稳定轮2、导向轮3、构架4、永磁电机5、空气弹簧7、走行轮8、减振器9、牵引装置10和联轴节11组成。其中上轴箱体12与构架侧梁下盖板直接组焊在一起。制动夹钳6安装在上轴箱体12上。

如图2所示，永磁电机直驱跨坐式单轨转向架的永磁电机5和走轮轮对的车轴14通过联轴节11相连接，即半联轴节与车轴过盈连接，另一半与永磁电机传动轴连接，两半联轴节间通过螺栓连接。该结构便于走行轮对的安装与拆卸，同时也能够实现不架车更换走行轮对或者走行橡胶轮。制动盘13采用特殊结构与车轴14实现刚性连接。

为了实现不架车直接更换走行橡胶轮对， 本发明的转向架轴箱体采用分体式结构，其中上轴箱体12与构架侧梁下盖板直接组焊在一起，下轴箱体通过螺栓与上轴箱体连接。同时，本发明永磁电机5通过联轴节11与车轴14相连，即半联轴节与车轴过盈连接，另一半与永磁电机传动轴连接，两半联轴节间通过螺栓连接。松开紧固件，即可实现电机与车轴的分离，此时可以方便的将走行轮对从转向架上移除出来。

可以替换的一种方案如图1和图2所示，联轴节11是一种楔形橡胶联轴节，但本发明的关键创新在于将永磁电机直驱技术应用到跨坐式单轨转向架上来，并不是联轴节技术创新，因此即使改变联轴节型式比如齿式联轴节也仍属于本发明的专利保护范围。

本实施例中的转向架为两轴结构，但本发明的关键创新在于将永磁电机直驱技术应用到跨坐式单轨转向架上来，即使将变更为永磁电机直驱单轴转向架也是可行的。

本发明的永磁电机直驱跨坐式单轨转向架的轴重范围为3—12t，最高运营速度为30—90km/h。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，包括构架（4），装在构架（4）上的牵引装置（10）、基础制动装置、减振装置、稳定轮（2）、导向轮（3）和走行轮（8）；其特征在于，所述走行轮（8）轮对的车轴（14）通过分体式联轴节（11）与悬挂在构架（4）上一端的永磁电机（5）直接相联，所述构架（4）上装有由上轴箱体（12）和下轴箱体构成的分体式轴箱体，该上轴箱体（12）和下轴箱体可拆卸地固定相连，其中上轴箱体（12）固定在构架（4）的侧梁上用于安装所述基础制动装置；所述基础制动装置为轴盘制动装置；所述轴盘制动装置包括制动盘（13）和制动夹钳（6），所述制动盘（13）与实心车轴（14）刚性连接，所述制动夹钳（6）固定在构架（4）侧梁上；所述稳定轮（2）、导向轮（3）和走行轮（8）均为橡胶轮。

2.根据权利要求1所述的直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，其特征在于，所述联轴节（11）为楔形橡胶联轴节或齿式联轴节。

3.根据权利要求1所述的直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，其特征在于，所述联轴节（11）为两个半联轴节通过紧固件连接在一起，其中一个半联轴节与车轴过盈连接，另一半联轴节与永磁电机传动轴连接。

4.根据权利要求1所述的直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，其特征在于，所述转向架为单轴转向架或两轴转向架。

5.根据权利要求1所述的直驱跨坐式无齿轮箱单轨转向架，其特征在于，所述构架（4）为全焊接箱式结构，该构架（4）的下盖板与上轴箱体（12）固定相连；所述构架（4）的下盖板上设有基础制动装置吊挂点。