CN105438207A - 一种轨道转向架 - Google Patents

Abstract

一种轨道转向架，其设有两个横向构件，用于支撑线性感应电机，所述横向构件通过弹性安装装置安装在轴箱上，所述弹性安装装置允许每个横向构件关于其横向旋转轴线进行旋转运动。具有五个连接元件的系统用于将线性感应电机连接到横向构件上。所述连接元件以下述方式设置，即通过线性感应电机传递到每个横向构件的垂直力的合力作用在位于第一横向轴线上并且距轴箱等距离的第一中心位置上。所述安装装置还设有高度调节机构，其允许调节线性感应电机的高度和横向水平位置。

Description

一种轨道转向架

本发明涉及一种轨道转向架(railwaybogie)，其被设计为由线性感应电机推进。本发明还涉及一种用于将线性感应电机安装到轨道车辆转向架的设备，特别是一种装备有调节装置的设备，所述调节装置用于调节线性感应电机相对于反应轨(reactionrail)的高度。本发明还涉及一种用于将线性感应电机安装到轨道车辆转向架的方法，以及一种用于调节线性电机和反应轨间距离的方法。

线性感应器包括设置在一或几个反应轨上方的磁场绕组，其被提供可在车辆上的磁场绕组和铁轨的铺设表面之间产生移动磁场的多相电流。这种感应器被使用在轨道车辆上用于提供电磁制动器和/或线性电机推进单元。在所有的情况下，电磁制动器或电机的正确和可控操作都需要在正常使用过程中在磁场绕组和反应轨的铺设表面之间保持恒定的或者接近恒定的气隙。对于线性感应电机该气隙要比对电磁制动器时的气隙小，通常在9到24mm之间。

在US3,516,364中公开了一种用于轨道线性电机的弹性支撑装置。磁场绕组被连接到刚性框架上，所述刚性框架连接着传统转向架的四个轴箱。所述刚性框架包括两个纵向构件，它们的端部放在轮轴的四个轴箱上，以及两个横向构件。两个感应器被置于转向架纵向垂直中平面的每侧上。每个感应器通过一系列横向弹性柱支撑在纵向构件上。附加的纵向弹性柱被用于将纵向拉力传递到横向构件。纵向构件通过连接装置连接到轴箱上，所述连接装置包括螺钉螺母连接件，其用于调节纵向构件相对于轴箱的竖直位置。但是，实验证明难以获得刚性框架和感应器位置的精确调节，因为四个螺钉螺母连接件中的每个同时影响框架转动及倾斜角度。

从US4,440,092中已知一种带有线性感应电机的可转向轨道货车。所述货车被支撑在四个带凸缘的轮上，所述轮的轮轴可转动地保持在轴颈架内。所述轴颈架被分别固定到前轭和后轭上。利用横梁和相关的辅助第二悬挂装置，所述货车连接到轨道车辆的车体上以支撑车体。所述前轭和后轭被铰接到横梁上以允许前轴和后轴转向。利用带有三个竖直连杆的悬挂系统，所述线性感应电机相对于前、后轭被支撑。所述三个连杆包括：单个连杆，其被局中定位在货车的竖直纵向中平面内，以将线性电机单元连接到外侧的轭上；一对悬挂连杆，它们被定位在距货车竖直纵向中平面等距离的相反两侧。

从EP0102551中已知一种带有线性感应电机的转向架。所述转向架设有两对轮组，每对轮组设有一对轴箱；座鞍，其铸造装配在每个轴箱上方以允许在轴箱和座鞍之间进行相对垂直移动；转向架框架，其固定联接到四个座鞍上；第一悬挂装置，其置于框架和轴箱之间。每对轮组上的轮轴被U形梁架包围，所述梁在其端部支撑在靠近车轮设置的一对轴承上。每个梁架设有一个居中设置的弹性万向节，其用于悬挂线性感应电机感应器的一个纵向端。这种设置不能为U形梁架提供任何弹性悬挂，并且梁架和轴之间的轴承要承受高的加速级别。线性感应电机仅通过两个万向节支撑，并且可关于穿过万向节中心的纵向水平轴线自由转动。但是当气隙较小时，这种运动是不能被接受的。此外，不能调节线性感应器的横向水平误差(cross-levelerror)，即感应器的左、右侧间的高度差，这是因为感应器仅被悬挂于沿着车辆的纵向中心轴隔开的两点。

本发明的一个目的是提供一种转向架，其允许在线性感应电机和反应轨之间有非常小的气隙。

本发明的另一个目的是提供一种转向架，其带有悬挂装置，该悬挂装置既能理想地用于支撑车体又能满足线性感应器的特定需要。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种用于支撑轨道车辆车体的轨道转向架，其包括：

-两对轮组，它们分别通过轴颈承载于一对左、右轴箱内；

-转向架框架，其通过第一悬挂装置而支撑在轴箱上并且设有用于支撑车体的第二悬挂装置；

-两个横向构件，它们分别通过左、右弹性安装装置而安装在一对左、右轴箱之一上，所述弹性安装装置允许横向构件关于其横向旋转轴线进行有限的旋转运动；

-连接装置，其用于将线性感应电机装置连接到每个横向构件上，所述连接装置被构造为使得通过连接装置作用到每个横向构件上的合力的作用点置于横向构件的旋转轴线上距左、右安装装置等距离的中心位置。

由于这种设置，第一和第二悬挂装置可与用于线性感应电机悬挂装置的弹性安装装置分开而单独设计。三个悬挂装置中的每个可以被设计为最佳而不受到其它悬挂装置约束。

优选地，所述连接装置允许线性感应电机和横向构件之间在推力方向上相对位移，所述转向架还包括推力传递装置，用于在线性感应电机与转向架或者轨道车辆的车体之间直接传递推力。

优选地，所述连接装置允许线性感应电机和横向构件之间在转向架的横向方向上相对位移，所述转向架还包括横向连接装置，用于在线性感应电机与转向架或者轨道车辆的车体之间直接传递横向力。

优选地，所述连接装置包括至少两个连接元件，用于将线性感应电机装置连接到两个横向构件中的第一个上，所述两个连接元件在所述第一个横向构件的中心点相反两侧横向隔开的两个位置连接到所述第一个横向构件上；以及至少一个连接元件，用于将线性感应电机装置连接到另一个横向构件上。由于这三点式水平调节方案，因此可易于修正线性感应电机装置位置中的高度误差。

优选地，所述连接装置包括一组三个竖直连接元件，用于将线性感应电机装置连接到两个横向构件中的第一个上，其包括：一个中央连接元件，其在所述第一个横向构件一侧上纵向铰接到所述第一个横向构件上；一对左、右连接元件，它们在所述第一个横向构件中心点的相反两侧横向等距离隔开的两个位置铰接到所述第一个横向构件的另一侧上。

优选地，所述连接装置还包括一组两个竖直连接元件，它们铰接到线性感应电机上并且在第二横向构件旋转轴线相反两侧纵向隔开的两个位置铰接到第二横向构件上。

优选地，所述左、右安装装置包括左、右高度调节机构，用于调节横向构件与轴箱之间的距离。每个高度调节机构包括设有内螺纹的第一调节元件，设有外螺纹的第二调节元件，所述两个调节元件中的一个被固定到相应的轴箱上，另一个调节元件通过橡胶弹簧固定到横向构件上。

所述调节机构允许容易调节反应轨和线性感应电机之间的气隙。具体地，这些机构允许单独调节线性感应电机相对于反应轨的高度、倾斜角度及转动角度。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种用于将线性感应电机装置安装到转向架上的方法，其包括下述步骤：利用连接装置将线性感应电机装置安装到第一和第二横向构件上；在至少三个、优选为四个位置上测量线性感应电机和反应轨之间的距离；基于测量得到的距离确定横向水平误差；基于横向水平误差操作一个所述横向构件的左、右安装装置的高度调节机构。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种用于将线性感应电机装置安装到转向架上的方法，其包括下述步骤：利用连接装置将线性感应电机装置安装到第一和第二横向构件上；在至少三个、优选为四个位置上测量线性感应电机和反应轨之间的距离；基于测量出的距离，确定在线性感应电机第一纵向端处与预定理想高度之间的第一高度偏差，并且确定在线性感应电机第二纵向端处与预定理想高度之间的第二高度偏差；基于第一高度偏差，操作靠近线性感应电机第一纵向端的左、右安装装置的高度调节机构；基于第二高度偏差，操作靠近线性感应电机第二纵向端的左、右安装装置的高度调节机构。

根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种用于将线性感应电机装置安装到转向架上的方法，其包括下述步骤：利用连接装置将线性感应电机装置安装到第一和第二横向构件上；在至少三个、优选为四个位置上测量线性感应电机和反应轨之间的距离；基于测量出的距离，确定在线性感应电机第一纵向端与预定理想高度之间的第一高度偏差，并且确定在线性感应电机第二纵向端与预定理想高度之间的第二高度偏差；基于测量出的距离确定横向水平误差；基于第一高度偏差，操作靠近线性感应电机第一纵向端的左、右安装装置的高度调节机构；基于第二高度偏差和横向水平误差，操作靠近线性感应电机第二纵向端的左、右安装装置的高度调节机构。

根据本发明的第五个方面，本发明提供了一种用于调节安装在如前所述的转向架上的线性感应电机装置的位置的方法，其包括下述步骤：

-在至少三个、优选为四个位置上测量线性感应电机和反应轨之间的距离；

-基于测量出的距离，确定在线性感应电机第一纵向端与预定理想高度之间的第一高度偏差，并且确定在线性感应电机第二纵向端与预定理想高度之间的第二高度偏差；

-基于测量出的距离确定横向水平误差；

-基于第一高度偏差，操作靠近线性感应电机第一纵向端的左、右安装装置的高度调节机构；

-基于第二高度偏差和横向水平误差操作靠近线性感应电机第二纵向端的左、右安装装置的高度调节机构。

下述仅以非限定性示例和附图示出方式给出的对本发明的特定实施例的说明，以使本发明的其它特征和优点变得更加清楚明显。附图说明如下：

-图1是根据本发明的转向架下侧部分的透视图；

-图2是图1的转向架的透视图；

-图3是图1所示转向架的调节装置和弹性连接部分的剖视图。

参见图1，转向架10的非悬挂部分包括两个轮轴12、14，它们支撑普通的左、右轨道轮16。轮轴12、14分别通过轴颈承载于一对左、右轴箱18内，所述轴箱定位在轨道轮16之间。每个轴箱18都设有前、后盘20，第一悬挂装置的橡胶弹簧22的下端安装在前、后盘上。

每个第一悬挂弹簧22在其上端拧紧到心轴24上，所述心轴突伸穿过转向架框架侧向构件26并且固定到其上，如图2中所示。转向架框架27设有一对管状横梁28和前、后横向构件30，所述横向构件焊接到侧向构件26上。车体通过空气弹簧组件支撑在转向架侧向构件上。

如图2所示，转向架设有一对横向构件40、42，用于支撑线性感应电机44。每个横向构件40、42在一个轮轴12、14上方延伸并且在其端部设有两个安装孔46。如图3所示，每个安装孔46具有一个通孔，并且其被夹在弹性连接装置52的上、下橡胶弹簧48、50之间，以致允许连接到轴箱18上。所述橡胶弹簧包括结合到上、下刚性板上的橡胶体，并且通过锁紧环58维持在调节套筒56上。所述调节套筒56设有内螺纹，其拧紧到调节管60的外螺纹上。所述调节管60在其轴向内端与拧紧到轴箱壳体64上的安装柱62共同作用，目的是可关于安装柱的轴自由旋转而没有径向游隙。六角防松螺母66拧紧到安装柱62的上端上以致防止调节管60轴向移动。六角锁紧螺母68拧紧到调节管60上以致锁住调节套筒56的位置。

橡胶弹簧48、50提供了每个横向构件40、42相对于轴箱18的硬竖直悬挂，但是，其具有低旋转刚度并且允许横向构件以弹性连接装置52为旋转中心相对于一条平行于轮轴12、14并且穿过左、右安装柱62的水平横向轴线76旋转。

由五个竖直连杆80、82、84、86、88形成的悬挂系统相对于横向构件支撑线性感应电机44。该悬挂系统包括一对连杆80、82，它们在每个横向构件40的相反两侧的与左、右安装柱62等距离的位置居中定位。所述由竖直连杆形成的悬挂系统还包括三个竖直连杆84、86、88，用于将线性感应电机44连接到另一个横向构件42上。连杆84距安装柱62等距离地纵向定位在横向构件的一侧，而另两个连杆86、88纵向置于横向构件的另一侧上，并且彼此横向隔开地位于距连杆84等距离处。所述五个连杆可转动地连接到横向构件40、42上并且通过金属球轴承连接到线性感应电机44上。由于这些万向连接件，通过连杆传递到横向构件上的力得到平衡，并且通过连杆作用到每个横向构件上的合力的作用点位于横向构件旋转轴线上距安装柱等距离处。因此，这种五连杆悬挂系统等同于三点式水平调节方案。

纵向连杆90直接将推力从线性感应电机44传递到转向架框架27的一个管状横梁28上。两个侧向连杆92优选地定位在转向架的相同侧上，它们将侧向力从线性感应电机44传递到转向架框架的一个侧向构件26上。

每对调节套筒56和调节管60构成了集成在弹性连接装置52中的高度调节器，其可以被从上方通过车体底板上的小孔触及，并且被如下操作。通过一圈或两圈转动而释放及松开锁紧螺母68，接着，释放防松螺母66以允许螺纹调节管自由旋转。接着，扳手可咬合螺纹调节管的六角头部以使其转动，目的是按照需要升高或降低调节套筒。一旦到达所需要的位置，紧固防松螺母并且也紧固锁紧螺母。

所述四个高度调节器用于调节横向构件相对于轴箱和地面反应轨的位置。所述高度调节过程如下，首先将转向架放在一段轨道上，所述轨道笔直且水平；在所述四个位置精确测量线性感应电机和反应轨之间的距离。优选地，这些位置朝向线性感应电机的外部边缘并且与横向构件成直线。所述测量位置关于轨道中心线对称。

为线性感应电机的每个纵向端测定横向水平误差，即在线性感应电机相应端部上两个测量位置之间的高度差。接着，平均横向水平误差被确定为前、后横向水平误差的平均值。

通过对线性感应电机低侧增加一半平均横向水平误差值，以及从高侧减去一半该误差值，来调节横向构件42上的横向水平误差。由于线性感应电机的相应端部居中安装在横向构件40上，所以不需要对横向构件40进行调节。

同样，在线性感应电机的每个纵向端测定平均高度，计算其与预定正常高度的偏差。该误差对应于需要在相应横向构件的高度调节器上进行调节的调节值。

显然，横向水平误差和高度误差可同时计算出来，并且可在一个步骤中进行调节。

可以在下述三个而不是四个位置测量高度，一个是靠近横向构件40的中心位置，两个是朝向横向构件42的端部的位置。

上文中描述的轨道转向架可和任何种类的轨道车辆一起使用，单独或者成对承载具有任何期望结构的车体。

正如可容易理解的，上述的悬挂设备可被用于支撑线性感应电机的反应板，所述电机带有安装在用于车辆的导轨内的线性感应器。

连杆的万向连接可以设有硬弹性装置(stiffresilientmeans)。

Claims (3)

1.一种轨道转向架，包括：

-两对轮组，每对轮组通过轴颈被成对的左和右轴箱承载；

-转向架框架，其通过第一悬挂装置而支撑在左和右轴箱上并且设有用于支撑车体的第二悬挂装置；

-两个横向构件，每个横向构件通过左和右弹性安装装置而安装在所述成对的左和右轴箱上，所述弹性安装装置允许横向构件关于其横向旋转轴线进行有限的旋转运动；

-竖直连接构件，其用于将线性感应电机装置连接到每个横向构件上，所述竖直连接构件被构造为使得通过竖直连接构件作用到每个横向构件上的合力的作用点处在位于横向构件旋转轴线上并且距左和右安装装置等距离的中心位置处；

-推力传递装置，用于在线性感应电机装置和轨道车辆车体的转向架之间直接传递推力；以及

-横向连接装置，用于在线性感应电机装置和轨道车辆车体的转向架之间直接传递横向力；

其特征在于，每个所述竖直连接构件包括与线性感应电机的万向枢转连接以及与横向构件的其中一个的另一万向枢转连接，其中，所述竖直连接构件允许线性感应电机装置和横向构件之间在转向架的推力方向上以及在转向架的横向方向上相对位移，所述竖直连接构件包括至少两个竖直连接元件，用于将线性感应电机装置连接到两个横向构件中的第一个上，所述两个竖直连接元件在第一个横向构件中心点的相反两侧横向隔开的两个位置连接到所述第一个横向构件上；以及至少一个竖直连接元件，用于将线性感应电机装置连接到另一个横向构件上。

2.根据权利要求1所述的轨道转向架，其中，用于将线性感应电机装置连接到所述第一个横向构件上的所述至少两个竖直连接元件包括：中央连接元件，其在所述第一个横向构件的一侧纵向铰接到所述第一个横向构件上；左和右连接元件，它们在所述第一个横向构件中心点相反两侧横向等距离隔开的两个位置铰接到所述第一个横向构件的另一侧上。

3.根据权利要求2所述的轨道转向架，其中，用于将线性感应电机装置连接到另一个横向构件上的所述至少一个竖直连接元件包括一组两个竖直连接元件，它们铰接到线性感应电机上并且在第二横向构件旋转轴线相反两侧纵向隔开的两个位置铰接到所述另一个横向构件上。