CN105904995A - 一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车，此悬浮架包括牵引直线电机和一对悬浮模块，所述牵引直线电机平行设置于一对悬浮模块之间，所述牵引直线电机两侧均设有至少两组防滚解耦机构，所述防滚解耦机构沿牵引直线电机纵向布置，所述防滚解耦机构包括两片相对布置的防滚梁和一根防滚拉杆，所述防滚梁两端分别铰接于牵引直线电机和悬浮模块上，所述防滚拉杆的一端铰接于两片防滚梁之间，另一端铰接于牵引直线电机上。此磁悬浮列车包括多件车体和多件上述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，所述车体装设于所述悬浮架上。本发明具有结构简单、安装维护方便、牵引效率高、过弯能力强等优点。

Description

一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，尤其涉及一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车。

背景技术

磁悬浮车辆与普通轮轨车辆的主要区别是牵引力、导向力以及车辆支撑力的产生机制不同。磁悬浮车辆车载电磁铁与倒U型轨道之间的非接触电磁力，替代轮轨车辆车轮和轨道之间通过接触产生的支撑力和导向力；用直线电机初级和次级之间的非接触电磁牵引力替代轮轨之间的黏着力。直线电机产生的牵引力不受轮轨黏着力限制，其爬坡能力、曲线通过能力远高于传统轮轨车辆。

近年来，为解决大型牵引直线电机在磁悬浮车辆走行单元中的布置和安装问题，中国专利文献CN102963266A公布了一种牵引直线电机中置的磁悬浮车辆走行单元，由两个独立的悬浮模块、一台牵引直线电机、两根横梁、四套横梁球铰直线组合轴承、两根电机吊杆和一套防滚解耦机构组成。牵引直线电机布置在左、右悬浮模块之间以减少电机尺寸的限制因素，通过前、后电机吊杆吊装在前、后端横梁的中部，两根横梁通过四套横梁球铰直线组合轴承安装在左、右悬浮模块上。防滚解耦机构由两根主臂、两片防滚梁、两根防滚吊杆和两套主臂球铰直线组合轴承组成，沿垂直轨道方向布置在转向架的中间截面上，可约束悬浮模块绕轨道的侧滚运动并传递电机牵引力。

现有牵引直线电机中置的转向架可显著降低对电机尺寸的限制，改善车辆的加减速性能，并有效减小电机气隙及其波动，提高电机的牵引功率和效率；然而，在组成车辆时受二次系约束会导致电机与轨道存在偏航角，如图1所示。由于现有这种牵引直线电机中置的转向架将电机推力通过主臂6传递给左、右悬浮模块2，主臂6与牵引直线电机1固定，这种传力方式会使得牵引直线电机1受左、右悬浮模块2的前后位置影响，过弯时左、右悬浮模块2和防滚解耦机构3组成的平行四边形发生菱变而不能保持矩形，从而使得电机方向与车体5基本平行而非跟随轨道。仿真数据显示，电机与轨道的偏航角甚至达到6.5°，这将对过弯道时的电机推力产生不利影响，因此影响直线电机的牵引能力的发挥，使直线电机的使用效率降低，进而降低了磁浮车总体牵引能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、安装维护方便、牵引效率高、过弯能力强的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，包括牵引直线电机和一对悬浮模块，所述牵引直线电机平行设置于一对悬浮模块之间，所述牵引直线电机两侧均设有至少两组防滚解耦机构，所述防滚解耦机构沿牵引直线电机纵向布置，所述防滚解耦机构包括两片相对布置的防滚梁和一根防滚拉杆，所述防滚梁两端分别铰接于牵引直线电机和悬浮模块上，所述防滚拉杆的一端铰接于两片防滚梁之间，另一端铰接于牵引直线电机上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述防滚梁与悬浮模块通过两个球铰轴承铰接，所述防滚梁与牵引直线电机通过弹性球铰轴承铰接，所述防滚拉杆通过球铰轴承分别与防滚梁、牵引直线电机铰接。

各组所述防滚解耦机构于牵引直线电机两侧对称设置。

所述牵引直线电机上装设有用于连接车体的牵引组件，所述牵引组件包括牵引杆和电机牵引座，所述牵引杆一端通过球铰轴承与牵引直线电机连接，另一端通过球铰轴承与电机牵引座连接，所述电机牵引座顶部设有用于与车体固定连接的紧固连接板。

所述紧固连接板通过螺栓固定连接于所述车体上。

一种磁悬浮列车，包括多件车体和多件上述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，所述车体装设于所述悬浮架上。

作为上述技术方案的进一步改进：

相邻两件悬浮架的牵引杆连接于共用的电机牵引座上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，防滚解耦机构两端均为铰接连接结构，防滚解耦机构的防滚梁、防滚拉杆与牵引直线电机一起构成一个三角形机构，从而显著提高了本发明的悬浮架的防侧滚性能，有效保证悬浮架产生侧滚时悬浮模块与Ｆ形轨道间的最小间隙值，防止悬浮模块碰撞轨道。当磁浮车辆通过曲线轨道时，由于防滚解耦机构两端均为铰接连接结构，牵引直线电机可将转向偏移趋势转化为同步偏转，使磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机与悬浮模块趋于平行，从而达到减小牵引直线电机与轨道之间偏航角的目的，有利于磁浮车辆通过曲线轨道时的推力控制，并使磁浮车辆能够适应更宽半径范围的弯道，特别是增强了磁浮车辆通过小半径弯道的能力；至少两组防滚解耦机构为牵引直线电机提供了更可靠的动态辅助支撑，为实现磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机与悬浮模块趋于平行提供基础；

（2）牵引直线电机吊装在悬浮架中部，驻车滑橇可以落在Ｆ形轨道的上表面，本发明的悬浮架显著降低了电机尺寸的限制以及落车时悬浮模块的侧滚力矩，有利于牵引直线电机通过增大电机尺寸或提高电流来提高牵引功率，减小牵引直线电机气隙设计值，提高牵引效率。

附图说明

图1是现有牵引直线电机中置的磁悬浮列车在过弯时的空间排布示意图。

图2是本发明的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架的结构示意图。

图3是本发明的牵引直线电机中置的磁悬浮列车在过弯时的空间排布示意图。

图中各标号表示：

1、牵引直线电机；2、悬浮模块；3、防滚解耦机构；31、防滚梁；32、防滚拉杆；4、牵引组件；41、牵引杆；42、电机牵引座；421、紧固连接板；5、车体；6、主臂；7、横梁；8、Ｆ形轨道。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图2示出了本发明的一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架的实施例，包括牵引直线电机1和一对悬浮模块2，此牵引直线电机1平行设置于一对悬浮模块2之间，牵引直线电机1两侧均设有至少两组防滚解耦机构3，防滚解耦机构3沿牵引直线电机1纵向布置，防滚解耦机构3包括两片相对布置的防滚梁31和一根防滚拉杆32，防滚梁31两端分别铰接于牵引直线电机1和悬浮模块2上，防滚拉杆32的一端铰接于两片防滚梁31之间，另一端铰接于牵引直线电机1上。本发明的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，防滚解耦机构3两端均为铰接连接结构，防滚解耦机构3的防滚梁31、防滚拉杆32与牵引直线电机1一起构成一个三角形机构，从而显著提高了本发明的悬浮架的防侧滚性能，有效保证悬浮架产生侧滚时悬浮模块2与Ｆ形轨道8间的最小间隙值，防止悬浮模块2碰撞轨道。当磁悬浮车辆通过曲线轨道时，牵引直线电机1可将转向偏移趋势转化为同步偏转，使磁悬浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机1与悬浮模块2趋于平行，从而达到减小牵引直线电机1与轨道之间偏航角的目的，有利于磁悬浮车辆通过曲线轨道时的推力控制，并使磁浮车辆能够适应更宽半径范围的弯道，特别是增强了磁浮车辆通过小半径弯道的能力；至少两组防滚解耦机构3为牵引直线电机1提供了更可靠的动态辅助支撑，为实现磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机1与悬浮模块2趋于平行提供基础。同时，牵引直线电机1吊装在悬浮架中部，驻车滑橇可以落在Ｆ形轨道8的上表面，能显著降低牵引直线电机1尺寸的限制以及落车时悬浮模块2的侧滚力矩，有利于牵引直线电机1通过增大电机尺寸或提高电流来提高牵引功率，减小牵引直线电机1气隙设计值，提高牵引效率。

本实施例中，防滚梁31与悬浮模块2通过两个球铰轴承铰接，防滚梁31与牵引直线电机1通过弹性球铰轴承铰接。本实施例中，牵引直线电机1上设有拉杆支座，防滚梁31通过弹性球铰轴承铰接于拉杆支座上。当然，在其他实施例中，防滚梁31与悬浮模块2、牵引直线电机1之间也可以有其他的铰接形式。

各组防滚解耦机构3于牵引直线电机1两侧对称设置，此结构能更好的保证牵引直线电机1将转向偏移趋势转化为同步偏转，使磁悬浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机1与悬浮模块2趋于平行，从而达到更好的减小牵引直线电机1与轨道之间偏航角的目的。本实施例中，防滚解耦机构3为四个，两两对称设置于牵引直线电机1两侧。本实施例中，牵引直线电机1上装设有用于连接车体5的牵引组件4，牵引直线电机1提供的牵引力通过牵引组件4传递到车体5上，牵引组件4包括牵引杆41和电机牵引座42，牵引杆41一端通过球铰轴承与牵引直线电机1连接，另一端通过球铰轴承与电机牵引座42连接，电机牵引座42顶部设有用于与车体5固定连接的紧固连接板421。本实施例中，紧固连接板421通过螺栓固定连接于车体5上。

图3示出了本发明的一种磁悬浮列车的实施例，包括多件车体5和多件上述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，车体5装设于悬浮架上。本发明的磁悬浮列车，其结构简单，安装维护方便，可适应现有轨道线路和车辆二次系结构，便于多个悬浮架灵活组建各种形式的磁悬浮列车，对目前工程实施特别有利。

本实施例中，相邻两件悬浮架的牵引杆41连接于共用的电机牵引座42上。当然，在其他实施例中，各悬浮架的牵引杆41也可分别连接一件电机牵引座42。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，包括牵引直线电机（1）和一对悬浮模块（2），所述牵引直线电机（1）平行设置于一对悬浮模块（2）之间，所述牵引直线电机（1）两侧均设有至少两组防滚解耦机构（3），所述防滚解耦机构（3）沿牵引直线电机（1）纵向布置，其特征在于：所述防滚解耦机构（3）包括两片相对布置的防滚梁（31）和一根防滚拉杆（32），所述防滚梁（31）两端分别铰接于牵引直线电机（1）和悬浮模块（2）上，所述防滚拉杆（32）的一端铰接于两片防滚梁（31）之间，另一端铰接于牵引直线电机（1）上。

2.根据权利要求1所述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述防滚梁（31）与悬浮模块（2）通过两个球铰轴承铰接，所述防滚梁（31）与牵引直线电机（1）通过弹性球铰轴承铰接，所述防滚拉杆（32）通过球铰轴承分别与防滚梁（31）、牵引直线电机（1）铰接。

3.根据权利要求1所述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：各组所述防滚解耦机构（3）于牵引直线电机（1）两侧对称设置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述牵引直线电机（1）上装设有用于连接车体（5）的牵引组件（4），所述牵引组件（4）包括牵引杆（41）和电机牵引座（42），所述牵引杆（41）一端通过球铰轴承与牵引直线电机（1）连接，另一端通过球铰轴承与电机牵引座（42）连接，所述电机牵引座（42）顶部设有用于与车体（5）固定连接的紧固连接板（421）。

5.根据权利要求4所述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述紧固连接板（421）通过螺栓固定连接于所述车体（5）上。

6.一种磁悬浮列车，其特征在于：包括多件车体（5）和多件如权利要求1至5中任一项所述的无构架式牵引直线电机中置的悬浮架，所述车体（5）装设于所述悬浮架上。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮列车，其特征在于：相邻两件悬浮架的牵引杆（41）连接于共用的电机牵引座（42）上。