CN107244331A - 一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置 - Google Patents

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陈志辉
蔡成标
廖贞
吕凯凯
王开云
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Abstract

本发明公开了一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，设置在轨道车辆转向架构架与车体(或摇枕)之间，用于传递车体(或摇枕)与构架间的三向载荷以及衰减车辆系统的振动。该装置包括永磁弹簧和锥形橡胶堆。本发明永磁弹簧上端垂直串联锥形橡胶堆结构，使系统获得所需的纵向、横向以及垂向刚度。其中纵向及横向刚度主要由锥形橡胶堆提供，垂向刚度则主要由永磁弹簧提供。永磁弹簧具体的磁路设计可以提供隔振性能优良的非线性垂向刚度。本发明装置占空间尺寸小、隔振效果好，可充分满足传统轨道交通形式，也可满足新制式轨道交通形式车辆对二系悬挂装置的要求。

Description

一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆车体与转向架连接的二系悬挂装置，具体地说，涉及一种包含锥形橡胶堆与永磁弹簧的组合式二系弹性悬挂减振装置。
背景技术
目前，在轨道交通领域，车体与转向架之间的二系悬挂装置通常采用空气弹簧，其具有刚度低、隔振效果好和非线性强等特点。但空气弹簧主要采用橡胶材料，且内部填充密封气体，因此结构复杂，需定期检查维护，从而导致维修成本较大。此外，空气弹簧占用空间过大，不适用于安装在空间尺寸受限的车体(或摇枕)与转向架之间。同时，新制式轨道交通形式的快速发展对转向架二系悬挂装置的设计提出了更高的要求。例如，悬挂式单轨车辆的转向架行走于狭窄的箱型轨道梁内部，安装于箱型轨道梁内部的二系悬挂装置的性能不仅直接影响到车辆的运行安全性及舒适性，其尺寸的大小也直接关系到箱型轨道梁的设计尺寸，进而影响整个交通形式的建设成本。
鉴于上述情况，有必要设计一种既能满足空间尺寸安装要求，又能保障车辆安全平稳运行的新型二系悬挂装置。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种空间尺寸小、隔振效果好的组合式二系悬挂减振装置。
本发明的目的是通过如下的手段实现的：
一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，设置在轨道车辆转向架构架与车体(或摇枕)之间，用于传递车体(或摇枕)与构架间的三向载荷并衰减车辆系统的振动：包括永磁弹簧1和锥形橡胶堆2；所述永磁弹簧上端串联锥形橡胶堆，所述永磁弹簧由支撑轴11、置于筒体12内的上永磁悬浮块13和下永磁悬浮块14构成；上永磁悬浮块和下永磁悬浮块同极相对设置，下磁浮悬块固定在筒体内部底端；固联在上永磁悬浮块13的支撑轴11穿过筒体12套置在锥形橡胶堆2的芯轴21内；所述锥形橡胶堆由刚性的芯轴21、内隔板23、外隔板24、外套25和橡胶22硫化形成；所述锥形橡胶堆通过芯轴21下端法兰由螺栓3固定于永磁弹簧上端支撑轴顶部锥形台阶上。
采用本发明永磁弹簧上端垂直串联锥形橡胶堆的结构，系统获得所需的纵向、横向以及垂向刚度。其中纵向及横向刚度主要由锥形橡胶堆提供，垂向刚度则主要由永磁弹簧提供。永磁弹簧具体的磁路设计可以提供隔振性能优良的非线性垂向刚度。本发明装置占空间尺寸小、隔振效果好，可充分满足传统轨道交通形式，也可满足新制式轨道交通形式车辆对二系悬挂装置的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
附图中各个标记所对应的名称分别为：永磁弹簧1、支撑轴11、筒体12、上永磁悬浮块13、下永磁悬浮块14；锥形橡胶堆2、芯轴21、内隔板23、外隔板24、外套25和橡胶22。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，设置在转向架构架与车体(或摇枕)之间，包括永磁弹簧1和锥形橡胶堆2。所述永磁弹簧上端串联锥形橡胶堆，所述永磁弹簧由支撑轴11、筒体12、上永磁悬浮块13、下永磁悬浮块14组成，所述锥形橡胶堆由芯轴21、内隔板23、外隔板24、外套25和橡胶22硫化形成，所述锥形橡胶堆通过螺栓3固定于永磁弹簧上端。
所述支撑轴顶部为锥形台阶轴，中部为“盘状”凸起结构，底部为圆轴，所述锥形橡胶堆芯轴沿轴向的台阶内孔大小与永磁弹簧支撑轴顶部台阶轴相同；所述支撑轴盘状凸起结构沿外圆周方向上均匀间隔分布多个螺栓孔，所述述芯轴底部的盘状凸起对应螺栓孔分布数量相同的通孔；所述支撑轴下端圆轴穿过筒体上端的孔固定在上永磁悬浮块上，上永磁浮悬块套置在筒体内，可沿筒体轴向移动，且上永磁浮悬块上开设两个小通气孔13-1，以平衡上下空腔内的气压，从而保证支撑轴可上下平缓移动；所示下磁浮悬块固定在筒体内部底端；所述上永磁悬浮块和下永磁悬浮块同极相对设置；
以上所述的组合式二系弹性悬挂减振装置，设置在转向架构架与车体(或摇枕)之间，上端通过锥形橡胶堆顶部与车体底架或摇枕连接，底端通过永磁弹簧筒体固定于转向架构架上。锥形橡胶堆和永磁弹簧通过周向均匀分布的螺栓固定，防止锥形橡胶堆和永磁弹簧之间的相对运动。永磁弹簧仅具有垂向刚度，锥形橡胶堆则具有三向刚度。因此，二系悬挂装置的纵向和横向刚度由锥形橡胶堆提供，以起到弹性约束转向架构架与车体(或摇枕)在该方向上相对运动的作用；垂向刚度由锥形橡胶堆与永磁弹簧串联提供，而锥形橡胶堆的垂向刚度远大于永磁弹簧的垂向刚度，则该装置垂向刚度取决于永磁弹簧的垂向刚度。上、下永磁弹簧的弹性介质是磁场，通过两个永磁铁的磁感现象及两磁极同极相对产生的斥力以达到悬浮，两磁极同极间的斥力随着两磁极间距离的变化而变化，其良好的非线性刚度特性可在车辆运行时起到良好的隔振效果。对于特定的车辆结构形式和质量参数，其具体的非线性刚度特性可通过详尽的磁极设计来实现。
当车辆处于静止状态时，组合式悬挂减振装置的垂向刚度在保证车辆限界要求下可支撑起车体质量；当车辆处于运动状态时，本发明可以提供系统所需的三向弹性刚度，以保证车辆具有良好的运行安全性及舒适性。

Claims (3)

1.一种锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，设置在轨道车辆转向架构架与车体之间，用于传递车体与构架间的三向载荷并衰减车辆系统的振动，其特征在于，包括永磁弹簧(1)和锥形橡胶堆(2)；所述永磁弹簧上端串联锥形橡胶堆，所述永磁弹簧由支撑轴(11)、置于筒体(12)内的上永磁悬浮块(13)和下永磁悬浮块(14)构成；上永磁悬浮块和下永磁悬浮块同极相对设置，下磁浮悬块固定在筒体内部底端；固联在上永磁悬浮块(13)的支撑轴(11)穿过筒体(12)套置在锥形橡胶堆(2)的芯轴(21)内；所述锥形橡胶堆由刚性的芯轴(21)、内隔板(23)、外隔板(24)、外套(25)和橡胶(22)硫化形成；所述锥形橡胶堆通过芯轴(21)下端法兰由螺栓(3)固定于永磁弹簧上端支撑轴顶部锥形台阶上。
2.根据权利要求1所述的锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，其特征在于，所述支撑轴下端圆轴穿过筒体上端的孔固定在上永磁悬浮块上，上永磁浮悬块套置在筒体内，可沿筒体轴向移动，且上永磁浮悬块上开设小通气孔(13-1)。
3.根据权利要求1所述的锥形橡胶堆与永磁弹簧组合的二系弹性悬挂减振装置，其特征在于，所述组合式弹性悬挂减振装置上端通过锥形橡胶堆与车体或摇枕连接，下端通过永磁弹簧筒体固定在转向架构架上。
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