CN109436004A - 电机直驱车轴的转向架及具有该转向架的轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
一种电机直驱车轴的转向架，轮对轴箱装置中电机转子直接安装在车轴上，车轴两端安装圆锥轴承，装配后车轴两端均为浮动端，车轴一端的轴承密封件上安装有旋转变压器，旋转变压器通过数据线缆连接车上的牵引逆变器；轴箱体和构架间设置变刚度轴箱节点，芯轴表面缠绕油液管道，主簧、辅助簧均与芯轴压装在一起，辅助簧压装在主簧的两端，主簧和辅助簧外围压装有外套，以芯轴为对称轴，在外套和主簧之间设两个油腔，两个油腔分别与对应的油液管道的两端口相通。本发明结构简单故障率低，更精准的找到电机转子的位置，更精准的控制电机，使电机的转数以及输出扭矩更稳定，适应直线线路和曲线线路的不同要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆转向架，尤其是涉及一种牵引电机输出直接传递给车轴的转向架。
背景技术
目前，国内外的直驱转向架，其电机两端通过普通轴承及过渡轴套与车轴连接，仅通过调节定子的励磁电流来调节磁场，从而实现对电机的调速，存在检测电机转子位置不够精确、电机启动时易抖动、输出功率不平稳等缺点。同时，其电机两端的轴承一端为定位端，另一端为浮动端，目的是为了释放定子和转子的横向移动，从而减少转子与定子之间的应力。但是定位端还是会限制转子和定子的横向移动，应力仍然存在，能耗较大，使用寿命裕量低。另外，转臂式轴箱定位方式的轴箱节点是由橡胶和金属硫化而成的金属橡胶件，结构可以分为金属外套、橡胶、金属芯轴。可以承受轴向和径向载荷，并起到减振和阻尼作用。但是轴箱节点刚度不能随变频率的载荷作用而明显变化，不能更好的匹配转向架启动、制动、通过直线、曲线的交替工况。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单的直驱转向架，以快速释放定子与转子的横向位移，消除应力，同时提高轨道车辆高稳定性和曲线通过性能，适应直线线路和曲线线路的不同要求。
为实现上述发明目的，本发明提供一种电机直驱车轴的转向架，包括构架、轮对轴箱装置、基础制动装置、中央牵引装置、一系悬挂装置、二系悬挂装置，其特征在于：轮对轴箱装置中电机转子直接安装在车轴上，车轴两端安装圆锥轴承，装配后车轴两端均为浮动端，车轴一端的轴承密封件上安装有旋转变压器，旋转变压器的转子与车轴同步转动，旋转变压器的定子与电机定子相对固定，旋转变压器通过数据线缆连接车上的牵引逆变器；轴箱体和构架间设置变刚度轴箱节点，轴箱节点包括外套、主簧、辅助簧、芯轴，芯轴表面缠绕油液管道，主簧、辅助簧均与芯轴压装在一起，辅助簧压装在主簧的两端，主簧和辅助簧外围压装有外套，以芯轴为对称轴，在外套和主簧之间设两个油腔，两个油腔分别与对应的油液管道的两端口相通。
所述的旋转变压器的定子装配于轴承密封盖上，旋转变压器的转子通过轴承挡圈定位槽定位安装于轴承挡圈上。
所述的旋转变压器的转子上设有凸键，外挡圈上开有键槽，旋转变压器的转子的凸键与外挡圈的键槽通过间隙配合。
所述的电机定子和端盖之间安装有调整垫，用于调整圆锥轴承的游隙，以保证圆锥轴承的寿命。
所述的主簧金属件内圆周开有半圆螺旋槽，芯轴外圆周与主簧金属件内圆周上半圆螺旋槽相对应也开有半圆螺旋槽，油液管道置于两个半圆螺旋槽接合构成的螺旋腔内。
所述油腔左侧横截面由上到下为大-小-大-小顺序变化，右侧油腔横截面从上到下为小-大-小-大顺序变化以适应不同线路要求的阻尼力的大小。
一种轨道车辆，包括转向架，其特征在于：转向架为上述任意一项所述的转向架。
本发明的轮对轴箱装置中电机转子直接装配到车轴上，结构简单故障率低，无齿轮箱工作产生的噪音，效率高，提高能量利用率，车轴上装有旋转变压器，旋转变压器为牵引逆变器提供波形，从而更精准的找到电机转子的位置，更精准的控制电机，使电机的转数以及输出扭矩更稳定；在轴箱体与构架间布置变刚度轴箱节点，提高了车辆通过弯道的临界速度，适应直线线路和曲线线路的不同要求。
附图说明
图1 转向架的结构主视图；
图2转向架的结构左视图；
图3转向架的结构俯视图；
图4轮对组成装置的结构图；
图5是图4的详细图I；
图6是图4的详细图II；
图7变刚度节点结构图；
图8是图7的纵向剖视图。
具体实施方式
参照图1-图3，本发明具体实施方式包括构架1、轮对组成装置2、轴箱定位装置3、一系悬挂装置4、二系悬挂装置5、基础制动装置6、中央牵引装置7、轮缘润滑装置8以及定位拉杆9。
构架1为H型结构，主要由横梁1-1，侧梁1-2组焊而成，构架1上设有各种设备的安装接口位置。
一系悬挂装置4包含螺旋刚弹簧4-1、垂向油压减振器4-2，用以连接构架1和轴箱定位装置3，起到衰减轮轨间的振动传递到构架的作用。
二系悬挂装置5包含空隙弹簧5-1、抗侧滚扭杆5-2、高度调整阀5-3，既有衰减构架的振动传递到车体的作用、又能提高车辆的平稳性、舒适性。
用轮盘式制动装置6以提供更大的制动力且最少的轮轨的磨耗。
通过中央牵引装置7牵引车体，横向油压减振器7-1连接中心销7-2与构架1，从而衰减车体的横向振动。
轮缘润滑装置8用以辅助最大限度地减少轮轨磨耗。
参照图4-图6，轮对组成装置及定位拉杆支撑于构架，轮对组成装置由电机转子2-1刚性的装配于车轴2-2上，以保证电机输出的力矩能直接传递给车轴。用内单圈2-3和外挡圈2-4压紧圆锥型电机轴承2-5，以保证电机轴承能在横向上相对定位电机定子2-7以及径向上的承载。电机定子2-7连接于端盖2-6，并通过端盖2-6将载荷传递给电机轴承2-5。可以通过调整垫2-8调整电机轴承2-5的游隙，以保证轴承的正常工作。密封前盖2-9和密封后盖2-10以及端盖2-6为轴承提供了运行的密封空间。通过O型圈2-11密封电机腔，用密封片2-12更好地密封轴承的运行空间。旋转变压器2-13的定子2-13-1通过车轴2-1上的定位槽定位安装于密封盖2-9上，旋转变压器2-13的转子2-13-2通过其上凸键槽装配于外挡圈2-4，外挡圈上设有定位键槽，旋转变压器的转子的凸键和外挡圈定位键槽通过小间隙配合，与外挡圈2-4同步旋转，也就能与车轴同步转、停，通过数据线缆2-13-3，将波形传输给牵引逆变器，进而协助更精准的控制电机的转数、扭矩。牵引逆变器不装配在本轮对组成中，装配于车体或其他位置。将车轮2-14与车轴2-1刚性装配，以保证车轮2-14随车轴2-1同步转动。
参照图7-图8，车轮外侧的车轴两端设有轴箱定位装置，用变刚度轴箱节点3-1定位在轴箱体3-2与构架1，以提高车辆通过弯道的临界速度。变刚度轴箱节点包括外套3-1-1、主簧、辅助簧、芯轴3-1-6，主簧由橡胶3-1-2和金属件3-1-7两部分硫化成一体，主簧金属件内圆周开有半圆螺旋槽，主簧的两端压装有辅助簧，辅助簧也是与主簧相对应的由橡胶3-1-3和金属件3-1-8两部分硫化成一体，芯轴外圆周与主簧金属件内圆周上半圆螺旋槽相对应也开有半圆螺旋槽，主簧的金属件部分与芯轴压装在一起，两个半圆螺旋槽接合构成螺旋腔，油液管道3-1-4置于螺旋腔内，主簧和辅助簧外围压装有外套，以芯轴为对称轴，在外套和主簧之间设两个油腔3-1-5，两个油腔分别与对应的油液管道的两端口相通。油腔在不同位置大小形状各有不同，左侧油腔横截面由上到下为大-小-大-小顺序变化，右侧油腔横截面从上到下为小-大-小-大顺序变化，以适应不同线路要求的阻尼力的大小。
当车辆在直线线路上运行处于高频时，变刚度转臂节点承受较大的纵向力，位于纵向的油腔在纵向力的作用下产生压缩变形，从而压迫油腔内的液体，使油腔内的液体从一个腔室沿着油液管道流向另一个腔室，液体在管道中流动，便产生阻尼力，继而产生动刚度，该动刚度是液体阻尼产生刚度与主簧橡胶部分的橡胶刚度的叠加；当车辆在曲线线路上运行处于低频时，变刚度转臂节点承受较小的纵向力，油腔受到的压缩变形很小，油液流动速度十分缓慢，油液阻尼产生的动刚度与主簧橡胶部分刚度相比很小，整个变刚度转臂节点的刚度近似等于主簧橡胶部分的刚度，即静刚度。针对不同的线路条件，变刚度转臂节点可以提供适应对应线路的纵向刚度值，以满足轨道车辆高速运行稳定性和曲线通过性能的动力学需求。
安装本发明转向架的轨道车辆，故障率低，无齿轮箱工作产生的噪音，效率高，提高能量利用率，能够更精准的控制电机，使电机的转数以及输出扭矩更稳定；变刚度轴箱节点提高了车辆通过弯道的临界速度，适应直线线路和曲线线路的不同要求。
Claims (7)
1.一种电机直驱车轴的转向架，包括构架、轮对轴箱装置、基础制动装置、中央牵引装置、一系悬挂装置、二系悬挂装置，其特征在于：轮对轴箱装置中电机转子直接安装在车轴上，车轴两端安装圆锥轴承，装配后车轴两端均为浮动端，车轴一端的轴承密封件上安装有旋转变压器，旋转变压器的转子与车轴同步转动，旋转变压器的定子与电机定子相对固定，旋转变压器通过数据线缆连接车上的牵引逆变器；轴箱体和构架间设置变刚度轴箱节点，轴箱节点包括外套、主簧、辅助簧、芯轴，芯轴表面缠绕油液管道，主簧、辅助簧均与芯轴压装在一起，辅助簧压装在主簧的两端，主簧和辅助簧外围压装有外套，以芯轴为对称轴，在外套和主簧之间设两个油腔，两个油腔分别与对应的油液管道的两端口相通。
2.根据权利要求1所述的电机直驱车轴的转向架，其特征在于：所述的旋转变压器的定子装配于轴承密封盖上，旋转变压器的转子通过轴承挡圈定位槽定位安装于轴承挡圈上。
3.根据权利要求1所述的电机直驱车轴的转向架，其特征在于：所述的旋转变压器的转子上设有凸键，外挡圈上开有键槽，旋转变压器的转子的凸键与外挡圈的键槽通过间隙配合。
4.根据权利要求1所述的电机直驱车轴的转向架，其特征在于：所述的电机定子和端盖之间安装有调整垫，用于调整圆锥轴承的游隙。
5.根据权利要求1所述的电机直驱车轴的转向架，其特征在于：所述的主簧金属件内圆周开有半圆螺旋槽，芯轴外圆周与主簧金属件内圆周上半圆螺旋槽相对应也开有半圆螺旋槽，油液管道置于两个半圆螺旋槽接合构成的螺旋腔内。
6.根据权利要求1所述的电机直驱车轴的转向架，其特征在于：所述油腔左侧横截面由上到下为大-小-大-小顺序变化，右侧油腔横截面从上到下为小-大-小-大顺序变化以适应不同线路要求的阻尼力的大小。
7.一种轨道车辆，包括转向架，其特征在于：转向架为权利要求1-6任意一项所述的转向架。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111994111A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-27 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 转向架及轨道车辆 |
| CN115195800A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-10-18 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 主动径向转向架及轨道车辆 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1508632A (en) * | 1976-01-29 | 1978-04-26 | British Railways Board | Suspension arrangements for railway vehicles |
| US5489086A (en) * | 1993-09-03 | 1996-02-06 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Cylindrical elastic mount containing highly viscous fluid and having fluid injecting inlet |
| EP1457707A1 (de) * | 2003-03-10 | 2004-09-15 | Carl Freudenberg KG | Buchse für ein Lager zur elastischen Verbindung von Teilen eines Laufwerks |
| CN101190684A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 南车四方机车车辆股份有限公司 | 单电机驱动转向架 |
| US20110188790A1 (en) * | 2008-07-18 | 2011-08-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydraulically Damping Bushing Bearing |
| CN103066733A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-24 | 安徽巨一自动化装备有限公司 | 电动汽车驱动电机旋转变压器定位机构 |
| CN105197021A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-30 | 南车南京浦镇车辆有限公司 | 电机抱轴安装式永磁直驱转向架 |
| CN106515750A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-03-22 | 中车南京浦镇车辆有限公司 | 永磁直驱地铁列车 |
| CN106800029A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-06 | 中车长江车辆有限公司 | 货车转向架轴箱定位装置 |
| CN108150588A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种轨道交通用液压衬套 |
| CN108429422A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-08-21 | 包头天工电机有限公司 | 轮毂永磁同步电机 |
| CN209454757U (zh) * | 2018-11-13 | 2019-10-01 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 电机直驱车轴的转向架及具有该转向架的轨道车辆 |
-
2018
- 2018-11-13 CN CN201811344544.4A patent/CN109436004A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1508632A (en) * | 1976-01-29 | 1978-04-26 | British Railways Board | Suspension arrangements for railway vehicles |
| US5489086A (en) * | 1993-09-03 | 1996-02-06 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Cylindrical elastic mount containing highly viscous fluid and having fluid injecting inlet |
| EP1457707A1 (de) * | 2003-03-10 | 2004-09-15 | Carl Freudenberg KG | Buchse für ein Lager zur elastischen Verbindung von Teilen eines Laufwerks |
| CN101190684A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 南车四方机车车辆股份有限公司 | 单电机驱动转向架 |
| US20110188790A1 (en) * | 2008-07-18 | 2011-08-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydraulically Damping Bushing Bearing |
| CN103066733A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-24 | 安徽巨一自动化装备有限公司 | 电动汽车驱动电机旋转变压器定位机构 |
| CN105197021A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-30 | 南车南京浦镇车辆有限公司 | 电机抱轴安装式永磁直驱转向架 |
| CN106515750A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-03-22 | 中车南京浦镇车辆有限公司 | 永磁直驱地铁列车 |
| CN108150588A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种轨道交通用液压衬套 |
| CN106800029A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-06 | 中车长江车辆有限公司 | 货车转向架轴箱定位装置 |
| CN108429422A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-08-21 | 包头天工电机有限公司 | 轮毂永磁同步电机 |
| CN209454757U (zh) * | 2018-11-13 | 2019-10-01 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 电机直驱车轴的转向架及具有该转向架的轨道车辆 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111994111A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-27 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 转向架及轨道车辆 |
| CN115195800A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-10-18 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 主动径向转向架及轨道车辆 |
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