CN110304092B - 一种磁悬浮转向架及列车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁悬浮转向架，转向架包括位于上部的上构架、位于下部的两个下构架、悬浮装置和轨道感应装置，上构架与下构架之间通过连接装置铰动连接，下构架的两侧底部分别安装有悬浮装置，下构架的中部底面上安装有轨道感应装置。本发明集成了磁悬浮车辆悬浮驱动和导向的基本功能，通过采用轴承铰接结构连接上构架和下构架，无须专门设置单独的转向机构，在具有多种功能的同时简化了结构；易于采用轻量化的材料制造，因此能偶有效减轻超导磁悬浮车辆走行机构的重量，低温液体灌装系统通常布置在车下地面上，利于走行机构及转向架中安装较多数量的低温盛装容器以盛装更多的低温液体，以实现更大的悬浮力。本发明还涉及一种磁悬浮列车。

Description

一种磁悬浮转向架及列车

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种磁悬浮转向架及列车。

背景技术

目前，磁悬浮列车按照悬浮方式不同可以分成常导磁吸式(EMS)和超导磁斥式(EDS)。常导磁吸式利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁，在磁场作用下产生的吸引力使车辆浮起。超导磁斥式是在车辆底部安装超导磁体(放在液氮或液氦存储容器中)，在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。列车运行时，给车上线圈(超导磁体通电流)，产生强磁场，地上线圈(铝环)与之相切与车辆上超导磁体的磁场方向相反，两个磁场产生排斥力。当排斥力大于车辆重量时，车辆即被悬浮起来。因此，超导磁斥式是利用置于车辆上的超导磁体与铺设在轨道上的无源线圈之间的相对运动来产生悬浮力。

无论哪种悬浮方式，对于磁悬浮车辆的三大主要系统——悬浮系统、驱动系统和导向系统一般均设置在车下的走行机构中。因此，设计合理的走行机构，对于实现磁悬浮列车悬浮、驱动和导向的基本功能，保证安全性和舒适性起到关键作用。

目前，对于常导磁悬浮列车来讲，已经形成了比较成熟统一的走行机构形式，即一个走行机构单元多由“左右两个悬浮模块+2对防侧滚梁”或“左右两个悬浮模块+中置牵引电机+2对防侧滚梁”的基本机构组成，并辅助以二次悬挂系和迫导向机构。但是对于超导磁悬浮列车来讲，由于其悬浮原理与常导磁悬浮列车不同，需要悬挂多个盛装低温冷却液的装置，增加了走行机构的重量，从轻量化和提高悬浮效率的角度，考虑应尽量简化结构，集成悬浮、驱动和导向三大功能，研发针对超导磁悬浮车辆的走行机构。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种磁悬浮转向架，以解决的现有技术中的至少一种技术问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种磁悬浮转向架，所述转向架包括位于上部的上构架、位于下部的两个下构架、悬浮装置和轨道感应装置，所述上构架与下构架之间通过连接装置铰动连接，所述下构架的两侧底部分别安装有悬浮装置，所述下构架的中部底面上安装有轨道感应装置。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

优选的，两个所述下构架并列设置，所述上构架的前端和后端分别通过连接装置安装在相对应的下构架上。

优选的，所述上构架的中部开设安装孔槽，所述安装孔槽能够安装牵引机构，所述牵引机构用于连接磁悬浮车体和转向架；所述上构架的两侧分别向外延伸构成安装部，所述安装部上设有空气弹簧安装座。

优选的，所述上构架两端分别设置有转向止挡，所述下构架对应转向止挡的位置设有转向止挡座，所述转向止挡座用于限制转向止挡的横向位移。

优选的，所述下构架包括横梁和对称设置在横梁两侧的两个侧梁，所述侧梁的底部设有悬浮装置，所述横梁中部的底面上设有轨道感应装置。

优选的，所述横梁的两侧的底部分别设有导向装置，所述导向装置包括横向设置的导向轮和轮架，所述导向轮通过导向轮架安装在横梁上，所述导向轮与轨道内壁相贴合。

优选的，所述横梁的两侧的底部分别设有支撑装置，所述支撑装置与轨道顶面相对应，所述支撑装置在转向架处于非悬浮状态时用于支撑转向架。

优选的，连接装置设置在横梁的中部，所述横梁上位于连接装置的两侧分别设有磨耗板，所述上构架的底面与磨耗板相对应的位置设有接触旁承组，所述接触旁承组用于支撑上构架。

优选的，所述接触旁承组包括转向摩擦块和摩擦块安装座，所述摩擦块安装座安装在上构架上，所述转向摩擦块安装在摩擦块安装座上。

优选的，所述连接装置为轴承铰接装置，所述轴承铰接装置包括轴承组、主轴和轴挡板，所述主轴竖直设置，所述主轴的顶部设有轴承组，所述主轴的底部安装在下构架上；所述上构架底部对应轴承铰接装置的位置设有用于安装轴承组的轴承组安装孔，所述轴挡板套设在主轴上，所述轴挡板通过固定件安装在上构架上。

优选的，所述悬浮装置包括盛装容器、低温冷却液体和超导块，所述低温物质盛装容器内设有低温冷却液体和超导块；所述盛装容器安装在下构架的两侧的底面上。

优选的，所述上构架与下构架之间设有抗蛇形减振器。

优选的，所述上构架与下构架之间设有垂向减振装置和横向减振装置。

本发明与现有技术相比，还提供了一种磁悬浮列，以解决的现有技术中的至少一种技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种磁悬浮列车，所述列车包括多个车厢和所述的转向架，所述转向架安装在车厢的底部。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明的磁悬浮转向架集成了磁悬浮车辆悬浮驱动和导向的基本功能，通过采用轴承铰接结构连接上构架和下构架，无须专门设置单独的转向机构，在具有多种功能的同时简化了结构；由于组成部件较少，易于采用轻量化的材料制造，因此能偶有效减轻超导磁悬浮车辆走行机构的重量，低温液体灌装系统通常布置在车下地面上，利于走行机构及转向架中安装较多数量的低温盛装容器以盛装更多的低温液体，以实现更大的悬浮力。

与轨道感应装置牵引电机布置在车下轨道上，不仅减轻了走行机构的重量，而且易于扩大牵引电机功率的设计范围，以实现更高速度运行(500km/h以上)的磁悬浮车辆。

附图说明

图1为本申请实施例中转向架的比例图示；

图2为图1中I区域的局部放大图的比例图示；

图3为本申请的仰视图的比例图示；

图4为本申请的局部剖面图的比例图示；

图5为本申请中上构架的俯视图的比例图示；

图6为本申请中上构架的仰视图的比例图示；

图7为本申请中下构架的俯视图的比例图示；

图8为本申请中上构架的俯视图的比例图示；

图9为本申请中上构架与后方下构架的组装图的比例图示；

图10为本申请中侧梁的比例图示；

图11为连接装置的比例图示；

图12为本申请下构架安装在轨道上的比例图示。

本申请的附图参照实际转向架各结构的比例绘制，但不限于此比例。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、上构架；110、轴承组安装孔；120、安装孔槽；130、安装部；131、空气弹簧安装座；140、减重孔槽；150、转向止挡；160、牵引机构；170、垂向减振装置；180、横向减振装置；190、接触旁承组；191、转向摩擦块；192、摩擦块安装座；200、下构架；210、转向止挡座；211、挡板；220、横梁；221、搭接部；222、磨耗板；223、磨耗板安装座；230、侧梁；231、排障器；240、抗蛇形转向架；300、悬浮装置；400、轨道感应装置；500、连接装置；510、轴承组；520、主轴；600、空气弹簧；700、导向装置；710、导向轮；720、导向轮架；800、支撑装置；810、支撑轮；820、支撑轮架；830、垂向滑撬；840、滑撬支架；900、轨道；910、支撑顶面；920、悬浮顶面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至12所示，本发明一种磁悬浮转向架，所述转向架包括位于上部的上构架100、位于下部的两个下构架200、悬浮装置300和轨道感应装置400，所述上构架100与下构架200之间通过连接装置500铰动连接，所述下构架200的两侧底部分别安装有悬浮装置300，所述下构架200的中部底面上安装有轨道感应装置400。

本发明针对超导磁悬浮车辆车下悬挂大量低温冷却液容器，增加车下重量从而影响悬浮效率的问题，并结合超导磁悬浮车辆通过磁斥力产生悬浮力的原理特点，提出了一种双层铰接结构的磁悬浮转向架，该结构集成悬浮、驱动和导向基本功能，可以实现承载、转向、减振、着地停放和运行等辅助功能。

本发明的一些实施例中，两个所述下构架200并列设置，所述上构架100的前端和后端分别通过连接装置500安装在相对应的下构架200上。

所述连接装置500为轴承铰接装置，所述轴承铰接装置包括轴承组510、主轴520和轴挡板，所述主轴520竖直设置，所述主轴520的顶部设有轴承组510，具体的，主轴520的顶部与轴承组510内圈固定连接，所述主轴520的底部安装在下构架200上；所述上构架100底部对应轴承铰接装置的位置设有用于安装轴承组510的轴承组510安装孔，轴承组510的外圈固定在轴承组安装孔110内，所述轴挡板套设在主轴520上，所述轴挡板通过固定件安装在上构架100上。这里的固定件可以为螺栓、螺钉等固定件，本发明对此不做过多限制。

所述悬浮装置300为转向架提供了悬浮力，悬浮装置300包括盛装容器、低温冷却液体和超导块，所述低温物质盛装容器内设有低温冷却液体和超导块；所述盛装容器安装在下构架200的两侧的底面上。其中，所述盛装容器为杜瓦容器，通过利用杜瓦容器盛装低温冷却液体和超导块，以实现转向架与轨道900面之间产生磁斥力，保证车辆悬浮。

上构架100和下构架200之间设有垂向减振装置170和横向减振装置180设于，为上构架100和下构架200之间提供了垂向减振作用和横向减振作用。

具体的，垂向减振装置170可以选用垂向减振器、垂向液压减振器等装置，横向减振装置180可以选用横向减振器、横向液压减振器等装置，本发明对比不做过多限制。

所述上构架100的中部开设安装孔槽120，所述安装孔槽120能够安装牵引机构160，所述牵引机构160用于连接磁悬浮车体和转向架，具体的，在一些实施例中，安装孔槽120为方形，牵引机构160的一端安装在安装孔槽120的内壁上，另一端与车体底部相连接；所述上构架100的两侧分别向外延伸构成安装部130，所述安装部130上设有空气弹簧安装座131，将空气弹簧600安装在空气弹簧安装座131上，空气弹簧600与车体底面连接，可用于调整车辆的高度，并辅助减小垂向的振动。

一个磁悬浮车辆车下通常设置两个转向架，共4个空气弹簧600支撑车体；上构架100的前端和后端分别通过连接装置500安装在相对应的下构架200上，通过连接装置500与下构架200实现垂向连接和转向；

优选的，上构架100的结构可采用“目”字型梁结构，即在上构架100的安装孔槽120的前侧和后侧分别开设一个减重孔槽140，两个减重孔槽140可以减轻上构架100的重量，也为其他结构提供了更多的安装空间，减重孔槽140优选的形状为方形；“目”字型梁结构可通过金属型材、铸件、锻件和/或金属板材进行组焊，以及通过其他轻质材质铆接、螺栓连接而成，本发明在此不做过多限制。

为进一步限定上构架100的转向范围，上构架100的前后两端分别设置有转向止挡150，所述下构架200对应转向止挡150的位置设有转向止挡座210，所述转向止挡座210用于限制转向止挡150的横向位移。具体的，转向止挡150为向外延伸的突出部，转向止挡座210底部安装在下构架200上，转向止挡座210位于转向止挡150两侧分别设有挡板211，上构架100在转动过程中，转向止挡150随之左右转动，此时转向止挡座210两侧的挡板211限制了转向止挡150的转动范围，进一步保障了上构架100在运行过程的稳定性。

所述上构架100与下构架200之间设有抗蛇形减振器240，抗蛇形减振器240有效降低了上构架100和下构架200之间的抗蛇形运动，使列车在运行中更加稳定。

所述下构架200包括横梁220和对称设置在横梁220两侧的两个侧梁230，所述侧梁230的底部设有悬浮装置300，所述横梁220中部的底面上设有轨道感应装置400。具体的，侧梁230和横梁220组成下构架200的基本结构，侧梁230与横梁220连接成为一体，优选的，横梁220的两侧边向外延伸出搭接部221，搭接部221固定侧梁230上，进一步加强了侧梁230与横梁220的连接强度。可选的，搭接部221可设置多个，多个搭接部221间隔的设置在侧梁230上，这样有助于在加强连接强度的同时，减低材料的使用，减轻转向架的整体重量；

在一些具体实施例中，侧梁230的外侧面和上表面可安装低温液体灌装管路(未在图中标出)，这些管状管路有助于在安装或检修的时候对盛装容器内的低温冷却液体进行更换；侧梁230上设置有制动系统的安装接口(未在图中标出)；侧梁230的前端和/或后端的端面设置有排障器的安装接口(未在图中标出)。

本发明的一种具体实施例中，所述横梁220的两侧的底部分别设有导向装置700，所述导向装置700包括导向轮710和导向轮架720，所述导向轮710横向设置，导向轮710通过导向轮架720安装在横梁220上，所述导向轮710与轨道900内壁相贴合。下构架200两侧的导向轮710通过与轨道900内侧面相接触来实现转向架相对于轨道900横向的约束限位，实现对转向架的机械导向功能。

所述横梁220的两侧的底部分别设有支撑装置800，所述支撑装置800与轨道900顶面相对应，所述支撑装置800在转向架处于非悬浮状态时用于支撑转向架。

具体的，本发明的一种实施例中，所述横梁220的两侧的底部分别设有支撑装置800，所述支撑装置800包括支撑轮810和支撑轮架820，所述支撑轮810纵向设置，通过支撑轮架820安装在横梁220上；所述支撑轮810与轨道900的顶面相对应，当转向架处于悬浮状态时，支撑轮810与轨道900的顶面不接触；当转向架处于非悬浮状态时，支撑轮810与轨道900的顶面相接触，用于支撑转向架。这里需要说明的是，轨道900的顶面包括两部分，包括靠内侧的支撑顶面910和靠外侧的悬浮顶面920，支撑顶面910与支撑装置800相对应，悬浮顶面920与侧梁230的悬浮装置300相对应，悬浮顶面920的竖直高度大于支撑顶面910，当转向架处于非悬浮状态时，悬浮装置300与悬浮顶面920仍具有一定间距，这一间距的设置有效防止转向架在下落过程中，悬浮装置300与悬浮顶面920相接触造成损坏。

在另一种实施例中，所述横梁220的两侧的底部分别设有支撑装置800，所述支撑装置800包括纵向设置的垂向滑撬830和滑撬支架840，所述垂向滑撬830通过滑撬支架840安装在横梁220上；所述支撑装置800位于导向装置700和侧梁230之间。

连接装置500设置在横梁220的中部，所述横梁220上位于连接装置500的两侧分别设有磨耗板222，磨耗板222安装在磨耗板安装座223上，磨耗板安装座223安装在横梁220上；所述上构架100的底面与磨耗板222相对应的位置设有接触旁承组190，所述接触旁承组190用于支撑上构架100。

在一种具体实施例中，所述接触旁承组190包括转向摩擦块191和摩擦块安装座192，所述摩擦块安装座192安装在上构架100上，所述转向摩擦块191安装在摩擦块安装座192上。

本发明还涉及一种磁悬浮列车，所述列车包括多个车厢和所述的转向架，所述磁悬浮转向架安装在车厢的底部。通常，一辆磁悬浮车辆车下通常设置两个转向架，两个转向架通过悬挂装置与车厢相连接。

综上所述，本发明的磁悬浮转向架集成了磁悬浮车辆悬浮驱动和导向的基本功能，通过采用轴承铰接结构连接上构架100和下构架200，无须专门设置单独的转向机构，在具有多种功能的同时简化了结构；由于组成部件较少，易于采用轻量化的材料制造，因此能偶有效减轻超导磁悬浮车辆走行机构的重量，低温液体灌装系统通常布置在车下地面上，利于走行机构及转向架中安装较多数量的低温盛装容器以盛装更多的低温液体，以实现更大的悬浮力。

与轨道感应装置400牵引电机布置在车下轨道900上，不仅减轻了走行机构的重量，而且易于扩大牵引电机功率的设计范围，以实现更高速度运行(500km/h以上)的磁悬浮车辆。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述转向架包括位于上部的上构架、位于下部的两个下构架、悬浮装置和轨道感应装置，所述上构架与下构架之间通过连接装置铰动连接，所述下构架的两侧底部分别安装有悬浮装置，所述下构架的中部底面上安装有轨道感应装置；

所述下构架包括横梁和对称设置在横梁两侧的两个侧梁，所述侧梁的底部沿长度设有多个所述悬浮装置；

所述连接装置设置在横梁的中部，所述横梁上位于连接装置的两侧分别设有磨耗板，所述上构架的底面与磨耗板相对应的位置设有接触旁承组，所述接触旁承组用于支撑上构架。

2.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，两个所述下构架并列设置，所述上构架的前端和后端分别通过连接装置安装在相对应的下构架上。

3.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述上构架的中部开设安装孔槽，所述安装孔槽能够安装牵引机构，所述牵引机构用于连接磁悬浮车体和转向架；所述上构架的两侧分别向外延伸构成安装部，所述安装部上设有空气弹簧安装座。

4.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述上构架两端分别设置有转向止挡，所述下构架对应转向止挡的位置设有转向止挡座，所述转向止挡座用于限制转向止挡的横向位移。

5.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述横梁中部的底面上设有轨道感应装置。

6.根据权利要求5所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述横梁的两侧的底部分别设有导向装置，所述导向装置包括横向设置的导向轮和轮架，所述导向轮通过导向轮架安装在横梁上，所述导向轮与轨道内壁相贴合。

7.根据权利要求5所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述横梁的两侧的底部分别设有支撑装置，所述支撑装置与轨道顶面相对应，所述支撑装置在转向架处于非悬浮状态时用于支撑转向架。

8.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述接触旁承组包括转向摩擦块和摩擦块安装座，所述摩擦块安装座安装在上构架上，所述转向摩擦块安装在摩擦块安装座上。

9.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述连接装置为轴承铰接装置，所述轴承铰接装置包括轴承组、主轴和轴挡板，所述主轴竖直设置，所述主轴的顶部设有轴承组，所述主轴的底部安装在下构架上；所述上构架底部对应轴承铰接装置的位置设有用于安装轴承组的轴承组安装孔，所述轴挡板套设在主轴上，所述轴挡板通过固定件安装在上构架上。

10.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述悬浮装置包括低温物质盛装容器、低温冷却液体和超导块，所述低温物质盛装容器内设有低温冷却液体和超导块；所述低温物质盛装容器安装在下构架的两侧的底面上。

11.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述上构架与下构架之间设有抗蛇形减振器。

12.根据权利要求1所述一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述上构架与下构架之间设有垂向减振装置和横向减振装置。

13.一种磁悬浮列车，其特征在于，所述列车包括多个车厢和如权利要求1至12任一项所述的转向架，所述转向架安装在车厢的底部。

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