CN110626375A - 一种减震弹簧及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减震弹簧，包括支撑件，减震件，所述减震件包括：第一磁性组件，所述第一磁性组件固定于所述支撑件上；所述第一磁性组件包括第一永磁体，所述第一永磁体包括磁极端，所述磁极端垂直于所述支撑件的底面上；第二磁性组件，所述第二磁性组件安装于所述支撑件上，且所述第二磁性组件能够沿垂直于支撑件底面的方向滑动；所述第二磁性组件包括第二永磁体，所述第二永磁体与所述第一永磁体同极性相对设置。本发明提供的减震弹簧，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题，进而提高轨道车辆的运行效率。

Description

一种减震弹簧及轨道车辆

技术领域

本发明属于轨道车辆悬挂系统减振元件的技术领域，尤其涉及一种减震弹簧及轨道车辆。

背景技术

轨道列车在高速运行过程中会产生剧烈的垂向振动，影响了乘客的乘坐舒适性，为了解决上述问题，通常在车体与转向架或悬浮架之间设置减震弹簧，目前轨道列车用的减震弹簧多选用空气弹簧。

虽然空气弹簧能够改善乘坐的舒适性，但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现空气弹簧易出现气囊故障等问题，由此给轨道车辆的运行带来不便。

发明内容

本发明的目的在于针对采用空气弹簧作为减振元件的车辆系统，存在的故障率高的问题，提供一种性能稳定的减震弹簧，提高轨道车辆的运行效率。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种减震弹簧，包括：

支撑件；

减震件，所述减震件包括：

第一磁性组件，所述第一磁性组件固定于所述支撑件上；所述第一磁性组件包括第一永磁体，所述第一永磁体包括磁极端，所述磁极端垂直于所述支撑件的底面；

第二磁性组件，所述第二磁性组件安装于所述支撑件上，且所述第二磁性组件能够沿垂直于支撑件底面的方向滑动；所述第二磁性组件包括第二永磁体，所述第二永磁体与所述第一永磁体同极性相对设置。

优选的，所述支撑件包括支撑腔，所述支撑腔内放置有所述减震件。

优选的，所述第二磁性组件包括滑动体，所述滑动体包括：

滑动块，所述滑动块的一端面与所述第二永磁体相连接；

连接块，所述连接块的一端与所述滑动块固定连接，所述连接块的另一端与所述支撑件相连接，且所述连接块在支撑件上能够沿垂直于支撑件底面的方向滑动。

优选的，所述支撑腔包括支撑腔壁，所述支撑腔壁上设有卡槽，所述卡槽沿垂直于支撑件底面的方向延伸；所述连接块可插入所述卡槽内，并且所述连接块能够在卡槽内沿着卡槽延伸的方向滑动。

优选的，所述连接块包括连接部和弹性部，所述连接部安装于所述弹性部的两端，所述弹性部一端的连接部与所述滑动块固定连接，所述弹性部另一端的连接部插入所述支撑腔壁上的卡槽内。

优选的，所述支撑腔壁上的卡槽为燕尾槽，插入卡槽的连接部为燕尾结构，并与所述卡槽结构相配合。

优选的，所述第一磁性组件包括第一磁体护套，所述第一磁体护套位于所述支撑件与所述第一永磁体之间，且所述第一磁体护套罩于所述第一永磁体外部；

所述第二磁性组件包括第二磁体护套，所述第二磁体护套位于所述滑动体与所述第二永磁体之间，且所述第二磁体护套罩于所述第二永磁体外部。

优选的，所述第一磁性组件包括磁体安装座，所述磁体安装座固定于所述支撑件的底面上，所述磁体安装座上安装有所述第一磁体护套。

一种轨道车辆，所述轨道车辆包括车体、转向架，及安装于所述车体和转向架之间的减震弹簧，所述减震弹簧为以上其中任一项所述的减震弹簧。

优选的，所述支撑件的支撑腔壁外侧的上端部设有安装吊耳，所述安装吊耳与转向架相连接；所述第二磁性组件与所述车体相连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明设计了一种减震弹簧，设计了一种新型减震件结构，采用两个同性磁极相对的永磁体作为减震件，当两永磁体相靠近时就会产生斥力，且距离越近斥力越大。

列车运行过程中产生振动时，通过同性相斥的磁场作用，转向架或悬浮架与车体之间的振动耦合关系被大大削弱，即转向架或悬浮架所产生的剧烈振动在磁场作用下被吸收，传递到车体上的振动量级大大减小，由此减低了列车在运行过程中的垂向刚度。

永磁减振结构为一种刚度可变的柔性减震结构，不存在空气弹簧漏气等风险，故障率低。在保证能够有效降低垂向刚度的前提下，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题。

附图说明

图1为本发明的整体组装结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明减震件的整体结构示意图；

图4为本发明减震件的主视图；

图5为本发明滑动体的整体结构示意图；

图6为本发明滑动体的俯视图；

以上各图中：

1、支撑件；11、支撑腔；111、支撑腔壁；12、卡槽；13、吊耳；

2、减震件；21、第一磁性组件；211、第一永磁体；212、第一磁体护套；213、磁体安装座；22、第二磁性组件；221、第二永磁体； 222、滑动块；223、连接块；2231、弹性部；2232、连接部；224、第二磁体护套。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案为解决现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题，进而保证轨道车辆的正常运行，总体思路如下：

提供了一种减震弹簧，设计了一种新型减震件结构，所述减震件包括第一永磁体和第二永磁体，且第一永磁体与第二永磁体同极性相对设置，当两永磁体相靠近时产生斥力，且距离越近斥力越大，即永磁体相当于提供了一个刚度可变的柔性减震弹簧，由此解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1至图6所示，一种减震弹簧包括支撑件1和减震件2，支撑件1与转向架相连接，减震件2与车体相连接。支撑件1包括支撑腔11，减震件2位于支撑腔11内部；减震件2包括第一磁性组件21 和第二磁性组件22，第一磁性组件21固定于所述支撑件1上；第一磁性组件21包括第一永磁体211，所述第一永磁体211沿着充磁的方向形成N极和S极，即形成两磁极端，且第一永磁体沿着两磁极端的方向，垂直固定于所述支撑件上，即第一永磁体的充磁方向垂直于所述支撑件1的底面；第二磁性组件22安装于所述支撑件1上，且第二磁性组件22能够沿垂直于支撑件1底面的方向滑动；第二磁性组件22包括第二永磁体221，第二永磁体221与第一永磁体211 同极性相对设置。

支撑腔11包括支撑腔壁111，本实施例中支撑腔为一端开口的矩形腔体，腔体内放置有减震件2，且腔体的结构可以依据减震件2的结构进行改变；减震件2与支撑腔壁111相连接，且支撑腔壁111的内侧面上设有卡槽12；卡槽12选为燕尾槽结构，本实施例中，燕尾槽位于支撑腔壁111内侧的四个侧面上，且燕尾槽沿着垂直于支撑件 1底面的方向延伸，使得减震件2可以延燕尾槽延伸的方向进行滑动，以此使得支撑件1对减震件2起到承载和保护的作用。支撑腔壁111 外侧的上端部，相对设置有两个安装吊耳13，所述安装吊耳13是作为支撑件1与转向架的安装接口。

减震件2包括第一磁性组件21，第一磁性组件21包括磁体安装座213、第一磁体护套212、第一永磁体211，其中：

磁体安装座213位于支撑腔11内，且磁体安装座213的底面固定于支撑腔11的底面上，用于承载固定第一永磁体211和第一磁体护套212，本实施例中，优选的磁体安装座213选为长方体结构，使得第一永磁体211能够稳定安装于磁体安装座213上，第一磁体护套212也安装于磁体安装座213上，且磁体护套罩于第一永磁体211的外部，以此对第一永磁体211起到防护作用。

本实施例中，第一永磁体211为长方体结构，并且垂向充磁，充磁方向即为第一永磁体211的磁极方向，且第一永磁体211的磁极端垂直于安装座的底面，即所述第一永磁体211的上端面为一磁极端。

减震件2还包括第二磁性组件22，第二磁性组件22包括第二永磁体221、滑动块222、连接块223、第二磁体护套224；其中：

所述滑动块222与连接块223组成滑动体，本实施例中，滑动块 222选为长方体结构，其下端面与第二永磁体221固定连接；其上端面设有固定孔，所述固定孔用于与车体底部的螺杆连接，从而使得第二磁性组件22安装于车体上。所述滑动块222的四个外侧面上分别固定安装有连接块223，所述连接块223包括弹性部2231和连接部2232，本实施例中，弹性部2231选为橡胶弹簧结构，所述橡胶弹簧选用长条状结构，所述连接部2232为两个燕尾槽结构的连接座，橡胶弹簧的两端部通过螺栓分别与连接座相连接，所述橡胶弹簧一端的连接座与所述滑动块222固定连接，所述橡胶弹簧另一端的连接座插入所述支撑腔壁111上的卡槽12内；且所述连接座选为燕尾结构，且连接座的结构与支撑腔壁111上的卡槽12结构相配合，以此使得连接座能够插入到卡槽12内，使滑动体能够沿着卡槽12延伸的方向滑动，由此带动第二永磁体221向下移动。并且卡槽12和连接块223 的配合设置对第二磁性组件22起到一定的横向限位作用，使其向下移动时更加稳定；同时通过在滑动块222的侧面安装连接块223，可提供一定量的横向及纵向压缩量或伸长量，从而适应列车车体与转向架或悬浮架之间所产生的微量纵向及横向相对位移，由此提高了列车运行的舒适性和安全性。

第二永磁体221安装于滑动块222的下端面，第二磁体护套224 罩于第二永磁体221的外部，并固定于滑动块222上，由此对第二永磁体221起到防护作用。

第二永磁体221与第一永磁体211同极性相对设置，具体的，两磁体关于水平轴呈镜像设置，即第一永磁体211的上表面的极性与第二永磁体221下表面的极性相同，即同极性相斥，产生排斥力。由此，列车运行过程中产生振动时，通过同性相斥的磁场作用，转向架或悬浮架与车体之间的振动耦合关系被大大削弱，即转向架所产生的剧烈振动在磁场作用下被吸收，传递到车体上的振动量级大大减小。且采用永磁体，属于无源部件，不消耗外界能量，也不会出现类似于空气弹簧漏气的问题，所以故障率比较低，由此在保证能够有效降低垂向刚度的前提下，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题。

为了更清楚的说明本申请，下面以图1至图2所示的实施例为例就本发明的工作原理做进一步的说明：

支撑件1与转向架相连接，减震件2与车体相连接。随着列车承载力的变化，第一永磁体211和第二永磁体221之间的距离也相应发生改变，即当列车的承载力变大时，此时第二永磁体221上端面的滑动体被挤压，由此滑动体通过连接块223沿着卡槽12滑动，从而使得第二永磁体221向靠进第一永磁体211的方向滑动，两永磁体相靠近时产生斥力，且距离越近斥力越大，即两永磁体相当于提供了一个刚度可变的柔性减震弹簧。

因此，列车运行过程中，产生振动时，通过同性相斥的磁场作用，转向架或悬浮架与车体之间的振动耦合关系被大大削弱，即转向架或悬浮架所产生的剧烈振动在磁场作用下被吸收，传递到车体上的振动量级大大减小，由此减低了列车在运行过程中的垂向刚度，并且减震件2位于支撑腔11内部，无碰撞破坏的风险；并且由于采用了永磁体，故属于无源部件，不消耗外界能量，也不会出现类似于空气弹簧漏气的问题，所以故障率比较低。由此通过采用以上结构，在保证能够有效降低垂向刚度的前提下，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题，进而保证轨道车辆的正常运行的问题。

同时，列车运行过程中，车体与转向架或悬浮架之间必然存在纵向和横向的微量相对位移，因此在滑动块222的四个面上各设置了一个橡胶弹簧组件，且对称分布，能够提高减震件2的平衡性及安全性，且所述橡胶弹簧组件的数量可以依据实际需要进行改变，由于橡胶弹簧能够提供一定量的纵向或横向的压缩量或伸长量，从而适应两者之间所产生的微量相对位移，并实现了纵向力与横向力的解耦，避免了接触部件的潜在断裂风险，进一步降低了列车运行时的故障率，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题，

并且还提高了列车运行的舒适性和安全性。

基于上述，本发明至少具有如下的技术效果和优点：

1、本发明设计了一种减震弹簧，通过设计了一种减震件，所述减震件2安装于支撑腔11内部；所述减震件2包括第一永磁体211 和第二永磁体221，且第一永磁体211与第二永磁体221同极性相对设置，两永磁体相靠近时产生斥力，且距离越近斥力越大，即永磁体相当于提供了一个刚度可变的柔性减震弹簧。因此，列车运行过程中产生振动时，通过同性相斥的磁场作用，转向架或悬浮架与车体之间的振动耦合关系被大大削弱，即转向架或悬浮架所产生的剧烈振动在磁场作用下被吸收，传递到车体上的振动量级大大减小，由此减低了列车在运行过程中的垂向刚度。且采用永磁体，属于无源部件，不消耗外界能量，也不会出现类似于空气弹簧漏气的问题，所以故障率比较低，由此在保证能够有效降低垂向刚度的前提下，解决了现有技术中空气弹簧在实际使用过程中易出现故障的问题。

2、并且减震件2位于支撑腔11内部，无碰撞破坏的风险，也不存在类似于空气弹簧漏气的问题，进一步降低了故障的发生率。

3、本申请中，在滑动块222的四个面上各设置了橡胶弹簧组件，由于橡胶弹簧能够提供一定量的纵向或横向的压缩量或伸长量，从而适应两者之间所产生的微量相对位移，并实现了纵向力与横向力的解耦，避免了接触部件的潜在断裂风险，进一步降低了列车运行时的故障率，并且还提高了列车运行的舒适性和安全性。

4、本申请中还设计了磁体防护套，其罩于第一永磁体211和第二永磁体221的外部，由此进一步提高了减震件2的安全性，即进一步降低了故障率。

上面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”“前”“后”“第一”“第二”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，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。

在本申请的描述中，属于“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接，也可以时可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介简介相连。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申请中的具体含义。

Claims (10)

1.一种减震弹簧，其特征在于，包括：

支撑件；

减震件，所述减震件包括：

第一磁性组件，所述第一磁性组件固定于所述支撑件上；所述第一磁性组件包括第一永磁体，所述第一永磁体的充磁方向垂直于所述支撑件的底面；

第二磁性组件，所述第二磁性组件安装于所述支撑件上，且所述第二磁性组件能够沿垂直于支撑件底面的方向滑动；所述第二磁性组件包括第二永磁体，所述第二永磁体与所述第一永磁体同极性相对设置。

2.根据权利要求1所述的减震弹簧，其特征在于，所述支撑件包括支撑腔，所述支撑腔内放置有所述减震件。

3.根据权利要求1或2所述的减震弹簧，其特征在于，所述第二磁性组件包括滑动体，所述滑动体包括：

滑动块，所述滑动块的一端面与所述第二永磁体相连接；

连接块，所述连接块的一端与所述滑动块固定连接，所述连接块的另一端与所述支撑件相连接，且所述连接块在支撑件上能够沿垂直于支撑件底面的方向滑动。

4.根据权利要求3所述的减震弹簧，其特征在于，所述支撑腔包括支撑腔壁，所述支撑腔壁上设有卡槽，所述卡槽沿垂直于支撑件底面的方向延伸；所述连接块可插入所述卡槽内，并且所述连接块能够在卡槽内沿着卡槽延伸的方向滑动。

5.根据权利要求4所述的减震弹簧，其特征在于，所述连接块包括连接部和弹性部，所述连接部安装于所述弹性部的两端，所述弹性部一端的连接部与所述滑动块固定连接，所述弹性部另一端的连接部插入所述支撑腔壁上的卡槽内。

6.根据权利要求5所述的减震弹簧，其特征在于，所述支撑腔壁上的卡槽为燕尾槽，插入卡槽的连接部为燕尾结构，并与所述卡槽结构相配合。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的减震弹簧，其特征在于，

所述第一磁性组件包括第一磁体护套，所述第一磁体护套位于所述支撑件与所述第一永磁体之间，且所述第一磁体护套罩于所述第一永磁体外部；

所述第二磁性组件包括第二磁体护套，所述第二磁体护套位于所述滑动体与所述第二永磁体之间，且所述第二磁体护套罩于所述第二永磁体外部。

8.根据权利要求7所述的减震弹簧，其特征在于，所述第一磁性组件包括磁体安装座，所述磁体安装座固定于所述支撑件的底面上，所述磁体安装座上安装有所述第一磁体护套。

9.一种轨道车辆，所述轨道车辆包括车体、转向架，及安装于所述车体和转向架之间的减震弹簧，其特征在于，所述减震弹簧为以上权利要求1-8其中任一项所述的减震弹簧。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆，其特征在于，所述支撑件的支撑腔壁外侧的上端部设有安装吊耳，所述安装吊耳与转向架相连接；所述第二磁性组件与所述车体相连接。