CN111038530A - 一种轨道用两轴构架式蓄电池机车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，属于轨道车体结构技术领域，其要取消了传统机车当中承接于轨道轮和车体的长度达到2至3m的转向架，即让整个车体构成了一转向架，延展了最小车身长度的范围，使得整车重量更低，更加适用于吊装转运。同时，本发明所提供的轨道用两轴构架式蓄电池机车，由于轨道轮之间不再受到转向架的限制，车轴之间间距可以做的更长，所以其能通过的最小曲线半径明显小于传统方式当中设置有转向架的车体结构，曲线通过性能更好，尤其适用于矿洞轨道等狭小弯折的应用对象。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车体结构技术领域，具体而言，尤其涉及一种轨道用两轴构架式蓄电池机车。
背景技术
如图7所示，传统的机车底架包括有两台转向架，单个的转向架上设置有2对轮对、驱动装置、减振器和橡胶堆，即每个转向架上均含有4个车轴，其中，同一转向架的两个车轴相距较近，在通过曲线路段时，受相邻2根车轴间距的的互相限制，无法完全利用轨道轮与钢轨之间的轮轨间隙，导致整车可通过的最小曲线半径较大；同时，由于现有的转向架本身长度通常在2至3m，这就限制了机车的整体长度无法做的太短，整车的最短长度在13m至15m左右，整车重量通常在52t以上。而在矿道等复杂地形当中，轨道具有着曲线半径较小且布置环境极其狭窄的特点。在面对这些轨道时，传统结构的车体不仅吊装困难，且难以运行。所以如何提高整车的吊装、运行灵活性，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
综上所述，本发明所解决的技术问题是：提供一种构建成本较低且吊装、运行更为灵活的机车。
一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，包括有底架，和连接在底架顶部的车身，所述底架的底部连接有两组沿前后方向依次布置的牵引机构，所述牵引机构主要由轮对组件，驱动电机，以及垂向减震机构成；所述轮对组件包括有一对轨道轮，车轴，以及固定部，在每组轮对组件中，两个轨道轮分置于左右两侧且两者通过车轴同轴连接在一起，所述车轴与固定部之间转动连接，所述车轴可相对于固定部围绕自身轴线转动，所述固定部和底架底部之间通过所述垂向减震机构相连接；所述驱动电机与轨道轮之间传动连接，还包括有蓄电池组，所述蓄电池组通过变频器而与两组牵引机构中的驱动电机电连接。
进一步的，所述蓄电池组的组件数为两组，两组蓄电池组通过切换开关而与变频器电连接。
进一步的，所述垂向减震机构包括有若干个弹性件，所述弹性件的顶端与底架的底端固定连接，而其底端则与固定部固定连接。
进一步的，所述弹性件沿一平行于前后方向的竖直平面对称设置。
进一步的，所述弹性件为弹簧。
进一步的，所述垂向减震机构还包括有若干个其底端与固定部相固定，而其顶端与底架的底端相固定的阻尼器。
进一步的，所述底架的底部构成有用于安装驱动电机的安装部，所述安装部包括有两组分置于左右两侧并由底架的底部向下延伸的吊挂，分置于左右两侧的吊挂的底端构成有相向弯折的弯折部，两侧弯折部的顶面从而形成一平行于水平面并用于承接住驱动电机的安装平面。
进一步的，所述吊挂与驱动电机之间通过连接件相固定。
进一步的，所述底架的前后两端处均设置有起吊座。
进一步的，所述底架的长度在9m至13m之间，两车轴之间的间距在4m至6m之间。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其主要取消了传统机车当中承接于轨道轮和车体之间的长度达到2至3m的转向架，即让整个车体构成了一转向架，其最小的车身长度可以做的更小，整车重量更低，更加适用于吊装转运的场合。同时，本发明所提供的轨道用两轴构架式车体，由于轨道轮之间不再受到转向架的限制，车轴之间间距可以做的更长，所以其能通过的最小曲线半径明显小于传统方式当中设置有转向架的车体结构，曲线通过性能更好，尤其适用于矿洞轨道等狭小弯折的应用对象。
(2)本发明所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其主要依靠蓄电池进行供电，相较于传统的柴油机式机车，蓄电池组可以根据实际需要低倍率放电，其在调车机车的绝大部分时间都处于空载、低载或惰转状态，再加上动力电池无柴油机辅助系统功率消耗，在在相同作业条件下，可大幅度节约经济费用，具有良好的经济性。
(3)在狭小的矿道环境之下，由于矿道内氧气不足，且由于调车作业时其负载频繁剧烈变化，容易造成柴油机燃烧不充分，环境污染严重；再加之隧道封闭的环境，柴油机排放的尾气会造成司乘人员及周围工作人员呼吸困难，甚至导致人员窒息。而本发明所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车完全零排放，可有效满足隧道内恶劣的作业条件。同时，传统方式中的柴油机工作时噪音达到115dB左右，再加上隧道的封闭环境，对会对司乘人员及周围工作人员造成听力损伤。而在使用本发明所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车后，经测量，机车最大噪音为69dB，有效保护了司乘人员及周围工作人员的身心健康。
(4)本发明所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其在利用蓄电池组对驱动电机进行供电基础上，并联设置了两组通过切换开关而与变频器进行电连接的蓄电池组，形成双电源供电，以确保两组牵引机构中的任意一组，或者两组蓄电池组中的任意一组发生失效时，机车任然能正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明所提供的实施例1的结构示意图；
图2为本发明所提供的实施例1中底架的结构示意图；
图3为本发明所提供的实施例1中牵引机构的结构示意图；
图4为本发明所提供的实施例1中吊挂的结构示意图；
图5为本发明所提供的实施例1中起吊座的结构示意图；
图6为本发明所提供的实施例1中蓄电池组、变频器和驱动电机之间的连接关系图；
图7为传统方式的结构示意图。
【具体符号说明】
1-底架，2-车身，3-轨道轮，4-车轴，5-固定部，6-弹簧，7-阻尼器，8-吊挂，9-安装平面，10-起吊座，11-牵引拉杆座，12-牵引拉杆，13-驱动电机，14-转向架，15-蓄电池组，16-变频器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1至图6所示，本实施例1所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，包括有底架1，和连接在底架1顶部的车身2，所述底架1的底部连接有两组沿前后方向依次布置的牵引机构，所述牵引机构主要由轮对组件，驱动电机13，以及垂向减震机构成；所述轮对组件包括有一对轨道轮3，车轴4，以及固定部5，在每组轮对组件中，两个轨道轮3分置于左右两侧且两者通过车轴4同轴连接在一起，所述车轴4与固定部5之间转动连接，所述车轴4可相对于固定部5围绕自身轴线转动，所述固定部5和底架1底部之间通过所述垂向减震机构相连接；所述驱动电机13与轨道轮3之间传动连接，还包括有蓄电池组15，所述蓄电池组15通过变频器16而与两组牵引机构中的驱动电机13电连接。
其中，本实施例相较于传统方式，其主要取消了图中转向架14这一结构，即以整个车体作为两对轨道轮3的转向架14，一并整合安装驱动电机13、轨道轮3及垂向减振机构等部件，其最小的车身2长度可以做的更小，整车重量更低，更加适用于吊装转运的场合。同时，由于轨道轮3之间不再受到转向架14的限制，车轴4之间间距可以做的更长，所以其能通过的最小曲线半径明显小于传统方式当中设置有转向架14的车体结构，曲线通过性能更好，尤其适用于矿洞轨道等狭小弯折的应用对象。可以理解的是，由于省略转向架14这一部件，所以在相同车身2长度的条件下，本实施例的构建成本相较于传统方式更低，经济优势明显。
由于失去了转向架14的限制，底架1的长度及车轴4之间的间距可以做的更短，在本实施例中，所述底架1的长度在9m至13m之间，具体为9m，而两车轴4之间的间距为6m，以提高整车的曲线通过性能并降低其重量。
同时，本实施例1主要采用蓄电池组15进行供电，相较于传统的柴油机式机车，蓄电池组15可以根据实际需要低倍率放电，其在调车机车的绝大部分时间都处于空载、低载或惰转状态，再加上动力电池无柴油机辅助系统功率消耗，在在相同作业条件下，可大幅度节约经济费用，具有良好的经济性。
此外，在狭小的矿道环境之下，由于矿道内氧气不足，且由于调车作业时其负载频繁剧烈变化，容易造成柴油机燃烧不充分，环境污染严重；再加之隧道封闭的环境，柴油机排放的尾气会造成司乘人员及周围工作人员呼吸困难，甚至导致人员窒息。而本实施例1所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车完全零排放，可有效满足隧道内恶劣的作业条件。同时，传统方式中的柴油机工作时噪音达到115dB左右，再加上隧道的封闭环境，对会对司乘人员及周围工作人员造成听力损伤。而在使用本实施例1所提供的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车后，经测量，机车最大噪音为69dB，有效保护了司乘人员及周围工作人员的身心健康。
同时，作为优选实施例，在本实施例1中，所述蓄电池组15的组件数为两组，两组蓄电池组15通过切换开关而与变频器16电连接。通过并联设置蓄电池组15，形成双电源供电，可有效保障两组牵引机构中的任意一组牵引机构，或者两组蓄电池组15中的任意一组发生失效时，机车依然能正常运行，大幅度提高了机车的安全性能。
值得注意的是，上述的驱动电机13与轨道轮3之间传动连接方式，以及蓄电池组15通过变频器16而与驱动电机13电连接方式，属于成熟的现有技术，本实施例1主要对其进行选用，以解决柴油式机车难以适用矿道等恶劣环境的问题，故不再对上述连接方式进行累述。
作为优选实施例，在本实施例中，所述垂向减震机构包括有若干个弹性件，所述弹性件的顶端与底架1的底端固定连接，而其底端则与固定部5固定连接，其中，弹性件可以对整个底架1进行垂向方向上的减振，确保整车的运行稳定性。同时，作为优选实施例，在本实施例中，所述弹性件沿一平行于前后方向的竖直平面对称设置，而所述弹性件为弹簧6。弹性件还可以选用尼龙柱等部件进行替代，进一步的，在本实施例中，所述垂向减震机构还包括有若干个其底端与固定部5相固定，而其顶端与底架1的底端相固定的阻尼器7。
本实施例1属于一种电动机车，而确保其在运行时电机的稳定性，对于提高整车运行安全性能具有着重要意义，所以作为优选实施例，在本实施例中，所述底架1的底部构成有用于安装驱动电机13的安装部，所述安装部包括有两组分置于左右两侧并由底架1的底部向下延伸的吊挂8，分置于左右两侧的吊挂8的底端构成有相向弯折的弯折部，两侧弯折部的顶面形成一平行于水平面并用于承接住驱动电机13的安装平面9。其中，安装部可对驱动电机13形成稳固支撑，以确保其稳定性。进一步的，在本实施例中，所述吊挂8与驱动电机13之间通过连接件相固定。更为具体的，安装平面9上设置有用于与驱动电机13上的螺钉相连接的螺纹孔，以实现吊挂8和驱动电机13之间的固定连接。
此外，在本实施例中，所述底架1的前后两端处均设置有起吊座10，在起吊时，仅需要使钢丝绳与起吊座10穿绕、捆绑固定，即可进行起吊，无需再布置专用的吊具。在本实施例中，每组牵引机构还包括有水平布置的牵引拉杆12，所述牵引拉杆12的两端分别与底架1底部的牵引拉杆座11，及固定部5相连接。
Claims (10)
1.一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：包括有底架，和连接在底架顶部的车身，所述底架的底部连接有两组沿前后方向依次布置的牵引机构，所述牵引机构主要由轮对组件，驱动电机，以及垂向减震机构成；所述轮对组件包括有一对轨道轮，车轴，以及固定部，在每组轮对组件中，两个轨道轮分置于左右两侧且两者通过车轴同轴连接在一起，所述车轴与固定部之间转动连接，所述车轴可相对于固定部围绕自身轴线转动，所述固定部和底架底部之间通过所述垂向减震机构相连接；所述驱动电机与轨道轮之间传动连接，还包括有蓄电池组，所述蓄电池组通过变频器而与两组牵引机构中的驱动电机电连接。
2.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述蓄电池组的组件数为两组，两组蓄电池组通过切换开关而与变频器电连接。
3.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述垂向减震机构包括有若干个弹性件，所述弹性件的顶端与底架的底端固定连接，而其底端则与固定部固定连接。
4.如权利要求3所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述弹性件沿一平行于前后方向的竖直平面对称设置。
5.如权利要求4所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述弹性件为弹簧。
6.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述垂向减震机构还包括有若干个其底端与固定部相固定，而其顶端与底架的底端相固定的阻尼器。
7.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述底架的底部构成有用于安装驱动电机的安装部，所述安装部包括有两组分置于左右两侧并由底架的底部向下延伸的吊挂，分置于左右两侧的吊挂的底端构成有相向弯折的弯折部，两侧弯折部的顶面从而形成一平行于水平面并用于承接住驱动电机的安装平面。
8.如权利要求7所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述吊挂与驱动电机之间通过连接件相固定。
9.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述底架的前后两端处均设置有起吊座。
10.如权利要求1所述的一种轨道用两轴构架式蓄电池机车，其特征在于：所述底架的长度在9m至13m之间，两车轴之间的间距在4m至6m之间。
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