CN111422214A - 单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架 - Google Patents

单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架 Download PDF

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孟子超
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Abstract

本发明提供了一种采用单个电机同时驱动两根车轴的悬挂式单轨车辆转向架，包括转向架构架，构架上设置有导向轮安装座、稳定轮安装座，悬吊梁通过悬吊销轴与构架底部连接，悬吊梁通过车体吊架与车体连接；构架中间位置设置有电机，电机两端同时输出扭矩传递到前后齿轮箱上再传到走行轮，本发明单个电机从两端同时输出扭矩，相对于传统的每个电机驱动一根轴的转向架，减少了电机、制动装置的数量，减少了转向架的纵向尺寸，减轻了转向架的总体重量，使得转向架更加轻巧、灵活，同时由于电机质量集中在转向架中间位置，减少了整个转向架绕其垂向中心轴回转的摇头转动惯量，这样大大提高了高速运行时整个转向架乃至整个车辆的运行平稳性。

Description

单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架
技术领域
本发明涉及城市轨道交通领域，尤其涉及一种采用单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架。
背景技术
城市轨道交通相对于城市道路交通具有运量大，高效快捷，安全舒适和能耗低等特点。在所有公共交通运输工具中，城市轨道交通的人均碳排放量是最低的。悬挂式空中列车系统，轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中。它将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路设施的基础上解决了城市交通问题。
由于走行轮采用的是充气式橡胶轮胎，较传统的地铁车辆爬坡和跨越能力强，转弯半径小。能够融入已有的公共交通系统中，可与公交、地铁、轻轨基本实现零距离换乘。且空中列车的车轮在封闭环境下运行，所以不受恶劣天气影响，当遇到雨雪、下雾、冰冻、大水等恶劣天气时，可以照常运营。
现有的悬挂式单轨列车大多采用两个电机分别驱动两根车轴的驱动结构。其主要问题在于电机数量多，质量较重，两个电机由于体积和尺寸问题，要么无法放置在构架1中间位置，要么需要放置在齿轮箱12上方，使得转向架纵向尺寸或者垂向尺寸较大；同时每个电机都需要单独配置制动系统，增加了制动系统的总重量，维护保养费用较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，以降低转向架重量，减少转向架的垂向及纵向尺寸，同时减少制动系统的体积和重量，特别是减少了整个转向架绕其垂向中心轴回转的摇头转动惯量，这样大大提高了高速运行时整个转向架乃至整个车辆的运行平稳性。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种采用单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，包含转向架构架1，构架1位于悬挂式单轨列车轨道梁9上方的部分设置有导向轮安装座27及稳定轮安装座26，导向轮安装座上27设有导向轮3，稳定轮安装座26上设有稳定轮2，导向轮3、稳定轮2的旋转轴垂向设置且相对于构架1主体中心成纵向及横向对称布置，稳定轮2在导向轮3的上方，构架1内部只安装一个电机7，电机7左右两侧通过电机输出轴输出扭矩，电机输出轴通过齿轮箱12同时驱动电机7两侧的两根车轴30，车轴30与电机输出轴的轴线相互垂直，车轴30前后连接有走行轮8，走行轮8行走在悬挂式单轨列车轨道梁9上方；构架1位于悬挂式单轨列车轨道梁9下方的部分设置有悬吊销轴10，悬吊梁5通过悬吊销轴10与构架1销接，悬吊梁5通过吊架4与车体连接。
作为优选方式，电机7放置在构架1中间位置，电机7安装在构架中部纵向连接梁上的电机安装座28上，通过螺栓与构架1连接，电机7两端输出轴分别与联轴器15相连，联轴器15与齿轮箱12配合相连，齿轮箱12和走行轮8通过螺栓相连，齿轮箱12的输出轴与走行轮8的轴线重合，齿轮箱12的输入轴与电机输出轴轴线重合，电机7与一端的一个联轴器15之间的输出轴上垂直设置有与车轴30同心的制动盘13，电机7输出轴与制动盘13配合连接，电机7上设置有制动卡钳安装座29，制动卡钳14与电机7通过螺栓相连。
作为优选方式，齿轮箱12一端与转向架构架1通过齿轮箱销轴24连接，且该齿轮箱销轴外部包裹橡胶套，齿轮箱12的顶部与构架1之间设有橡胶垫弹性接触，齿轮箱12的另一端和联轴器15相连。
作为优选方式，转向架构架1下部设置有抗侧滚止挡11，悬吊梁5绕悬吊销轴10摆动，到达摆动极限位置时抗侧滚止挡11与悬吊梁5接触对悬吊梁5的摆动限位。
作为优选方式，走行轮8采用实心橡胶轮或采用充气橡胶轮胎；如果采用充气橡胶轮胎作为走行轮，则走行轮8由轮辋18、轮胎16、支撑体17三部分组成，轮胎16内腔与轮辋18之间设置有支撑体17，且轮胎16与支撑体17之间存在间隙保证车辆运行下两者不会发生干涉。
作为优选方式，转向架构架1下部设置有8个相对于构架1主体中心垂向、横向及纵向对称布置的导向轮3，构架1上部设置有8个相对于构架1主体中心垂向、横向及纵向对称布置的稳定轮2。
作为优选方式，悬吊梁5上设置有车体吊架4，空气弹簧23在悬吊梁5横向设置的安装平台上垂向布置，车体吊架4沿垂向固定安装于空气弹簧23上方，垂向减振器20沿垂向固定安装在车体吊架4上。
作为优选方式，牵引拉杆21一端安装在悬吊梁5下方的牵引拉杆座上，另一端安装在车体的牵引拉杆座上，且牵引拉杆两端的销轴外部包裹有橡胶套。
作为优选方式，抗侧滚扭杆22一端安装于车体吊架4上，另一端安装于悬吊梁5上。
作为优选方式，横向止挡6对称设置于车体两端，当车体与悬吊梁5的横向位移达到极限位置时，横向止挡6限制车体横向位移；分布在悬吊梁5下方的横向减振器25一端固定安装于吊架4侧面，另一端固定安装于悬吊梁5上。
本发明采用单个电机同时驱动两根车轴的结构，电机7两端均为输出轴，输出的扭矩通过联轴器15和齿轮箱12，最后传递到走行轮8上。
本发明的有益效果为：转向架驱动装置采用单个电机同时驱动两根车轴，相对于传统的每个电机驱动一根轴的转向架，这种结构减少了一个电机和一套制动装置，使得转向架的垂向和纵向尺寸减少，重量减轻，结构更加紧凑，减少的部件降低了维护的工作量，节省了技术保养的费用支出。电机布置在转向架中间位置的结构，减少了整个转向架绕其垂向中心轴回转的摇头转动惯量，这样大大提高了高速运行时整个转向架乃至整个车辆的运行平稳性。
附图说明
图1是本发明的轴测图。
图2是本发明的左视图。
图3是本发明的构架部分正视图。
图4是本发明的齿轮箱和走行轮的侧视图。
图5是本发明的走行轮的剖面图。
图6是本发明的悬吊梁的侧视图。
图7是本发明的构架的侧视图。
图8是本发明的电机组件的侧视图。
其中，1为构架，2为稳定轮，3为导向轮，4为吊架，5为悬吊梁，6为横向止挡，7为电机，8为走行轮，9为轨道梁，10为悬吊销轴，11为抗侧滚止挡，12为齿轮箱，13为制动盘，14为制动卡钳，15为联轴器，16为轮胎，17为支撑体，18为轮辋，19为抗侧滚减振器，20为垂向减振器，21为牵引拉杆，22为抗侧滚扭杆，23为空气弹簧，24为齿轮箱销轴，25为横向减振器，26为稳定轮安装座，27为导向轮安装座，28为电机安装座，29为制动卡钳安装座，30为车轴。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
一种采用单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，包含转向架构架1，构架1位于悬挂式单轨列车轨道梁9上方的部分设置有导向轮安装座27及稳定轮安装座26，导向轮安装座上27设有导向轮3，稳定轮安装座26上设有稳定轮2，导向轮3、稳定轮2的旋转轴垂向设置且相对于构架1主体中心成纵向及横向对称布置，稳定轮2在导向轮3的上方，构架1内部只安装一个电机7，电机7左右两侧通过电机输出轴输出扭矩，电机输出轴通过齿轮箱12同时驱动电机7两侧的两根车轴30，车轴30与电机输出轴的轴线相互垂直，车轴30前后连接有走行轮8，走行轮8行走在悬挂式单轨列车轨道梁9上方；构架1位于悬挂式单轨列车轨道梁9下方的部分设置有悬吊销轴10，悬吊梁5通过悬吊销轴10与构架1销接，悬吊梁5通过吊架4与车体连接。悬吊梁5相对于构架1只有侧滚运动，两侧设置有抗侧滚减振器19可起到抑制悬吊梁5的侧滚运动，并通过设置抗侧滚止挡11来限制侧滚角度，保证转向架运行时的平稳性。
电机7放置在构架1中间位置，电机7安装在构架中部纵向连接梁上的电机安装座28上，通过螺栓与构架1连接，电机7两端输出轴通过过盈配合分别与联轴器15相连，联轴器15与齿轮箱12通过过盈配合相连，齿轮箱12和走行轮8通过螺栓相连，齿轮箱12的输出轴与走行轮8的轴线重合，齿轮箱12的输入轴与电机输出轴轴线重合，电机7与一端的一个联轴器15之间的输出轴上垂直设置有与车轴30同心的制动盘13，电机7输出轴与制动盘13通过过盈配合配合连接，电机7上设置有制动卡钳安装座29，制动卡钳14与电机7通过螺栓相连。
齿轮箱12一端与转向架构架1通过齿轮箱销轴24连接，且该齿轮箱销轴外部包裹橡胶套，具有一定的各项弹性，以此来承受纵向力并具有一定的各向转动角度。齿轮箱12的顶部与构架1之间设有橡胶垫弹性接触，即通过弹性支撑来承受垂向力。齿轮箱12的另一端和联轴器15相连，传递扭矩。
转向架构架1下部设置有抗侧滚止挡11，悬吊梁5绕悬吊销轴10摆动，到达摆动极限位置时抗侧滚止挡11与悬吊梁5接触对悬吊梁5的摆动限位。
走行轮8采用实心橡胶轮或采用充气橡胶轮胎；如果采用充气橡胶轮胎作为走行轮，则走行轮8由轮辋18、轮胎16、支撑体17三部分组成，轮胎16内腔与轮辋18之间设置有支撑体17，能够保证轮胎16在漏气或者爆胎的情况下，支撑车辆继续前进，且轮胎16与支撑体17之间存在间隙保证车辆运行下两者不会发生干涉。轮辋18与支撑体17通过过盈配合安装。
转向架构架1下部设置有8个相对于构架1主体中心垂向、横向及纵向对称布置的导向轮3，构架1上部设置有8个相对于构架1主体中心垂向、横向及纵向对称布置的稳定轮2。
悬吊梁5上设置有车体吊架4，悬吊梁5左右两侧为空气弹簧23，空气弹簧23在悬吊梁5横向设置的安装平台上垂向布置，车体吊架4沿垂向固定安装于空气弹簧23上方，车体通过车体吊架4压在空气弹簧23上，传递来自车体的垂向力。垂向减振器20沿垂向固定安装在车体吊架4上。
牵引拉杆21一端安装在悬吊梁5下方的牵引拉杆座上，另一端安装在车体的牵引拉杆座上，且牵引拉杆两端的销轴外部包裹有橡胶套。
抗侧滚扭杆22一端安装于车体吊架4上，另一端安装于悬吊梁5上。抑制车体与转向架之间的过度侧滚运动。车体吊架4上斜对称布置2个垂向液压减振器20，垂向液压减振器20的另一侧安装在车体上提供垂向阻尼力。
横向止挡6对称设置于车体两端，当车体与悬吊梁5的横向位移达到极限位置时，横向止挡6限制车体横向位移；分布在悬吊梁5下方的横向减振器25一端固定安装于吊架4侧面，另一端固定安装于悬吊梁5上。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种采用单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：包含转向架构架(1)，构架(1)位于悬挂式单轨列车轨道梁(9)上方的部分设置有导向轮安装座(27)及稳定轮安装座(26)，导向轮安装座上(27)设有导向轮(3)，稳定轮安装座(26)上设有稳定轮(2)，导向轮(3)、稳定轮(2)的旋转轴垂向设置且相对于构架(1)主体中心成纵向及横向对称布置，稳定轮(2)在导向轮(3)的上方，构架(1)内部只安装一个电机(7)，电机(7)左右两侧通过电机输出轴输出扭矩，电机输出轴通过齿轮箱(12)同时驱动电机(7)两侧的两根车轴(30)，车轴(30)与电机输出轴的轴线相互垂直，车轴(30)前后连接有走行轮(8)，走行轮(8)行走在悬挂式单轨列车轨道梁(9)上方；构架(1)位于悬挂式单轨列车轨道梁(9)下方的部分设置有悬吊销轴(10)，悬吊梁(5)通过悬吊销轴(10)与构架(1)销接，悬吊梁(5)通过吊架(4)与车体连接。
2.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：电机(7)放置在构架(1)中间位置，电机(7)安装在构架中部纵向连接梁上的电机安装座(28)上，通过螺栓与构架(1)连接，电机(7)两端输出轴分别与联轴器(15)相连，联轴器(15)与齿轮箱(12)配合相连，齿轮箱(12)和走行轮(8)通过螺栓相连，齿轮箱(12)的输出轴与走行轮(8)的轴线重合，齿轮箱(12)的输入轴与电机输出轴轴线重合，电机(7)与一端的一个联轴器(15)之间的输出轴上垂直设置有与车轴(30)同心的制动盘(13)，电机(7)输出轴与制动盘(13)配合连接，电机(7)上设置有制动卡钳安装座(29)，制动卡钳(14)与电机(7)通过螺栓相连。
3.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：齿轮箱(12)一端与转向架构架(1)通过齿轮箱销轴(24)连接，且该齿轮箱销轴外部包裹橡胶套，齿轮箱(12)的顶部与构架(1)之间设有橡胶垫弹性接触，齿轮箱(12)的另一端和联轴器(15)相连。
4.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：转向架构架(1)下部设置有抗侧滚止挡(11)，悬吊梁(5)绕悬吊销轴(10摆动)，到达摆动极限位置时抗侧滚止挡(11)与悬吊梁(5)接触对悬吊梁(5)的摆动限位。
5.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：走行轮(8)采用实心橡胶轮或采用充气橡胶轮胎；如果采用充气橡胶轮胎作为走行轮，则走行轮(8)由轮辋(18)、轮胎(16)、支撑体(17)三部分组成，轮胎(16)内腔与轮辋(18)之间设置有支撑体(17)，且轮胎(16)与支撑体(17)之间存在间隙保证车辆运行下两者不会发生干涉。
6.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：转向架构架(1)下部设置有8个相对于构架(1)主体中心垂向、横向及纵向对称布置的导向轮(3)，构架(1)上部设置有8个相对于构架(1)主体中心垂向、横向及纵向对称布置的稳定轮(2)。
7.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：悬吊梁(5)上设置有车体吊架(4)，空气弹簧(23)在悬吊梁(5)横向设置的安装平台上垂向布置，车体吊架(4)沿垂向固定安装于空气弹簧(23)上方，垂向减振器(20)沿垂向固定安装在车体吊架(4)上。
8.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：牵引拉杆(21)一端安装在悬吊梁(5)下方的牵引拉杆座上，另一端安装在车体的牵引拉杆座上，且牵引拉杆两端的销轴外部包裹有橡胶套。
9.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：抗侧滚扭杆(22)一端安装于车体吊架(4)上，另一端安装于悬吊梁(5)上。
10.根据权利要求1所述的单电机同时驱动双轴的悬挂式单轨车辆转向架，其特征在于：横向止挡(6)对称设置于车体两端，当车体与悬吊梁(5)的横向位移达到极限位置时，横向止挡(6)限制车体横向位移；分布在悬吊梁(5)下方的横向减振器(25)一端固定安装于吊架(4)侧面，另一端固定安装于悬吊梁(5)上。
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