CN112046524A - 一种铁路车辆的轴端发电装置及转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁路车辆的轴端发电装置及转向架，该装置包括承载鞍、安装架和发电机，所述发电机包括定子、转子和机壳，所述定子安装于所述机壳，所述转子安装于车轴的轴端，所述承载鞍的底面形成有与轴承配合的安装弧形面，所述安装架上端面形成有凹口以容纳部分所述轴承，所述承载鞍和所述安装架围合装配形成环形外端面，所述环形外端面设置有用于与所述机壳配合固定的安装结构。采用这种结构后，承载鞍和安装架围合成环形结构，能够固定于轴承，同时在侧面形成用于安装机壳的环形外端面，使其具有能够安装发电机的完整安装结构，而且在安装时仅需将安装架安装于承载鞍下方即可，安装较为方便。

Description

一种铁路车辆的轴端发电装置及转向架
技术领域
本发明涉及铁路货车技术领域，具体涉及一种铁路车辆的轴端发电装置及转向架。
背景技术
随着国内铁路运输的发展，车辆中需要用电的设备日益增多，但国内铁路货车目前没有外部供电，所以利用车辆动能自行发电成为一种有效的解决方案。
目前国内铁路货车的转向架主要采用三大件式，即由两件侧架和一件摇枕组装而成，侧架与安装有轴承的轮对之间使用承载鞍来进行连接，其中，由于承载鞍的下部是开放设置的，导致发电机的定子只能安装于承载鞍的上部，定子的下部无法固定，且无法形成对发电机转子的完整封闭，同时，在实际应用中，由于铁轨存在连接缝隙，可能会使承载鞍从轴承上跳起，导致发电机的定子与转子相对运动，存在定子与转子相互碰撞从而结构损坏的可能性。
因此，如何提供一种安装结构完整且安装方便的轴端发电装置，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装结构完整且安装方便的轴端发电装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种铁路车辆的轴端发电装置，包括承载鞍、安装架和发电机，所述发电机包括定子、转子和机壳，所述定子安装于所述机壳，所述转子安装于车轴的轴端，所述承载鞍的底面形成有与轴承配合的安装弧形面，所述安装架上端面形成有凹口以容纳部分所述轴承，所述承载鞍和所述安装架围合装配形成环形外端面，所述环形外端面设置有用于与所述机壳配合固定的安装结构。
采用这种结构后，承载鞍和安装架围合成环形结构，能够固定于轴承，同时在侧面形成用于安装机壳的环形外端面，使其具有能够安装发电机的完整安装结构，而且在安装时仅需将安装架安装于承载鞍下方即可，安装较为方便；本轴端发电装置的发电原理是，定子安装于机壳，转子安装于车轴的轴端，机壳与承载鞍相固定，转子与车轴相固定，在车辆行驶时，车轴旋转，而承载鞍不随之旋转，使定子与转子相对旋转，继而发电。
可选地，所述安装架包括第一安装架，所述第一安装架能够固定连接于所述承载鞍的前端部，所述第一安装架和所述承载鞍形成所述环形外端面。
可选地，所述第一安装架的所述凹口设有凸出的环状卡接部，所述卡接部用于与所述机壳上的相应凹槽卡接。
可选地，所述安装架还包括第二安装架，所述第二安装架能够固定于所述承载鞍的后端部。
可选地，所述安装架为一体式结构。
可选地，所述机壳通过螺栓固定于所述环形外端面，所述承载鞍包括前端部和后端部，所述前端部和所述后端部局部外缘向外延伸形成第一安装座和第二安装座，所述第一安装座和相对应的所述第二安装座设置有同轴通孔，以安装所述螺栓；所述安装架的前端面一侧局部外缘向外延伸形成第三安装座，所述第三安装座设置有螺栓或螺钉安装孔。
可选地，所述承载鞍和所述安装架在相对接部分的外侧分别设有径向延伸的第一凸台和第二凸台，相对应的所述第一凸台和第二凸台设有可供螺钉穿过的同轴孔洞，以设置螺钉或螺栓固定连接所述承载鞍和所述安装架。
可选地，所述机壳与所述环形外端面密封连接。
可选地，所述转子包括磁性部件、环形筒和固定在所述环形筒内部的固定板，所述固定板将所述环形筒的内腔沿轴向隔离形成第一筒段和第二筒段，所述第一筒段为安装腔，所述安装腔的开口端密封抵靠所述轴承的内圈，所述磁性部件安装于所述第二筒段；所述固定板上设置有与轴端螺栓孔同轴的通孔，螺栓的螺纹部穿过所述固定板上的所述通孔螺纹连接于所述轴端螺栓孔的内部。
本发明还提供一种铁路车辆的转向架，包括构架和摇枕，安装有上述任一项所述的轴端发电装置。
本发明中的铁路车辆的转向架包括上述轴端发电机装置，故转向架也具有轴端发电机装置的上述技术效果。
附图说明
图1是轴端发电装置的整体结构示意图；
图2是承载鞍和安装架的结构示意图；
图3是转子的结构示意图。
图1-3中的附图标记说明如下：
1承载鞍、11安装弧形面、12第一凸台、13第一安装座、14第二安装座；
2安装架、21第一安装架、22第二安装架、23凹口、231卡接部、24第三安装座、25第二凸台；
3机壳；
4发电机、41定子、42转子、421环形筒、422固定板、423通孔；
5轴承。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-图2，图1是轴端发电装置的整体结构示意图；图2是承载鞍和安装架的结构示意图。
本发明提供一种铁路车辆的轴端发电装置，包括承载鞍1、安装架2、机壳3和发电机4，发电机4包括定子41和转子42，定子41安装于机壳3，转子42安装于车轴的轴端，承载鞍1的底面形成有与轴承5配合的安装弧形面11，安装架2上端面形成有凹口23以容纳部分轴承5，承载鞍1和安装架2围合装配形成环形外端面，环形外端面设置有用于与机壳3配合固定的安装结构。
采用这种结构后，如图1所示，承载鞍1和安装架2围合成环形结构，能够固定于轴承5，同时在侧面(指车轮的外侧方向)形成用于安装机壳3的环形外端面，使其具有能够安装发电机4的完整安装结构，而且在安装时仅需将安装架2安装于承载鞍1下方即可，安装较为方便；其中，发电机4的发电原理是，定子41安装于机壳，转子42安装于车轴的轴端，机壳3与承载鞍1相固定，转子42与车轴相固定，在车辆行驶时，车轴5旋转，而承载鞍1不随之旋转，使定子41与转子42相对旋转，继而发电。
进一步地，安装架2包括第一安装架21，该第一安装架21能够固定连接于承载鞍1的前端部，与承载鞍1相围合，在侧面形成环形外端面，而且，第一安装架21的凹口23设有突出的环状卡接部231，该卡接部231用于与定子41上相应的凹槽进行卡接。
第一安装架21能够对承载鞍1进行限位，其凹口23能够配合轴承5的下部，使第一安装架21和承载鞍1围合后能够与轴承5保持相对固定，防止在车辆行驶过程中，由于铁轨的缝隙等原因使承载鞍1从轴承5上跳起，导致发电机4损坏。
第一安装架21还能对发电机4的定子41进行限位，定子41设置有凹槽，该凹槽能够与第一安装架21设置的卡接部231相卡接，而且由于定子41与机壳3固定连接，第一安装架21还能防止承载鞍1在轴承5的轴向方向上的移动，进一步地保证了发电机4的安全性。
如图2所示，卡接部231的外侧(车轮的外侧方向)与第一安装架21整体结构的外侧，存在一定的距离，该距离是为了防止发电机4的转子42与第一安装架21可能发生的碰撞，导致转子42损坏，同样的，承载鞍1的外侧也留有安全距离。
安装架2还包括第二安装架22，第二安装架22能够固定于承载鞍1的后端部，其作用是对承载鞍1进行进一步限位，防止仅依靠第一安装架21可能对承载鞍1限位不牢固。
需要注意的是，在实施例中，安装架2为分体式结构，其主要结构包括第一安装架21和第二安装架22，而在实际应用中，安装架2也可以是一体式结构，例如将第一安装架21和第二安装架22合为一体，变为厚度变厚的单个安装架，当然，实施例中的分体式结构更能够节省材料，而且能够减小轴端发电装置的整体重量。
进一步地，在实际应用中，也可以不设置第二安装架22，仅靠第一安装架21来固定承载鞍1，由于机壳3的安装面在第一安装架21和承载鞍1上，所以轴端发电装置的功能不会被影响，而且还能进一步地减小轴端发电装置的整体重量。
请继续参考图1，在实施例中，机壳3通过螺栓固定于环形外端面，承载鞍1包括前端部和后端部，该前后指的是在车轴的轴向方向，车辆外侧部分为前，内侧为后。
前端部和后端部局部外缘向外延伸形成第一安装座13和第二安装座14，第一安装座13和相对应的第二安装座14设置有同轴通孔，以安装螺栓或者螺钉。相对应地，机壳3上端也设有与第一安装座13和第二安装座14同轴的通孔，用以将机壳3固定于承载鞍1。
需要指出，第二安装座14的作用只是加强承载鞍1与机壳3之间连接的稳定性，而在实际应用中，也可以不设置第二安装座14，仅靠第一安装座13来安装螺栓或螺钉，用以与机壳3固定连接，这样承载鞍1的后端部外缘即无需向外延伸，能够节省材料以及进一步减小轴端发电装置的整体重量。
安装架2的前端面一侧局部外缘同样的向外延伸形成第三安装座24，第三安装座24设置有螺栓或螺钉的安装孔，相对应地，机壳3下端也设有与第三安装座24同轴的通孔，用以将机壳3固定于安装架2。
机壳3通过螺钉螺栓与环形外端面固定连接，在螺栓上紧之后，机壳3与环形外端面之间能够密封，使发电机4所处的内部环境与车辆的外部环境相隔离，这样能够防止车辆外部可能存在的恶劣环境对发电机4产生影响，加强了本轴端发电装置的安全性。
需要说明的是，机壳3与环形外端面之间通过螺栓连接只是本实施例所采用的一种连接方式，这种连接方式便于机壳3的安装与拆卸，而在实际应用中，机壳3与环形外端面之间亦可通过其他连接方式连接，只要保证机壳3能够与承载鞍1和安装架2相对固定，且在车辆行驶过程中，其内部的发电机4能够正常运作即可。
请参考图2，承载鞍1和安装架2在相对接部分的外侧分别设有径向延伸的第一凸台12和第二凸台25，相对应的第一凸台12和第二凸台25设有可供螺钉穿过的同轴孔洞，以设置螺钉或螺栓固定连接承载鞍1和安装架2。在安装时，将第一凸台12与相对应的第二凸台25对齐，通过螺钉螺栓将承载鞍1和安装架2固定连接。
同样的，该螺栓连接只是本实施例所采用的一种连接方式，设置第一凸台12和第二凸台25是螺旋连接所需，而在实际应用中，亦可选择其他连接方式，只要保证承载鞍1和安装架2能够固定连接，整体套于车轴即可，若实际使用的连接方式没有设置第一凸台12和第二凸台25的需要，也可以不设置第一凸台12和第二凸台25。
在实施例中，转子42包括磁性部件(图中未示出)、环形筒421和固定在环形筒421内部的固定板422，固定板422将环形筒421的内腔沿轴向隔离形成第一筒段和第二筒段，第一筒段为安装腔，安装腔的开口端密封抵靠于轴承5的内圈，磁性部件安装于第二筒段，固定板422上设置有与轴端螺栓孔同轴的通孔423，螺栓的螺纹部穿过固定板422上的通孔423，螺纹连接于轴端螺栓孔的内部。
本文附图虽未示出磁性部件，但是并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。
采用这种结构，转子42能够与车轴相固定，且转子42与车轴的连接方式与车轴和原轴端盖相同，均是通过螺栓连接，通孔423能够与设置于车轴的轴端螺栓孔相匹配，车轴无需设置新的连接结构用以连接转子42，便于本轴端发电装置的安装。
本发明还提供一种铁路车辆的转向架，包括构架和摇枕，其安装有轴端发电装置。该轴端发电装置为上文所描述的轴端发电装置，由于轴端发电装置已具有如上的技术效果，那么本转向架也应具有同样的技术效果，故在此不再赘述。
在实际应用中，若铁路车辆的用电量较少，一个轴端发电装置就足以供给用电时，转向架可以仅安装一个轴端发电装置；若铁路车辆的用电量较大，需要多个轴端发电装置才能够供给用电时，转向架也可以在多个轴端分别安装轴端发电装置以供所需。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁路车辆的轴端发电装置，其特征在于：包括承载鞍(1)、安装架(2)和发电机(4)，所述发电机(4)包括定子(41)、转子(42)和机壳(3)，所述定子(41)安装于所述机壳(3)，所述转子(42)安装于车轴的轴端，所述承载鞍(1)的底面形成有与轴承(5)配合的安装弧形面(11)，所述安装架(2)上端面形成有凹口(23)以容纳部分所述轴承(5)，所述承载鞍(1)和所述安装架(2)围合装配形成环形外端面，所述环形外端面设置有用于与所述机壳(3)配合固定的安装结构。
2.根据权利要求1所述轴端发电装置，其特征在于：所述安装架(2)包括第一安装架(21)，所述第一安装架(21)能够固定连接于所述承载鞍(1)的前端部，所述第一安装架(21)和所述承载鞍(1)形成所述环形外端面。
3.根据权利要求2所述轴端发电装置，其特征在于：所述第一安装架(21)的所述凹口(23)设有凸出的环状卡接部(231)，所述卡接部(231)用于与所述机壳(3)上的相应凹槽卡接。
4.根据权利要求2所述轴端发电装置，其特征在于：所述安装架(2)还包括第二安装架(22)，所述第二安装架(22)能够固定于所述承载鞍(1)的后端部。
5.根据权利要求1所述轴端发电装置，其特征在于：所述安装架(2)为一体式结构。
6.根据权利要求1所述轴端发电装置，其特征在于：所述机壳(3)通过螺栓固定于所述环形外端面，所述承载鞍(1)包括前端部和后端部，所述前端部和所述后端部局部外缘向外延伸形成第一安装座(13)和第二安装座(14)，所述第一安装座(13)和相对应的所述第二安装座(14)设置有同轴通孔，以安装所述螺栓；
所述安装架(2)的前端面一侧局部外缘向外延伸形成第三安装座(24)，所述第三安装座(24)设置有螺栓或螺钉的安装孔。
7.根据权利要求1-6任一项所述轴端发电装置，其特征在于：所述承载鞍(1)和所述安装架(2)在相对接部分的外侧分别设有径向延伸的第一凸台(12)和第二凸台(25)，相对应的所述第一凸台(12)和第二凸台(25)设有可供螺钉穿过的同轴孔洞，以设置螺钉或螺栓固定连接所述承载鞍(1)和所述安装架(2)。
8.根据权利要求1-6任一项所述轴端发电装置，其特征在于：所述机壳(3)与所述环形外端面密封连接。
9.根据权利要求1-6任一项所述轴端发电装置，其特征在于：所述转子(42)包括磁性部件、环形筒(421)和固定在所述环形筒(421)内部的固定板(422)，所述固定板(422)将所述环形筒(421)的内腔沿轴向隔离形成第一筒段和第二筒段，所述第一筒段为安装腔，所述安装腔的开口端密封抵靠所述轴承(5)的内圈，所述磁性部件安装于所述第二筒段；
所述固定板(422)上设置有与轴端螺栓孔同轴的通孔(423)，螺栓的螺纹部穿过所述固定板(422)上的所述通孔(423)螺纹连接于所述轴端螺栓孔的内部。
10.一种铁路车辆的转向架，包括构架和摇枕，其特征在于：安装有轴端发电装置，所述轴端发电装置为权利要求1-9任一项所述轴端发电装置。
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