CN113997969B - 一种托臂结构及磁浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托臂结构，包括托臂模块、托臂安装座、上覆盖板以及下连接件；所述托臂模块分左右对称布置，并通过所述上覆盖板和下连接件相连接；所述托臂模块的顶部设置有呈梯形的突出部，所述托臂安装座具有开口向下的楔形内腔，所述托臂模块的顶部和托臂安装座上设置有与纵梁上的安装孔相对应的螺栓孔，所述托臂模块顶部的突出部与所述托臂安装座的楔形内腔以嵌入的形式过盈配合，并通过螺栓将所述托臂模块、托臂安装座以及纵梁底部相连接。该托臂结构基于高速下的低动力作用悬浮架的中置式结构进行设计，能够加强悬浮架结构强度和可靠性，并能够满足设备拆装和维护的需求。

Description

一种托臂结构及磁浮列车

技术领域

本发明涉及磁浮列车技术领域，尤其是磁浮列车的托臂结构。本发明还涉及设有所述托臂结构的磁浮列车。

背景技术

磁悬浮列车通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行，是一种现代化的高科技轨道交通工具。

悬浮系统、推进系统和导向系统是磁悬浮列车的三大组成部分，车体纵梁和横梁是磁浮列车车体的核心部件，在磁浮列车结构中起着承上启下的作用，对磁悬浮列车的使用性能有着至关重要的影响，因此，对产品性能有较高的要求

高速磁浮面临线速度高、线路激励频带范围宽、车辆稳定性和安全性要求高等特点。托臂是高速磁浮列车悬浮架结构中主要的承载部件，而传统的托臂，其顶部都是简单地与纵梁底部直接连接在一起，这种结构在安装之后，存在连接强度较低的问题，其整体结构的稳定性有待进一步提高。

另外，一体化的托臂结构不利于合理布置导向电磁铁，而且，也不便于进行拆装和维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种托臂结构。该托臂结构基于高速下的低动力作用悬浮架的中置式结构进行设计，能够加强悬浮架结构强度和可靠性，并能够满足设备拆装和维护的需求。

本发明的另一目的在于提供一种设有所述托臂结构的磁浮列车。

为实现上述目的，本发明提供一种托臂结构，包括托臂模块、托臂安装座、上覆盖板以及下连接件；所述托臂模块分左右对称布置，并通过所述上覆盖板和下连接件相连接；所述托臂模块的顶部设置有呈梯形的突出部，所述托臂安装座具有开口向下的楔形内腔，所述托臂模块的顶部和托臂安装座上设置有与纵梁上的安装孔相对应的螺栓孔，所述托臂模块顶部的突出部与所述托臂安装座的楔形内腔过盈配合，并通过螺栓将所述托臂模块、托臂安装座以及纵梁底部相连接。

可选地，所述托臂安装座包括底板和基座，所述突出部前后方向上的侧壁为倾斜的侧壁，所述基座为中空的矩形，其前后方向的内壁为倾斜的内壁。

可选地，所述突出部前后方向上的侧壁倾角小于所述基座前后方向的内壁倾角。

可选地，所述基座前后方向的内壁倾角为15°-25°。

可选地，所述底板的平面尺寸大于所述基座，其四周在所述基座的顶部形成超出所述基座的外边沿。

可选地，所述底板的厚度为4mm-6mm，所述基座的壁厚为8mm-12mm。

可选地，所述托臂模块相对的侧面设有对应于所述上覆盖板的第一安装孔，所述上覆盖板的两端分别通过螺栓与所述托臂模块相连接；所述托臂模块相对的侧面设有对应于所述下连接件的第二安装孔，所述下连接件的两端分别通过螺栓与所述托臂模块相连接；所述上覆盖板与下连接件之间形成用于布置导向电磁铁的中部空间。

可选地，所述上覆盖板包括扇形盖和位于所述扇形盖内顶面的多道相互平行的竖向连接板，所述连接板设置有导向电磁铁安装孔。

可选地，所述下连接件为中空结构，包括位于中间的等径段和位于两端的扩口段，所述扩口段的径向尺寸从所述等径段向所述托臂模块逐渐变大；所述等径段在倾斜的上表面设置有导向电磁铁固定孔。

为实现上述另一目的，本发明提供一种磁浮列车，包括悬浮系统、推进系统和导向系统，所述悬浮系统设有上述任一项所述的托臂结构。

本发明所提供的托臂结构，不再是单一的托臂结构，而是分为两个部分，采用可拆卸的组合托臂结构，并通过连接件连接在一起，其左右两个托臂模块通过上覆盖板和下连接件进行衔接，一方面加强了组合托臂的整体强度，便于拆装和维护，同时为导向电磁铁预留了充足的安装空间；而且，其托臂模块不再是简单的和纵梁直接连接在一起，而是通过突出部与托臂安装座的楔形配合，再加上贯通纵梁底部、托臂安装座、托臂模块的连接方式，提高了悬浮架整体的结构强度的安装稳定性，使得磁浮车辆在高速运行环境下仍然具备良好的运行安全性和稳定性。

本发明所提供的磁浮列车设有所述托臂结构，由于所述托臂结构具有上述技术效果，则设有该托臂结构的磁浮列车也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种托臂结构的托臂模块通过上覆盖板和下连接件进行连接的示意图；

图2为托臂模块的侧视图；

图3为托臂安装座的结构示意图；

图4为上覆盖板的结构示意图；

图5为图4的A向视图；

图6为图4的B向视图；

图7为下连接件的结构示意图。

图中：

1.托臂模块11.悬浮电磁铁安装孔12.空腔13.第一安装孔14.第二安装孔2.托臂安装座21.底板22.基座221.内壁3.上覆盖板31.外翻边311.螺栓孔32.扇形盖33.连接板331.导向电磁铁安装孔4.下连接件41.外翻边411.螺栓孔42.等径段43.扩口段44.固定孔5.突出部51.侧壁

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，说明书文字有对方向定义的部分，优先采用文字定义的方向，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

如图1、图2、图3所示，在一种具体实施例中，本发明提供的托臂结构主要由两个托臂模块1、托臂安装座2、上覆盖板3以及下连接件4等组成，托臂模块1呈月牙形，也可以视为是“C”字形，其下端向内延伸的长度大于上端向内延伸的长度，可以采用铝合金材料铸造或锻造成型，托臂模块1在底部设置有悬浮电磁铁安装孔11，托臂1的中间部分在不影响强度的前提下采用中空设计，从而形成了在前后方向上延伸的空腔12。

两个托臂模块1分左右对称布置，并通过上覆盖板3和下连接件4相连接，每一个托臂模块1的上端与托臂安装座2连接，托臂安装座2通螺栓连接在纵梁(图中未示出)上，每一个托臂模块1的下端则与悬浮电磁铁连接，两个托臂模块1通过上覆盖板3和下连接件4联系在一起。该结构的托臂模块1便于拆装和维护，同时左右托臂模块1的双衔接模式能有效提高悬浮架结构强度。

具体地，两个托臂模块1相对的侧面设有对应于上覆盖板的第一安装孔13，上覆盖板3的两端分别形成有外翻边31，并在外翻边31上设计有螺栓孔311，这样，便可以通过螺栓与托臂模块1相连接；两个托臂模块1相对的侧面设有对应于下连接件的第二安装孔14，下连接件4的两端也分别形成有外翻边41，并在外翻边41上设计有螺栓孔411，下连接件4的两端分别通过螺栓与托臂模块1相连接。

每一个托臂模块1在顶部设置有梯形的突出部5，以便与托臂安装座2呈楔形连接。

托臂安装座2分为底板21和基座22两部分，底板21厚5mm左右，基座22为中空的矩形，壁厚为10mm左右，相比基座，底板21的长宽均高出20mm左右，也就是说，底板21的平面尺寸大于基座22，其四周在基座22的顶部形成超出基座22的边缘，突出部5前后方向上的侧壁为倾斜的侧壁51，基座22前后方向的内壁为倾斜的内壁221，其内壁倾角为20°，突出部5前后方向上的侧壁倾角小于基座22前后方向的内壁倾角。

采用上述结构之后，托臂安装座2便可以形成开口向下的楔形内腔，托臂模块1顶部的突出部5与托臂安装座2的楔形内腔能够以嵌入的形式过盈配合，托臂模块1的顶部和托臂安装座2上设置有对应的螺栓孔，纵梁上也有于该孔相对应的安装孔，组装时，通过托臂模块1顶部的突出部5与托臂安装座2楔形配合后，再通过螺栓将托臂模块1、托臂安装座2以及纵梁底部连接在一起。

这种多配件组装的方式，可以随时方便拆卸和安装，不会对设备的拆装和维护造成麻烦，其次，由于是通过双托臂模块连接悬浮电磁铁和悬浮架纵梁，可提高整体强度，保证了高速下悬浮架的结构可靠性，而托臂安装座2和托臂模块1的连接又保证了托臂模块1的安装强度，使整体结构更加稳定。

上覆盖板3与下连接件4之间形成用于布置导向电磁铁的中部空间，上覆盖板3和下连接件4一方面加强了结构整体强度，同时又为导向电磁铁提供了足够的安装空间

如图4、图5、图6所示，上覆盖板3呈类似马鞍的形状，包括呈拱形的扇形盖32和位于扇形盖32内顶面的多道相互平行的连接板33，本实施例中，连接板33的数量为四块，大体上呈偏向于一侧的倒置三角形，并在三角形的下角点处开设有导向电磁铁安装孔331。

当然，根据导向电磁铁的不同，连接板33的数量、位置和形状，也可能与本实施例不同，可以视具体情况进行变化和调整。

如图7所示，下连接件4为中空结构，由位于中间的等径段42和位于两端的扩口段43组成，其中，扩口段43的径向尺寸从等径段42向托臂模块1逐渐变大，而且，在横截面上，其等径段42的断面形状并非规则的正方形或长方形，而是呈倒圆角的梯形形状，其中一组对角为小于90°的锐角，另一组对角为大于90°的钝角，在安装时，整个下连接件4以旋转一定角度的姿态进行安装，其等径段42的一个锐角斜向上，另一个锐角斜向下，等径段42在倾斜的上表面设置有若干固定孔44，以安装导向电磁铁。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，基座22前后方向的内壁倾角可以在15°-25°之间调整，底板21的厚度可以在4mm-6mm之间调整，基座22的壁厚可以在8mm-12mm之间调整，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明的可拆卸式托臂结构应用于高速磁浮低动力作用悬浮架，其采用左右托臂模块1和中部连接件(上覆盖板3和下连接件4)组合的结构形式，两个托臂模块1的中部空间可以合理布置导向电磁铁，一方面便于设备拆装和维护，另一方面加强了悬浮电磁铁和悬浮架纵梁的连接强度，同时为导向电磁铁预留了充足的安装空间；而且，其托臂安装座2和托臂模块1顶部的突出部通过嵌入的方式过盈配合，并通过螺栓连接至纵梁底部，提高了悬浮架整体结构的安装稳定性，使得磁浮车辆在高速运行环境下仍然具备良好的运行安全性和稳定性。

除了上述托臂结构，本发明还提供一种磁浮列车，其具有悬浮系统、推进系统和导向系统，其中，悬浮系统设有上文所描述的托臂结构，有关磁浮列车的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的托臂结构及磁浮列车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种托臂结构，其特征在于，包括托臂模块、托臂安装座、上覆盖板以及下连接件；所述托臂模块分左右对称布置，并通过所述上覆盖板和下连接件相连接；所述托臂模块的顶部设置有呈梯形的突出部，所述托臂安装座具有开口向下的楔形内腔，所述托臂模块的顶部和托臂安装座上设置有与纵梁上的安装孔相对应的螺栓孔，所述托臂模块顶部的突出部与所述托臂安装座的楔形内腔以嵌入的形式过盈配合，并通过螺栓将所述托臂模块、托臂安装座以及纵梁底部相连接；所述托臂安装座包括底板和基座，所述突出部前后方向上的侧壁为倾斜的侧壁，所述基座为中空的矩形，其前后方向的内壁为倾斜的内壁；所述突出部前后方向上的侧壁倾角小于所述基座前后方向的内壁倾角。

2.根据权利要求1所述的托臂结构，其特征在于，所述基座前后方向的内壁倾角为15°-25°。

3.根据权利要求2所述的托臂结构，其特征在于，所述底板的平面尺寸大于所述基座，其四周在所述基座的顶部形成超出所述基座的边缘。

4.根据权利要求3所述的托臂结构，其特征在于，所述底板的厚度为4mm-6mm，所述基座的壁厚为8mm-12mm。

5.根据权利要求1所述的托臂结构，其特征在于，所述托臂模块相对的侧面设有对应于所述上覆盖板的第一安装孔，所述上覆盖板的两端分别通过螺栓与所述托臂模块相连接；所述托臂模块相对的侧面设有对应于所述下连接件的第二安装孔，所述下连接件的两端分别通过螺栓与所述托臂模块相连接；所述上覆盖板与下连接件之间形成用于布置导向电磁铁的中部空间。

6.根据权利要求5所述的托臂结构，其特征在于，所述上覆盖板包括扇形盖和位于所述扇形盖内顶面的多道相互平行的竖向连接板，所述连接板设置有导向电磁铁安装孔。

7.根据权利要求5所述的托臂结构，其特征在于，所述下连接件为中空结构，包括位于中间的等径段和位于两端的扩口段，所述扩口段的径向尺寸从所述等径段向所述托臂模块逐渐变大；所述等径段在倾斜的上表面设置有导向电磁铁固定孔。

8.一种磁浮列车，包括悬浮系统、推进系统和导向系统，其特征在于，所述悬浮系统设有上述权利要求1至7中任一项所述的托臂结构。

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