CN114688211A

CN114688211A - 侧向缓冲减振装置及高速磁悬浮设备

Info

Publication number: CN114688211A
Application number: CN202011629205.8A
Authority: CN
Inventors: 张艳清; 谭浩; 翟茂春; 高文轶; 吕民东; 邹玲; 龚珺; 温谌然; 符晓亚; 周长斌
Original assignee: Casic Feihang Technology Research Institute of Casia Haiying Mechanical and Electronic Research Institute
Current assignee: Casic Feihang Technology Research Institute of Casia Haiying Mechanical and Electronic Research Institute
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-07-01

Abstract

本发明提供了一种侧向缓冲减振装置及高速磁悬浮设备，其中，侧向缓冲减振装置包括多个缓冲减振单元，每一缓冲减振单元包括安装座、保护壳和弹性阻尼块，安装座的一侧面上设有呈环状的容纳槽，安装座的顶面设有用于连接高速磁悬浮设备的机械接口；保护壳呈一侧敞开的中空结构，保护壳的敞开侧能移动的插入容纳槽内并能通过限位件与安装座相接，且保护壳能与安装座的侧面围合形成容置腔；弹性阻尼块设置于容置腔内。本发明能够避免高速磁悬浮设备在高速悬浮过程中出现过大姿态变化，同时保护超导磁体在高速碰摩时不产生损坏。

Description

侧向缓冲减振装置及高速磁悬浮设备

技术领域

本发明涉及缓冲减振技术领域，特别涉及一种侧向缓冲减振装置及高速磁悬浮设备。

背景技术

高速磁悬浮设备是一种利用磁力克服重力，使设备脱离轨道以悬浮态高速运动，以获得零机械摩擦及较小振动环境的设备。高速磁悬浮设备可应用于交通、物流、航天和军事等诸多领域。

侧向缓冲减振装置是高速磁悬浮设备的关键组成部分，与超导磁体外杜瓦的外侧连接。高速磁悬浮设备在运动过程中承受复杂动载，又由于轨道及侧壁设备具有不平顺性等因素，设备会出现侧滚和偏航等非理想姿态，可能导致超导磁体与侧壁设备发生碰撞。碰撞时侧向缓冲减振装置发挥效能，避免悬浮设备上振动冲击敏感部件承受较大振动冲击。因此，悬浮设备必须进行一定的横向缓冲减振处理。

侧向缓冲减振装置一方面要具备足够的刚强度，避免高速碰摩时出现过大变形或产生结构破坏；另一方面，接触位置处材料的弹性模量要相对较小，避免碰摩时划伤损坏侧壁设备；再一方面，要具备空间内任意方向的缓冲减振功能，降低传递至磁悬浮设备上的振动冲击水平。

传统的非悬浮态轨上推进装置，轨道对滑靴具有强约束作用，除严重事故外，设备与轨道侧向碰撞概率几乎为零。但是，现有技术中没有合适的侧向缓冲减振设计以实现对高速磁悬浮设备的侧向缓冲减振。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够对高速磁悬浮设备起到侧向缓冲减振作用的侧向缓冲减振装置。

本发明的另一个目的是提供一种含有上述侧向缓冲减振装置的高速磁悬浮设备。

为达到上述目的，本发明提供了一种侧向缓冲减振装置，其包括多个缓冲减振单元，每一所述缓冲减振单元包括：

安装座，其一侧面上设有呈环状的容纳槽，所述安装座的顶面设有用于连接高速磁悬浮设备的机械接口；

保护壳，其呈一侧敞开的中空结构，所述保护壳的敞开侧能移动的插入所述容纳槽内并能通过限位件与所述安装座相接，且所述保护壳能与所述安装座的侧面围合形成容置腔；

弹性阻尼块，其设置于所述容置腔内。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述限位件为限位螺栓，所述安装座的顶面设有限位通孔，且所述限位通孔贯穿所述容纳槽，所述限位通孔与所述机械接口间隔设置，所述保护壳对应于所述限位通孔的位置设有上下贯通的移动孔，所述移动孔的孔径大于所述限位螺栓的外径，所述限位螺栓能贯穿所述限位通孔和所述移动孔。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述移动孔为长圆孔。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述弹性阻尼块为橡胶阻尼块、聚氨酯阻尼块或金属橡胶阻尼块。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述弹性阻尼块的横截面形状与所述容置腔的横截面形状相适配。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述弹性阻尼块呈圆柱状。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述保护壳为聚四氟乙烯保护壳。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述容纳槽呈圆环状或者长方形环状。

如上所述的侧向缓冲减振装置，其中，所述保护壳能相对所述安装座移动 3mm～5mm。

本发明还提供了一种高速磁悬浮设备，其包括上述的侧向缓冲减振装置。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的侧向缓冲减振装置，通过设置保护壳体，并在保护壳与安装座的侧壁围合的容置腔内设置弹性阻尼块，使得高速磁悬浮设备在悬浮状态下产生一定的侧滚或俯仰姿态时，保护壳最先与侧壁设备进行碰撞与摩擦，避免超导磁体外杜瓦直接与侧壁设备进行碰撞，避免高速磁悬浮设备在高速悬浮过程中出现过大姿态变化，同时保护超导磁体在高速碰摩时不产生损坏；

本发明的侧向缓冲减振装置，采用聚四氟乙烯制成保护壳，利用聚四氟乙烯的摩擦系数极低的性质，既能够增加保护壳的使用寿命，又能够尽可能避免保护壳破坏造价高昂的地面设施；

本发明的高速磁悬浮设备包含上述的侧向缓冲减振装置，因此，该高速磁悬浮设备具有上述侧向缓冲减振装置的全部优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的侧向缓冲减振装置的立体结构示意图；

图2是图1所示的侧向缓冲减振装置的俯视剖视结构示意图；

图3是图1所示的侧向缓冲减振装置的侧视剖视结构示意图。

附图标号说明：

100、安装座；110、容纳槽；120、机械接口；130、限位通孔；

200、保护壳；210、移动孔；

300、弹性阻尼块；

400、限位螺栓；

500、容置腔。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施方式一

如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种侧向缓冲减振装置，其包括多个缓冲减振单元，每一缓冲减振单元包括安装座100、保护壳200和弹性阻尼块300，其中：

安装座100的一侧面上设有呈环状的容纳槽110，安装座100的顶面设有用于连接高速磁悬浮设备的机械接口120，该机械接口120可以与高速磁悬浮设备的超导磁体外杜瓦吊耳的机械接口连接；

保护壳200呈一侧敞开的中空结构，保护壳200的敞开侧能移动的插入容纳槽 110内并能通过限位件与安装座100相接，即保护壳200能通过限位件与安装座100 相接，且保护壳200能相对安装座100移动，并且保护壳200能与安装座100的侧面围合形成容置腔500，保护壳200的移动能调节容置腔500的大小，限位件能避免保护壳200由安装座100上脱落；

弹性阻尼块300设置于容置腔500内，在使用时，当高速磁悬浮设备处于正常悬浮状态时，保护壳200不与侧壁设备接触，当设备发生较大的侧滚或偏航姿态时，保护壳200首先与侧壁设备发生碰撞，进而挤压弹性阻尼块300并相对安装座100向内运动，弹性阻尼块300吸收一部分冲击振动载荷后，将剩余载荷通过安装座100传递至高速磁浮设备，避免了高速磁悬浮设备在高速悬浮过程中出现过大姿态变化，同时保护超导磁体在高速碰摩时不产生损坏。

本发明提供的侧向缓冲减振装置，通过设置保护壳200体，并在保护壳200 与安装座100的侧壁围合的容置腔500内设置弹性阻尼块300，使得高速磁悬浮设备在悬浮状态下产生一定的侧滚或俯仰姿态时，保护壳200最先与侧壁设备进行碰撞与摩擦，避免超导磁体外杜瓦直接与侧壁设备进行碰撞，避免高速磁悬浮设备在高速悬浮过程中出现过大姿态变化，同时保护超导磁体在高速碰摩时不产生损坏。

进一步，保护壳200能相对安装座100移动3mm～5mm，较佳的，保护壳200能相对安装座100移动5mm，以适应设备的较大侧滚或偏航。

进一步，如图3所示，限位件为限位螺栓400，安装座100的顶面设有限位通孔 130，且限位通孔130贯穿容纳槽110，限位通孔130与机械接口120间隔设置，保护壳200对应于限位通孔130的位置设有上下贯通的移动孔210，移动孔210的孔径大于限位螺栓400的外径，以使得限位螺栓400能够在移动孔210内移动，从而使得保护壳200能够相对于安装座100移动，限位螺栓400能贯穿限位通孔130和移动孔 210，以将保护壳200与安装座100相接。

再进一步，移动孔210为长圆孔，这样的结构能够对保护壳200的移动起到导向作用，使得保护壳200能够顺畅的相对安装座100移动。

当然，限位件也可以是设置于容纳槽110的侧壁上的限位销，在保护壳200的外表面设置限位槽，限位销能插入限位槽内并沿限位槽移动，通过限位销与限位槽的配合，使得保护壳200既能相对安装座100移动，又能与安装座100相接。

进一步，弹性阻尼块300为橡胶阻尼块、聚氨酯阻尼块或金属橡胶阻尼块，当然，弹性阻尼块300还可以是EVA塑料块、橡胶泡沫或聚氨酯泡沫，较佳的，考虑到尺寸、结构复杂程度、质量、可靠性、环境适应性(包括载荷适应性、高温/低温适应性、工作时长适应性等)以及成本等影响因素，采用金属橡胶阻尼块作为弹性阻尼块 300。

进一步，弹性阻尼块300的横截面形状与容置腔500的横截面形状相适配，以使得保护壳200与弹性阻尼块300的接触面积最大化，从而使得弹性阻尼块300能够吸收较多的冲击振动载荷。

或者，弹性阻尼块300呈圆柱状，这样的结构便于将弹性阻尼块300置入容置腔500内。

进一步，保护壳200为聚四氟乙烯保护壳200，聚四氟乙烯的摩擦系数极低，既能够增加保护壳200的使用寿命，又能够尽可能避免破坏造价高昂的地面设施。

进一步，容纳槽110呈圆环状或者长方形环状，以便于保护壳200的敞开侧插入。

下面结合附图具体说明本发明的侧向缓冲减振装置的组装及使用过程：

如图1和图3所示，首先，将弹性阻尼块300放入保护壳200内，然后将容置有弹性阻尼块300的保护壳200插入安装座100的容纳槽110内，再将限位螺栓400从上至下依次穿过安装座100的限位通孔130和保护壳200的移动孔210，最后通过安装座100的机械接口120将侧向缓冲减振装置与高速磁浮设备进行连接；

安装完成后，高速磁浮设备正常悬浮时，侧向缓冲减振装置不会与侧壁设备产生剐蹭，当出现侧滚或偏航姿态时，保护壳200与侧壁设备发生高速撞击，进而挤压弹性阻尼块300，保护壳200相对于安装座100发生向内的侧向位移，以实现高速磁浮设备的侧向缓冲减振功能。

实施方式二

本发明还提供了一种高速磁悬浮设备，其包括上述的侧向缓冲减振装置，侧向缓冲减振装置的机械接口120与超导磁体外杜瓦吊耳的机械接口连接，其中，高速磁悬浮设备的具体结构为现有技术，在此不再赘述，且侧向缓冲减振装置的机械接口 120与超导磁体外杜瓦吊耳的机械接口的具体连接方式为现有技术，在此不再赘述。

综上所述，本发明的侧向缓冲减振装置，通过设置保护壳体，并在保护壳与安装座的侧壁围合的容置腔内设置弹性阻尼块，使得高速磁悬浮设备在悬浮状态下产生一定的侧滚或俯仰姿态时，保护壳最先与侧壁设备进行碰撞与摩擦，避免超导磁体外杜瓦直接与侧壁设备进行碰撞，避免高速磁悬浮设备在高速悬浮过程中出现过大姿态变化，同时保护超导磁体在高速碰摩时不产生损坏；

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims

1.一种侧向缓冲减振装置，其特征在于，所述侧向缓冲减振装置包括多个缓冲减振单元，每一所述缓冲减振单元包括：

弹性阻尼块，其设置于所述容置腔内。

2.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述限位件为限位螺栓，所述安装座的顶面设有限位通孔，且所述限位通孔贯穿所述容纳槽，所述限位通孔与所述机械接口间隔设置，所述保护壳对应于所述限位通孔的位置设有上下贯通的移动孔，所述移动孔的孔径大于所述限位螺栓的外径，所述限位螺栓能贯穿所述限位通孔和所述移动孔。

3.根据权利要求2所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述移动孔为长圆孔。

4.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述弹性阻尼块为橡胶阻尼块、聚氨酯阻尼块或金属橡胶阻尼块。

5.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述弹性阻尼块的横截面形状与所述容置腔的横截面形状相适配。

6.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述弹性阻尼块呈圆柱状。

7.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述保护壳为聚四氟乙烯保护壳。

8.根据权利要求1所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述容纳槽呈圆环状或者长方形环状。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的侧向缓冲减振装置，其特征在于，

所述保护壳能相对所述安装座移动3mm～5mm。

10.一种高速磁悬浮设备，其特征在于，所述高速磁悬浮设备包括如权利要求1至9中任一项所述的侧向缓冲减振装置。