RU2180295C1 - Monorail transport system with linear drive train - Google Patents
Monorail transport system with linear drive train Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180295C1 RU2180295C1 RU2001124013/28A RU2001124013A RU2180295C1 RU 2180295 C1 RU2180295 C1 RU 2180295C1 RU 2001124013/28 A RU2001124013/28 A RU 2001124013/28A RU 2001124013 A RU2001124013 A RU 2001124013A RU 2180295 C1 RU2180295 C1 RU 2180295C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transport system
- monorail transport
- running
- wheels
- monorail
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к пассажирским транспортным системам, а именно к монорельсовым системам эстакадного типа с линейным тяговым приводом. The invention relates to passenger transport systems, and in particular to monorail systems of a flyover type with a linear traction drive.
Монорельсовые транспортные системы обладают рядом преимуществ перед другими видами транспорта, как наземного, так и подземного. К этим преимуществам можно отнести следующее: не требуется сплошное земляное полотно с бетонным покрытием или железнодорожный путь со шпалами и рельсами, благодаря чему резко сокращается объем земляных работ при строительстве дороги; стоимость постройки монорельсовой дороги в городах меньше стоимости метрополитена (в 3...8 раз), современной автострады (в 1, 2...3 раза), железной дороги (в 2...6 раз); опыт действующих монорельсовых дорог показывает, что средний уровень эксплуатационных расходов на них на 15-30% ниже, чем у трамвая; монорельсовые дороги в большинстве случаев обеспечивают непрерывную, надежную и безопасную эксплуатацию при самых неблагоприятных погодных условиях. Monorail transport systems have a number of advantages over other modes of transport, both ground and underground. These advantages include the following: a continuous subgrade with a concrete coating or a railway track with sleepers and rails is not required, which greatly reduces the amount of excavation work during the construction of the road; the cost of building a monorail in cities is less than the cost of the subway (3 ... 8 times), a modern highway (1, 2 ... 3 times), and a railway (2 ... 6 times); the experience of existing monorails shows that the average level of operating costs for them is 15-30% lower than that of a tram; monorails in most cases provide continuous, reliable and safe operation in the most adverse weather conditions.
Из перечисленных особенностей монорельсовых дорог следует, что этот вид транспорта имеет преимущества перед существующими видами наземного транспорта и применение его является экономически целесообразным для освоения пассажирских перевозок в условиях города. При этом реализация тягового привода может базироваться на любом известном принципе осуществления скоростной тяги. From the above features of monorails it follows that this type of transport has advantages over existing types of ground transport and its use is economically feasible for the development of passenger traffic in the city. Moreover, the implementation of the traction drive can be based on any known principle for the implementation of high-speed traction.
Известна монорельсовая транспортная система, включающая в себя трассу с ходовой балкой, перемещающийся по трассе электроподвижной состав с шарнирно-сочлененными вагонами, опорными колесами, установленными в местах сочленения вагонов, и направляющими колесами, а также тяговый привод с электродвигателями, размещенными с наружной стороны вагонов (RU 92015239 А, 20.04.1995). A monorail transport system is known, which includes a track with a running beam, an electric rolling stock moving along the track with articulated wagons, support wheels installed at the joints of the wagons, and guide wheels, as well as a traction drive with electric motors located on the outside of the wagons ( RU 92015239 A, 04.20.1995).
Недостаток известной транспортной системы заключается в ее низкой надежности работы, обусловленной применением подверженных отказам вращающихся электродвигателей. A disadvantage of the known transport system is its low reliability due to the use of fail-safe rotating electric motors.
Наиболее близкой к предложенной является монорельсовая транспортная система, содержащая трассу, выполненную в виде размещенной на опорах стальной ходовой балки коробчатого сечения, перемещающийся по трассе электроподвижной состав с головными и пассажирскими вагонами, подвагонные рамы которых закреплены на головных и межвагонных ходовых тележках с ходовыми колесными парами, а также вертикальными и горизонтальными стабилизационными колесными парами, системы электроснабжения и управления, линейный тяговый привод с пассивными элементами, установленными на ходовой балке, и активными элементами в виде индуктора линейного двигателя, установленными на электроподвижном составе и электрически соединенными с системой энергоснабжения (RU 2145557 С1, 20.02.2000). Closest to the proposed one is a monorail transport system containing a track made in the form of a box-shaped steel running beam located on the supports, moving along the track with electric rolling stock with head and passenger cars, the subcar frames of which are fixed to the head and inter-car running trolleys with running wheel pairs, as well as vertical and horizontal stabilization wheel pairs, power supply and control systems, linear traction drive with passive elements s mounted on the feed beam, and the active elements in the form of an inductor of a linear motor mounted on the electric rolling stock, and electrically connected to the power supply system (RU 2145557 C1, 20/02/2000).
Недостаток указанной транспортной системы также связан с невысокой эксплуатационной надежностью, предопределенной несовершенством конструктивного построения ходовых тележек и линейного двигателя. The disadvantage of this transport system is also associated with low operational reliability, predetermined by the imperfection of the structural design of the undercarriage and linear motor.
Задачей изобретения является совершенствование монорельсовой транспортной системы с линейным тяговым приводом и повышение ее эксплуатационных показателей, в частности надежности работы. The objective of the invention is to improve the monorail transport system with a linear traction drive and increase its operational performance, in particular reliability.
Поставленная цель достигается тем, что в монорельсовой транспортной системе, содержащей трассу, выполненную в виде размещенной на опорах стальной ходовой балки коробчатого сечения, перемещающийся по трассе электроподвижной состав с головными и пассажирскими вагонами, подвагонные рамы которых закреплены на головных и межвагонных ходовых тележках с ходовыми колесными парами, а также вертикальными и горизонтальными стабилизационными колесными парами, системы электроснабжения и управления, линейный тяговый привод с пассивными элементами, установленными на ходовой балке, и активными элементами в виде индуктора линейного двигателя, установленными на электроподвижном составе и электрически соединенными с системой энергоснабжения, ходовые тележки выполнены в виде компоновочных узлов, первый из которых объединяет пары ходовых и горизонтальных стабилизационных колес, а второй узел объединяет вертикальные стабилизационные колеса и индуктор линейного двигателя, при этом ходовые и горизонтальные стабилизационные колеса в первом компоновочном узле закреплены жестко относительно друг друга, а второй компоновочный узел закреплен относительно первого узла посредством упругих деформируемых элементов и промежуточных передаточных элементов, упругие деформируемые элементы выполнены с обеспечением взаимного смещения двух компоновочных узлов по одной из трех осей, нормальной к плоскости движения подвижного состава, а промежуточные передаточные элементы - с возможностью фиксации относительного положения двух компоновочных узлов относительно друг друга по двум другим осям, имеющиеся на ходовых тележках узлы крепления к подвагонным рамам расположены на общей оси, нормальной к плоскости движения подвижного состава и проходящей через ось качения ходовых колесных пар, а плоскости качения по ходовой балке вертикальных стабилизационных колес, поджимаемых к ходовой балке упругими деформируемыми элементами, расположены ниже плоскости качения ходовых колес, пассивные элементы линейного тягового привода установлены на верхней внешней поверхности короба ходовой балки, а активные элементы - на компоновочных узлах ходовых тележек с обеспечением упругой подвески и базирования на вертикальные стабилизационные колеса. This goal is achieved by the fact that in a monorail transport system containing a track made in the form of a box-shaped steel running beam located on the supports, an electrically rolling train moving along the track with head and passenger cars, the subcar frames of which are mounted on the head and inter-car running trolleys with running wheeled in pairs, as well as vertical and horizontal stabilization wheelsets, power supply and control systems, linear traction drive with passive element mounted on the navigation beam and active elements in the form of a linear motor inductor mounted on an electric rolling stock and electrically connected to the power supply system, the traveling trolleys are made in the form of assembly units, the first of which combines pairs of running and horizontal stabilization wheels, and the second unit combines vertical stabilization wheels and linear motor inductor, while running and horizontal stabilization wheels in the first assembly are rigidly fixed rel relative to each other, and the second assembly is fixed relative to the first assembly by means of elastic deformable elements and intermediate transmission elements, elastic deformable elements are made to ensure mutual displacement of the two assembly nodes along one of the three axes normal to the plane of movement of the rolling stock, and the intermediate transmission elements with the possibility of fixing the relative position of the two assembly units relative to each other along two other axes available on the undercarriage The mounting brackets for the subcar frames are located on a common axis normal to the plane of movement of the rolling stock and passing through the rolling axis of the running wheelsets, and the rolling planes along the running beam of the vertical stabilization wheels pressed to the running beam by elastic deformable elements are located below the rolling plane of the running wheels, passive elements of the linear traction drive are installed on the upper outer surface of the undercarriage box, and the active elements are on the assembly units of the running trolleys with elastic suspension and basing on vertical stabilization wheels.
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения. Partial essential features of the invention contribute to the solution of the problem.
Ходовая балка выполнена из стальных листов марки 15ХСНД с пределом прочности не менее 40 кгс/мм2.The running beam is made of steel sheets of grade 15HSND with a tensile strength of at least 40 kgf / mm 2 .
Поперечное сечение короба ходовой балки образовано соответственно нижней и верхней полками и двумя вертикальными стенками, при этом отношение расстояний между внешними поверхностями полок и вертикальными стенками находится в пределах 1,1...1,2. The cross section of the undercarriage box is formed by the lower and upper shelves and two vertical walls, respectively, while the ratio of the distances between the outer surfaces of the shelves and the vertical walls is within 1.1 ... 1.2.
Расстояние между внешними поверхностями верхней и нижней полок составляет 1000...1100 мм. The distance between the outer surfaces of the upper and lower shelves is 1000 ... 1100 mm.
Полки и вертикальные стенки короба ходовой балки соединены между собой посредством сварки и резьбовых элементов. Shelves and vertical walls of the undercarriage box are interconnected by welding and threaded elements.
Вертикальные стенки короба ходовой балки соединены с верхней полкой с образованием в верхней полке симметричных внешних консольных выступов, отношение размеров которых к ширине верхней полки находится в пределах 0,1... 0,15. The vertical walls of the undercarriage box are connected to the upper shelf with the formation in the upper shelf of symmetrical external cantilevered protrusions, the ratio of the sizes of which to the width of the upper shelf is in the range 0.1 ... 0.15.
Отношение толщин полок и стенок короба ходовой балки находится в пределах 1,5...2,5. The ratio of the thicknesses of the shelves and walls of the duct box is within 1.5 ... 2.5.
Ширина верхней полки составляет 1190...2010 мм. The width of the upper shelf is 1190 ... 2010 mm.
Величины толщин полок короба ходовой балки находится в пределах 15...30 мм. The thicknesses of the shelves of the undercarriage box are in the range of 15 ... 30 mm.
Ездовые дорожки для ходовых колес образованы на внешней поверхности верхней полки, в том числе и на консольных участках. Driving tracks for running wheels are formed on the outer surface of the upper shelf, including the console sections.
Ширина ездовой дорожки для ходового колеса составляет 300±30 мм. The width of the drive track for the running wheel is 300 ± 30 mm.
Расстояние между срединными плоскостями ходовых колес подвижного состава составляет 900±30 мм. The distance between the median planes of the running wheels of the rolling stock is 900 ± 30 mm.
При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости ходовых колес совмещены с плоскостями вертикальных стенок короба, при этом допустимое их смещение не превышает 2...3 толщин вертикальных стенок. With a nominal installation of rolling stock on the running beam, the median planes of the running wheels are aligned with the planes of the vertical walls of the box, while their permissible displacement does not exceed 2 ... 3 thicknesses of the vertical walls.
Ходовые колеса выполнены с пневматическими шинами. The running wheels are made with pneumatic tires.
Рабочее давление воздуха в шинах ходовых колес находится в пределах 5... 6 атм. The working air pressure in the tires of the running wheels is within 5 ... 6 atm.
Внешний диаметр ненагруженных ходовых колес составляет 1030±5 мм. The outer diameter of unloaded running wheels is 1030 ± 5 mm.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного ходового колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой ходового колеса находится в пределах 1,05...1,1. The ratio of the outer diameter of the unloaded driving wheel to the external diameter of the running wheel loaded with the maximum operating load is in the range 1.05 ... 1.1.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного ходового колеса к внешнему диаметру проколотого ходового колеса находится в пределах 1,1...1,2. The ratio of the outer diameter of the unloaded running wheel to the outer diameter of the punctured running wheel is within 1.1 ... 1.2.
Расстояние между осями ходовых колес головных и межвагонных ходовых тележек составляет 5000±50 мм. The distance between the axles of the running wheels of the head and intercar carriages is 5000 ± 50 mm.
Подвижный состав содержит два головных и от четырех до десяти пассажирских вагонов. The rolling stock contains two head and four to ten passenger cars.
Номинальное значение максимальной длины подвижного состава при шести вагонах составляет 35 м. The nominal value of the maximum length of rolling stock with six cars is 35 m.
Количество сидячих мест в головных вагонах составляет 7, а в пассажирских - 8. The number of seats in the head cars is 7, and in passenger - 8.
Количество пассажиров в подвижном составе с шестью вагонами при максимальной загрузке составляет 350...370. The number of passengers in rolling stock with six cars at maximum load is 350 ... 370.
Масса нетто подвижного состава при шести вагонах составляет 29...31 т. The net mass of rolling stock with six cars is 29 ... 31 tons.
Расстояние между торцами смежных вагонов подвижного состава составляет 600±10 мм. The distance between the ends of adjacent rolling stock cars is 600 ± 10 mm.
Длина пассажирского вагона - расстояние между внешними поверхностями торцевых стенок составляет 4400±50 мм. The length of the passenger car - the distance between the outer surfaces of the end walls is 4400 ± 50 mm.
Ширина вагона - расстояние между внешними поверхностями боковых стенок выполнена переменной и ее номинальное значение находится в пределах 2300... 1922 мм, при этом большее значение размера ширины соответствует нижнему сечению вагона. Car width - the distance between the outer surfaces of the side walls is variable and its nominal value is in the range 2300 ... 1922 mm, while a larger width value corresponds to the lower section of the car.
Номинальное значение высоты вагона по наружному обводу составляет 3320 мм. The nominal value of the height of the car on the outer contour is 3320 mm.
Номинальное значение высоты салона вагона - расстояние между внутренними поверхностями пола и потолка составляет 2200 мм. The nominal value of the height of the interior of the car - the distance between the internal surfaces of the floor and ceiling is 2200 mm.
Длина головного вагона - расстояние между внешней поверхностью торцевой стенки и бампером составляет 6890±50 мм. The length of the head carriage - the distance between the outer surface of the end wall and the bumper is 6890 ± 50 mm.
Длина пассажирского салона головного вагона - расстояние между внешними поверхностями торцевых стенок составляет 4400±50 мм. The length of the passenger compartment of the head carriage - the distance between the outer surfaces of the end walls is 4400 ± 50 mm.
Площадь пола в салонах вагонов для стоящих пассажиров составляет 5 м2.The floor area in the salons of cars for standing passengers is 5 m 2 .
Пассажирские салоны головных вагонов и пассажирских вагонов выполнены каждый с одной автоматической раздвижной дверью по каждому борту. Passenger salons of head cars and passenger cars are each made with one automatic sliding door on each side.
Ширина дверного проема составляет 1200±10 мм. The width of the doorway is 1200 ± 10 mm.
Пассажирские салоны головных вагонов и промежуточные вагоны выполнены каждый с двумя окнами, расположенными симметрично по разные стороны автоматической раздвижной двери по каждому борту. Passenger salons of head cars and intermediate cars are each made with two windows, located symmetrically on opposite sides of the automatic sliding door on each side.
Ширина оконного проема составляет 850±10 мм. The width of the window opening is 850 ± 10 mm.
Головные и межвагонные ходовые тележки выполнены каждая с двумя парами вертикальных стабилизационных колес. The head and intercar carriages are each made with two pairs of vertical stabilization wheels.
Оси пар вертикальных стабилизационных колес расположены симметрично относительно оси пары ходовых колес. The axis of the pairs of vertical stabilization wheels are located symmetrically with respect to the axis of the pair of running wheels.
Расстояние между осями пар вертикальных стабилизационных колес ходовых тележек составляет 500±5 мм. The distance between the axles of the pairs of vertical stabilization wheels of the undercarriage is 500 ± 5 mm.
Ездовые дорожки для вертикальных стабилизационных колес образованы на внутренней поверхностях консольных участков верхней полки короба ходовой балки. Driving tracks for vertical stabilization wheels are formed on the inner surfaces of the cantilever sections of the upper shelf of the undercarriage box.
Ширина ездовой дорожки для вертикального стабилизационного колеса составляет 60...75 мм. The width of the drive track for the vertical stabilization wheel is 60 ... 75 mm.
Расстояние между срединными плоскостями вертикальных стабилизационных колес подвижного состава составляет 1100±20 мм. The distance between the median planes of the vertical stabilization wheels of the rolling stock is 1100 ± 20 mm.
При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости вертикальных стабилизационных колес отстоят от торцов консольных участков верхней полки на 50 мм, при этом допустимое их смещение не превышает 5...10 мм. With a nominal installation of rolling stock on the chassis, the median planes of the vertical stabilization wheels are 50 mm away from the ends of the cantilever sections of the upper shelf, while their permissible displacement does not exceed 5 ... 10 mm.
Номинальный внешний диаметр ненагруженных вертикальных стабилизационных колес составляет 360 мм. The nominal external diameter of unloaded vertical stabilization wheels is 360 mm.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного вертикального стабилизационного колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой вертикального стабилизационного колеса находится в пределах 1,01.. .1,02. The ratio of the outer diameter of the unloaded vertical stabilization wheel to the outer diameter of the vertical stabilization wheel loaded with the maximum operational load is in the range 1.01 ... .1.02.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного вертикального стабилизационного колеса к внешнему диаметру частично разрушенного вертикального стабилизационного колеса находится в пределах 1,05...1,07. The ratio of the outer diameter of the unloaded vertical stabilization wheel to the outer diameter of the partially destroyed vertical stabilization wheel is in the range of 1.05 ... 1.07.
Вертикальные стабилизационные колеса поджаты к своим ездовым дорожкам за счет усилия упругого элемента, связывающего компоновочные узлы ходовой тележки. Vertical stabilization wheels are pressed to their driving tracks due to the efforts of the elastic element connecting the assembly nodes of the undercarriage.
Упругое смещение компоновочных узлов тележки относительно друг друга составляет 70...100 мм. The elastic displacement of the assembly nodes of the trolley relative to each other is 70 ... 100 mm.
Головная и межвагонные ходовые тележки выполнены каждая с двумя парами горизонтальных стабилизационных колес. The head and intercar carriages are each made with two pairs of horizontal stabilization wheels.
Оси пар горизонтальных стабилизационных колес расположены симметрично относительно оси пары ходовых колес. The axis of the pairs of horizontal stabilization wheels is located symmetrically with respect to the axis of the pair of running wheels.
Номинальное расстояние в продольном направлении между осями пар горизонтальных стабилизационных колес ходовых тележек составляет 1796 мм. The nominal distance in the longitudinal direction between the axles of the pairs of horizontal stabilization wheels of the running trolleys is 1796 mm.
Ездовые дорожки для горизонтальных стабилизационных колес образованы на внешних поверхностях вертикальных стенок короба ходовой балки. Driving tracks for horizontal stabilization wheels are formed on the outer surfaces of the vertical walls of the undercarriage box.
Ширина ездовой дорожки для горизонтальных стабилизационных колес составляет 60...75 мм. The width of the track for horizontal stabilization wheels is 60 ... 75 mm.
Номинальное расстояние в поперечном направлении между осями горизонтальных стабилизационных колес подвижного состава составляет 1260 мм. The nominal distance in the transverse direction between the axles of the horizontal stabilization wheels of the rolling stock is 1260 mm.
Номинальное расстояние между срединными плоскостями горизонтальных стабилизационных колес составляет 1100±20 мм. The nominal distance between the median planes of the horizontal stabilization wheels is 1100 ± 20 mm.
При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости горизонтальных стабилизационных колес отстоят от внутренней поверхности консольных участков верхней полки на 200 мм, при этом допустимое их смещение не превышает 5...10 мм. With a nominal installation of rolling stock on the chassis, the median planes of the horizontal stabilization wheels are 200 mm away from the inner surface of the cantilever sections of the upper shelf, while their permissible displacement does not exceed 5 ... 10 mm.
Номинальный внешний диаметр ненагруженных горизонтальных стабилизационных колес составляет 360 мм. The nominal outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheels is 360 mm.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного горизонтального стабилизационного колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой горизонтального стабилизационного колеса находится в пределах 1,01...1,02. The ratio of the outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheel to the outer diameter of the horizontal stabilization wheel loaded with the maximum operational load is in the range 1.01 ... 1.02.
Отношение внешнего диаметра ненагруженного горизонтального стабилизационного колеса к внешнему диаметру частично разрушенного горизонтального стабилизационного колеса находится в пределах 1,05...1,07. The ratio of the outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheel to the outer diameter of the partially destroyed horizontal stabilization wheel is in the range 1.05 ... 1.07.
Величина пролета между колоннами находится в пределах 20...42 м. The span between the columns is within 20 ... 42 m.
Каждый головной вагон содержит кабину управления. Each head carriage contains a control cabin.
Масса нетто пассажирского вагона составляет 10,5•(0,95...1,05) т. The net weight of a passenger car is 10.5 • (0.95 ... 1.05) tons.
Масса брутто пассажирского вагона составляет 18,5•(0,95...1,05) т. The gross mass of a passenger car is 18.5 • (0.95 ... 1.05) tons.
Масса нетто головного вагона составляет 10,5•(0,95...1,05) т. Net weight of the head carriage is 10.5 • (0.95 ... 1.05) t.
Масса брутто головного вагона составляет 18,5•(0,95...1,05) т. The gross weight of the head carriage is 18.5 • (0.95 ... 1.05) t.
Каждый вагон снабжен системой кондиционирования, подогрева и вентиляции, частично размещенной на крыше кузова. Each car is equipped with air conditioning, heating and ventilation, partially located on the roof of the body.
Каждый вагон снабжен системой громкоговорящей связи. Each carriage is equipped with a speakerphone system.
Пассивные элементы линейного тягового привода выполнены в виде прямоугольных в плане пластин и содержат алюминиевую накладку, выполненную в виде специального профиля, и основание, набранное из ферромагнитных прутков прямоугольного сечения, скрепленных между собой стяжными пластинами. The passive elements of the linear traction drive are made in the form of plates rectangular in plan and contain an aluminum plate made in the form of a special profile and a base composed of rectangular ferromagnetic rods fastened together by tie plates.
Прямоугольные пластины пассивных элементов выполнены с размерами 2000 х 400 мм и толщиной 35 мм. Rectangular plates of passive elements are made with dimensions of 2000 x 400 mm and a thickness of 35 mm.
Масса прямоугольной пластины пассивных элементов составляет 110 кг. The mass of a rectangular plate of passive elements is 110 kg.
Пассивные элементы установлены на внешней поверхности верхней полки короба ходовой балки. Passive elements are installed on the outer surface of the upper shelf of the undercarriage box.
Пассивные элементы установлены на внешней поверхности верхней полки короба ходовой балки с шагом в продольном направлении 0...10 мм. Passive elements are installed on the outer surface of the upper shelf of the undercarriage box with a pitch in the longitudinal direction of 0 ... 10 mm.
Пассивные элементы закреплены на внешней поверхности верхней полки короба ходовой балки посредством резьбовых соединений. Passive elements are fixed on the outer surface of the upper flange of the undercarriage box by means of threaded connections.
Активные элементы линейного тягового привода выполнены в виде прямоугольных в плане пластин и содержат магнитопровод, набранный из тонколистовой электротехнической стали, трехфазную рабочую обмотку, уложенную в пазах магнитопровода, несущий короб защитный кожух для защиты лобовых частей обмотки от механических повреждений. The active elements of the linear traction drive are made in the form of plates rectangular in plan and contain a magnetic circuit drawn from thin-sheet electrical steel, a three-phase working winding laid in the grooves of the magnetic circuit, and a protective casing carrying the box to protect the frontal parts of the winding from mechanical damage.
Масса прямоугольной пластины активных элементов составляет 350 кг. The mass of a rectangular plate of active elements is 350 kg.
Прямоугольные пластины активных элементов выполнены с номинальными размерами 1787 х 400 мм и толщиной 172 мм, при этом отклонения от номинальных величин не превышает 2%. Rectangular plates of active elements are made with nominal dimensions of 1787 x 400 mm and a thickness of 172 mm, while the deviations from the nominal values do not exceed 2%.
Активные элементы установлены на поверхностях компоновочных узлов ходовых тележек, обращенных к ходовой балке. Active elements are mounted on the surfaces of the assembly units of the running trolleys facing the navigation beam.
На компоновочных узлах ходовой тележки установлено по одному активному элементу. On the assembly nodes of the undercarriage, one active element is installed.
Активные элементы установлены на компоновочных узлах ходовых тележек с шагом в продольном направлении подвижного состава 5000 мм. Active elements are installed on the assembly nodes of the running trolleys with a step in the longitudinal direction of the rolling stock of 5000 mm.
Активные элементы закреплены на компоновочных узлах ходовых тележек посредством резьбовых элементов. Active elements are fixed on the assembly nodes of the running trolleys by means of threaded elements.
Между поверхностями активных и пассивных элементов образован номинальный зазор в пределах 20...25 мм при массе нетто подвижного состава. Between the surfaces of active and passive elements, a nominal gap is formed within 20 ... 25 mm with a net mass of rolling stock.
Между поверхностями активных и пассивных элементов зазор при максимальной эксплуатационной нагрузке на подвижной состав составляет 5...15 мм. Between the surfaces of active and passive elements, the gap at the maximum operational load on the rolling stock is 5 ... 15 mm.
Узлы крепления смежных вагонов на основной раме ходовой тележки выполнены в виде шарниров, при этом один смежный вагон крепится при помощи двух шарниров, размещенных на вертикальной прямой, а второй смежный вагон крепится при помощи одного шарнирного узла, размещенного между двумя первыми шарнирными узлами и на одной с ними прямой. The fastening nodes of adjacent wagons on the main frame of the undercarriage are made in the form of hinges, while one adjacent wagon is fastened with two hinges placed on a vertical line, and the second adjacent wagon is fastened with one hinge node located between the first two hinged nodes and on one with them direct.
На фиг.1 представлен подвижной состав. Figure 1 presents the rolling stock.
На фиг.2 приведены ходовые тележки в сборе с подвагонными рамами. Figure 2 shows the undercarriage assembly with subcar frames.
На фиг.3 показан узел соединения подвагонных рам смежных вагонов с межвагонной ходовой тележкой. Figure 3 shows the connection node of the car frames of adjacent cars with an intercar carriage.
На фиг.4 представлен узел соединения подвагонной рамы головного вагона с головной ходовой тележкой. Figure 4 presents the connection node of the car frame of the head carriage with the head running carriage.
На фиг.5 показано поперечное сечение ходовой балки. 5 shows a cross section of a running beam.
На фиг.6 представлено сечение линейного двигателя. Figure 6 presents the cross section of a linear motor.
На фиг.7 показана ходовая тележка для соединения подвагонных рам смежных вагонов (вид сбоку), на фигуре убраны элементы, закрывающие индуктор линейного двигателя. Figure 7 shows the undercarriage for connecting the car frames of adjacent cars (side view), the figure removed the elements that cover the inductor of the linear motor.
На фиг.8 приведен головной вагон, вид спереди. On Fig shows the head car, front view.
На фиг.9 показан головной вагон, вид сверху. Figure 9 shows the head car, a top view.
На фиг.10 представлен пассажирский вагон, вид спереди. Figure 10 presents the passenger car, front view.
На фиг.11 приведен пассажирский вагон, вид сверху. Figure 11 shows a passenger car, a top view.
На фиг.12 приведено поперечное сечение боковых стенок вагонов подвижного состава. On Fig shows a cross section of the side walls of the cars of the rolling stock.
На фиг.13 показано поперечное сечение пола вагонов подвижного состава. On Fig shows a cross section of the floor of the cars of the rolling stock.
Монорельсовая транспортная система содержит трассу, выполненную в виде ходовых балок 1 на опорах с величиной пролета между ними в пределах 20...42 м, перемещающийся по трассе подвижной состав (фиг.1 и 2) с головными 2 и пассажирскими 3 вагонами, установленными на подвагонных рамах 4 с ходовыми колесными парами 5, вертикальными 6 и горизонтальными 7 стабилизационными колесными парами. The monorail transport system contains a track made in the form of running
Ходовые и стабилизационные колесные пары подвижного состава объединены в головные 8 и межвагонные 9 ходовые тележки. Головные ходовые тележки соединены с подвагонными рамами головных вагонов 2, а межвагонные - соответственно и подвагонными рамами смежных пассажирских 3 или пассажирского 3 и головного 2 вагонов. Running and stabilization wheel pairs of rolling stock are combined into head 8 and
Межвагонные тележки подвижного состава обеспечивают его движение по ходовой балке с одновременной его стабилизацией в горизонтальной и вертикальных плоскостях. The intercar wagons of the rolling stock ensure its movement along the running beam with its simultaneous stabilization in horizontal and vertical planes.
Головная и межвагонные ходовые тележки выполнены каждая с одной парой ходовых колес, с двумя парами горизонтальных стабилизационных колес и с двумя парами вертикальных стабилизационных колес. The head and intercar carriages are each made with one pair of running wheels, with two pairs of horizontal stabilization wheels and with two pairs of vertical stabilization wheels.
Соединение подвагонных рам и кузовов вагонов выполняются через демпфирующие элементы - амортизаторы. Кузов головного и пассажирского вагонов и межвагонные перекрытия 10 вместе с размещаемым внутри вагона оборудованием и аппаратурой предназначены для комфортной и безопасной транспортировки пассажиров в различных условиях эксплуатации монорельсового транспорта. The connection of the car frames and car bodies is carried out through damping elements - shock absorbers. The body of the head and passenger cars and intercar floors 10 together with the equipment and apparatus placed inside the car are designed for comfortable and safe transportation of passengers in various operating conditions of monorail vehicles.
Ходовые колеса 5 могут быть выполнены с пневматическими шинами, а рабочее давление воздуха в шинах ходовых колес находится в пределах 5...6 ати. Ходовые пневматические колеса рассчитаны с таким учетом, чтобы выдерживать предельную нагрузку в аварийной ситуации в случае, если второе, рядом расположенное ходовое колесо, будет повреждено. При этом подвижной состав остается на ходу, но скорость его движения должна быть снижена. The
Внешний диаметр ненагруженных пневматических ходовых колес составляет 1030±5 мм, а отношение внешнего диаметра ненагруженного ходового колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой ходового колеса составляет 1,05...1,1, при этом отношение внешнего диаметра ненагруженного ходового колеса к внешнему диаметру проколотого ходового колеса находится в пределах 1,1...1,2. The external diameter of the unloaded pneumatic running wheels is 1030 ± 5 mm, and the ratio of the external diameter of the unloaded running wheel to the external diameter of the running wheel loaded with the maximum operating load is 1.05 ... 1.1, while the ratio of the external diameter of the unloaded running wheel to the external diameter punctured running wheel is within 1.1 ... 1.2.
Расстояние между осями ходовых колес смежных головной и межвагонной ходовых тележек и между смежными межвагонными ходовыми тележками составляет 5000±50 мм. The distance between the axles of the running wheels of the adjacent head and intercar carriages and between the adjacent intercar carriages is 5,000 ± 50 mm.
Горизонтальные стабилизационные колеса имеют резиновую поверхность качения, установлены на осях при помощи шариковых подшипников и обеспечивают стабилизированное движение подвижного состава вдоль ходовой балки при поворотах с различными радиусами, принимая на себя нагрузку, возникающую в результате действия центробежных сил и ветрового давления. Они постоянно прижаты к вертикальной стенке ходовой балки. Внешний диаметр ненагруженных горизонтальных стабилизационных колес составляет 360 мм. Отношение внешнего диаметра ненагруженного горизонтального стабилизационного колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой горизонтального стабилизационного колеса находится в пределах 1,01...1,02. Отношение внешнего диаметра ненагруженного горизонтального стабилизационного колеса к внешнему диаметру частично разрушенного горизонтального стабилизационного колеса находится в пределах 1,05...1,07. Horizontal stabilization wheels have a rubber rolling surface, are mounted on the axles with ball bearings and provide a stable movement of the rolling stock along the chassis during turns with different radii, taking on the load resulting from the action of centrifugal forces and wind pressure. They are constantly pressed against the vertical wall of the chassis. The outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheels is 360 mm. The ratio of the outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheel to the outer diameter of the horizontal stabilization wheel loaded with the maximum operational load is in the range 1.01 ... 1.02. The ratio of the outer diameter of the unloaded horizontal stabilization wheel to the outer diameter of the partially destroyed horizontal stabilization wheel is in the range 1.05 ... 1.07.
Оси пар горизонтальных стабилизационных колес расположены симметрично относительно оси пары ходовых колес. Номинальное расстояние в продольном направлении между осями пар горизонтальных стабилизационных колес ходовых тележек составляет 1800 мм. Расстояние в поперечном направлении между осями горизонтальных стабилизационных колес подвижного состава составляет 1100±20 мм. Расстояние в продольном направлении между осями горизонтальных стабилизационных колес подвижного состава составляет 2100±20 мм. The axis of the pairs of horizontal stabilization wheels is located symmetrically with respect to the axis of the pair of running wheels. The nominal distance in the longitudinal direction between the axes of the pairs of horizontal stabilization wheels of the undercarriage is 1800 mm. The distance in the transverse direction between the axles of the horizontal stabilization wheels of the rolling stock is 1100 ± 20 mm. The distance in the longitudinal direction between the axles of the horizontal stabilization wheels of the rolling stock is 2100 ± 20 mm.
Вертикальные стабилизационные колеса имеют резиновую поверхность качения, установлены на осях при помощи шариковых подшипников и воспринимают опрокидывающие моменты, действующие на состав при прохождении криволинейных участков трассы и ветрового давления. Vertical stabilization wheels have a rubber rolling surface, are mounted on the axles with ball bearings and perceive overturning moments acting on the train when passing curved sections of the track and wind pressure.
Оси пар вертикальных стабилизационных колес расположены симметрично относительно оси пары ходовых колес. Расстояние между осями пар вертикальных стабилизационных колес ходовых тележек составляет 500±5 мм. Внешние диаметры ненагруженных вертикальных стабилизационных колес составляет 360 мм. Отношение внешнего диаметра ненагруженного вертикального стабилизационного колеса к внешнему диаметру нагруженного максимальной эксплуатационной нагрузкой вертикального стабилизационного колеса находится в пределах 1,01...1,02. The axis of the pairs of vertical stabilization wheels are located symmetrically with respect to the axis of the pair of running wheels. The distance between the axles of the pairs of vertical stabilization wheels of the undercarriage is 500 ± 5 mm. The outer diameters of the unloaded vertical stabilization wheels is 360 mm. The ratio of the outer diameter of the unloaded vertical stabilization wheel to the outer diameter of the vertical stabilization wheel loaded with the maximum operating load is in the range 1.01 ... 1.02.
Ходовые тележки снабжены узлами крепления подвагонных рам, при этом (фиг. 3) эти узлы крепления одной из подвагонных рам (левая на фиг.3) выполнены в виде двух шаровых подшипников 11, что позволяет поворачиваться подвагонной раме относительно ходовой тележки в горизонтальной плоскости на угол ±8o.The undercarriages are equipped with attachment points for the car frames, while (Fig. 3) these attachment units for one of the car frames (left in Fig. 3) are made in the form of two
Узлы крепления второй (смежной) подвагонной рамы (правая на фиг.3) на межвагонных тележках выполнены с одним подшипниковым узлом 12, относительно этой тележки возможен поворот подвагонной рамы и в горизонтальной и в вертикальной плоскостях на угол ±8o. При этом узлы крепления 11 и 12 расположены на общей оси 13, нормальной к плоскости движения подвижного состава и проходящей через ось качения ходовых колесных пар, а подшипник 12 расположен между подшипниками 11.The attachment points of the second (adjacent) subcar frame (right in Fig. 3) on the intercar cars are made with one bearing assembly 12, relative to this car, the car can be rotated both in horizontal and vertical planes by an angle of ± 8 o . In this case, the attachment points 11 and 12 are located on a
Подвагонная рама головного вагона соединена с головной ходовой тележкой посредством подшипника 14 (фиг.4) с осью вращения, нормальной к плоскости движения подвижного состава и проходящей через ось качения ходовых колесных пар, что дает возможность поворота подвагонной рамы относительно головной ходовой тележки в горизонтальной плоскости на угол ±8o.The undercarriage frame of the head carriage is connected to the head running carriage by means of a bearing 14 (Fig. 4) with the axis of rotation normal to the plane of movement of the rolling stock and passing through the rolling axis of the running wheel pairs, which makes it possible to rotate the carriage frame relative to the head running carriage in a horizontal plane on angle ± 8 o .
Поперечное сечение ходовой балки выполнено коробчатым (фиг.5). Полки и стенки ходовой балки выполнены из листов стали марки 15ХСНД с пределом прочности не менее 40 кгс/мм2. Поперечное сечение короба ходовой балки образовано соответственно нижней 15 и верхней 16 полками и двумя вертикальными стенками 17, при этом отношение расстояний между внешними поверхностями полок и вертикальными стенками находится в пределах 1,1...1,2. Расстояние между внешними поверхностями верхней и нижней полок составляет 1000...1100 мм. Полки и вертикальные стенки короба ходовой балки соединены между собой посредством сварки и резьбовых элементов. Вертикальные стенки короба ходовой балки соединены с верхней полкой с образованием в верхней полке симметричных внешних консольных выступов 18, отношение размеров которых к ширине верхней полки находится в пределах 0,1...0,15. Ширина верхней полки составляет 1190. . .2010 мм. Отношение толщин полок и стенок короба ходовой балки находится в пределах 1,5. ..2,5, величина толщин полок короба ходовой балки находится в пределах 15...30 мм.The cross section of the chassis is box-shaped (figure 5). Shelves and walls of the undercarriage are made of steel sheets of grade 15HSND with a tensile strength of at least 40 kgf / mm 2 . The cross section of the undercarriage box is formed by the lower 15 and upper 16 shelves and two
Ездовые дорожки для ходовых колес 5 образованы на внешней поверхности верхней полки 16, в том числе и на консольных выступах 18. Ширина ездовой дорожки для ходового колеса составляет 300±30 мм. Расстояние между срединными плоскостями ходовых колес подвижного состава составляет 900±30 мм. При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости ходовых колес совмещены с плоскостями вертикальных стенок 17 короба, при этом допустимое их смещение не превышает 2...3 толщин вертикальных стенок 17. Driving tracks for running
Ездовые дорожки для вертикальных стабилизационных колес образованы на внутренних поверхностях консольных участков верхней полки короба ходовой балки. Ширина ездовой дорожки для вертикального стабилизационного колеса составляет 60. . . 75 мм. Расстояние между срединными плоскостями вертикальных стабилизационных колес подвижного состава составляет 1100±20 мм. При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости вертикальных стабилизационных колес отстоят от торцов консольных участков верхней полки на 50 мм, при этом допустимое их смещение не превышает 5...10 мм. Плоскости качения по ходовой балке вертикальных стабилизационных колес расположены ниже плоскости качения ходовых колес. Driving tracks for vertical stabilization wheels are formed on the inner surfaces of the cantilever sections of the upper shelf of the undercarriage box. The width of the drive track for the vertical stabilization wheel is 60.. . 75 mm. The distance between the median planes of the vertical stabilization wheels of the rolling stock is 1100 ± 20 mm. With a nominal installation of rolling stock on the chassis, the median planes of the vertical stabilization wheels are 50 mm away from the ends of the cantilever sections of the upper shelf, while their permissible displacement does not exceed 5 ... 10 mm. The rolling planes along the running beam of the vertical stabilization wheels are located below the rolling plane of the running wheels.
Ездовые дорожки для горизонтальных стабилизационных колес образованы на внешних поверхностях вертикальных стенок короба ходовой балки. Ширина ездовой дорожки для горизонтальных стабилизационных колес составляет 60...75 мм. Driving tracks for horizontal stabilization wheels are formed on the outer surfaces of the vertical walls of the undercarriage box. The width of the track for horizontal stabilization wheels is 60 ... 75 mm.
При номинальной установке подвижного состава на ходовой балке срединные плоскости горизонтальных стабилизационных колес отстоят от внутренней поверхности консольных участков верхней полки на 200 мм, при этом допустимое их смещение не превышает 5...10 мм. With a nominal installation of rolling stock on the chassis, the median planes of the horizontal stabilization wheels are 200 mm away from the inner surface of the cantilever sections of the upper shelf, while their permissible displacement does not exceed 5 ... 10 mm.
Монорельсовая транспортная система содержит системы электроснабжения и управления, линейный тяговый привод, выполненный в виде пассивных элементов, установленных на ходовой балке, и активных элементов, установленных на подвижном составе и электрически соединенных с системой электроснабжения. The monorail transport system contains power supply and control systems, a linear traction drive made in the form of passive elements mounted on the chassis, and active elements mounted on rolling stock and electrically connected to the power supply system.
Важнейшим узлом транспортной системы, определяющим ее эксплуатационные и коммерческие показатели, конструктивную схему и надежность функционирования, является устройство реализации тяги или тяговый электропривод. The most important node of the transport system, determining its operational and commercial indicators, design and reliability, is a traction device or traction electric drive.
В подвижном составе применен тяговый электропривод на базе линейного асинхронного двигателя (фиг.6). Линейный двигатель передает тяговое усилие бесконтактно за счет электромагнитного взаимодействия активных элементов - индуктора 19 (фиг. 6 и 7) (развернутой обмотки статора асинхронного двигателя), закрепляемого на головных и межвагонных тележках, и вторичного 20 (фиг. 6 и 7) (пассивного) элемента (ротора асинхронного двигателя), представляющего собой ферромагнитно-алюминиевую накладку, установленную на всем протяжении ходовой балки. Подвеска индуктора линейного двигателя обеспечивает номинальный зазор в пределах 20...25 мм при массе нетто подвижного состава, а оптимальный зазор при максимальной эксплуатационной нагрузке на подвижной состав составляет 10. . .15 мм. Ходовые колеса выполняют только функцию опоры подвижного состава, при этом исключается проблема сцепления ходовых колес с ходовой балкой, а значит, и проблема эксплуатации в условиях гололеда и снежного наката. The rolling stock used traction electric drive based on a linear induction motor (Fig.6). The linear motor transmits the traction force non-contact due to the electromagnetic interaction of the active elements - inductor 19 (Fig. 6 and 7) (deployed stator winding of the induction motor), fixed on the head and intercar cars, and secondary 20 (Fig. 6 and 7) (passive) element (rotor of an asynchronous motor), which is a ferromagnetic aluminum plate installed throughout the length of the running beam. The suspension of the inductor of the linear motor provides a nominal clearance of 20 ... 25 mm with a net mass of rolling stock, and the optimal clearance at maximum operating load on the rolling stock is 10.. .15 mm. The running wheels perform only the function of supporting the rolling stock, while eliminating the problem of adhesion of the running wheels to the running beam, and hence the problem of operation under icy and snow conditions.
Тяговый электропривод обеспечивает разгон электроподвижного состава номинальной массой 44000 кг с ускорением 1 м/с2, движение с установившейся скоростью (до 16,6 м/с2, выбег и электрическое торможение с замедлением 1... 1,5 м/с2 до полного останова подвижного состава.The traction electric drive provides acceleration of electric rolling stock with a nominal mass of 44,000 kg with an acceleration of 1 m / s 2 , movement at a steady speed (up to 16.6 m / s 2 , coast and electric braking with a deceleration of 1 ... 1.5 m / s 2 to full stop of rolling stock.
Индуктор 19 содержит магнитопровод 21, набранный из тонколистовой электротехнической стали, трехфазную рабочую обмотку 22, уложенную в пазах магнитопровода 21, несущий короб 23 и кожух 24 для защиты лобовых частей обмотки 22 от механических повреждений. The
Активные элементы линейного привода - индукторы выполнены в виде пластин прямоугольными в плане. Прямоугольные пластины активных элементов выполнены с номинальными размерами 1787 х 400 мм и толщиной 172 мм, при этом отклонение от номинальных величин не превышает 2%. Активные элементы установлены на поверхностях компоновочных узлов ходовых тележек, обращенных к ходовой балке. На компоновочном узле ходовой тележки установлено по одной пластине активного элемента. Активные элементы установлены на узлах ходовых тележек с шагом в продольном направлении подвижного состава 5000 мм и закреплены на них посредством резьбовых элементов. Масса индуктора не превышает 350 кг. The active elements of the linear drive - inductors are made in the form of plates rectangular in plan. Rectangular plates of active elements are made with nominal dimensions of 1787 x 400 mm and a thickness of 172 mm, while the deviation from the nominal values does not exceed 2%. Active elements are mounted on the surfaces of the assembly units of the running trolleys facing the navigation beam. On the assembly of the undercarriage, one plate of the active element is installed. Active elements are mounted on the nodes of the running trolleys with a step in the longitudinal direction of the rolling stock of 5000 mm and are fixed to them by means of threaded elements. The mass of the inductor does not exceed 350 kg.
Пассивный вторичный элемент 20 состоит из алюминиевой накладки 25, выполненной в виде специального профиля, и основания 26, набранного из ферромагнитных прутков прямоугольного сечения, скрепленных между собой стяжными пластинами 27. Длина индуктора по стали - 1763 мм, ширина - 400 мм, толщина 35 мм. Пассивный элемент формируется из блоков длиной 2000 мм. Масса блока вторичного элемента - 110 кг. The passive
Прямоугольные пластины пассивных элементов установлены на внешней поверхности верхней полки короба ходовой балки с шагом в продольном направлении 0. ..10 мм. Прямоугольные пластины пассивных элементов закреплены на внешней поверхности верхней полки короба ходовой балки посредством резьбовых соединений. Rectangular plates of passive elements are mounted on the outer surface of the upper shelf of the undercarriage box with a pitch in the longitudinal direction of 0. ..10 mm. The rectangular plates of the passive elements are fixed on the outer surface of the upper shelf of the undercarriage box by means of threaded connections.
Головные и межвагонные ходовые тележки выполнены в виде компоновочных узлов, один из которых 28 объединяет соответственно пары ходовых 5 и горизонтальных 7 стабилизационных колес, а второй узел 29 объединяет вертикальные стабилизационные колеса 6 и индуктор 19 линейного двигателя, (на фиг.7 представлена межвагонная ходовая тележка). The head and intercar carriages are made in the form of assembly units, one of which 28 combines pairs of running 5 and horizontal 7 stabilization wheels, respectively, and the
Ходовые и горизонтальные стабилизационные колеса на первом компоновочном узле закреплены жестко относительно друг друга, а второй узел с вертикальными стабилизационными колесами и индуктором линейного двигателя закреплен относительно первого узла тележки посредством упругих деформируемых элементов 30 и промежуточных передаточных элементов 31. The running and horizontal stabilization wheels on the first assembly unit are fixed rigidly relative to each other, and the second unit with vertical stabilization wheels and the linear motor inductor is fixed relative to the first unit of the trolley by means of elastic
Деформируемые элементы 30 обеспечивают взаимное смещение двух компоновочных узлов по одной из трех осей, нормальной к плоскости движения подвижного состава, а промежуточные передаточные элементы 31 фиксируют относительное положение этих двух компоновочных узлов тележки относительно друг друга по двум другим осям. На фиг.7 показан вариант горизонтального расположения упругого деформируемого элемента 30, передающего усилие через кинематически соединенные элементы. Вертикальные стабилизационные колеса поджаты к своим ездовым дорожкам за счет усилия упругого элемента, связывающего узлы ходовой тележки.
Отличительной особенностью данного технического решения является независимая упругая подвеска индуктора линейного двигателя на ходовой тележке с базированием на вертикальные стабилизационные колеса, контактирующими с нижней поверхностью консольных выступов 18 ходовой балки. Индуктор 19 размещен по центру над ходовой балкой. Подобное решение позволяет обеспечить наиболее оптимальный режим передачи тепла на поверхности ходовой балки при нагреве вторичного элемента за счет индукционных токов и тем самым устранить влияние осадков и гололедных явлений на плавность движения подвижного состава. Для развития максимальной тяги линейным двигателем необходим минимальный зазор между индуктором и вторичным элементом линейного двигателя, расположенным на ходовой балке. Необходимый зазор обеспечивается вертикальными стабилизационными колесными парами 6, закрепленными на ходовой тележке и катящимися по нижней стороне консольных частей ходовой балки. A distinctive feature of this technical solution is the independent elastic suspension of the linear motor inductor on the undercarriage based on vertical stabilization wheels in contact with the lower surface of the cantilevered
При изменении расстояния от оси ходового колеса до полотна ходовой балки из-за различной нагрузки на колесо в процессе эксплуатации компоновочный узел ходовой тележки с индуктором будет всегда эквидистантен плоскости верхней полки ходовой балки. If you change the distance from the axis of the running wheel to the blade of the running beam due to different loads on the wheel during operation, the assembly of the running trolley with inductor will always be equidistant to the plane of the upper shelf of the running beam.
Передача тягового усилия от индуктора линейного двигателя на ходовую тележку и горизонтальная стабилизация индуктора относительно ходовой тележки осуществляются посредством элементов 31. The transfer of traction from the inductor of the linear motor to the undercarriage and horizontal stabilization of the inductor relative to the undercarriage are carried out by means of
Подвижный состав содержит два головных и может содержать от четырех до десяти пассажирских вагонов. Номинальное значение максимальной длины подвижного состава, содержащего два головных и четыре пассажирских вагона, составляет 35 м. Масса нетто пассажирского вагона составляет 10,5•(0,95...1,05) т. Масса брутто пассажирского вагона составляет 18,5•(0,95...1,05) т. Масса нетто головного вагона составляет 10,5•(0,95...1,05) т. Масса брутто головного вагона составляет 18,5•(0,95...1,05) т. Rolling stock contains two head units and can contain from four to ten passenger cars. The nominal value of the maximum length of rolling stock containing two head and four passenger cars is 35 m. The net weight of the passenger car is 10.5 • (0.95 ... 1.05) t. The gross weight of the passenger car is 18.5 • (0.95 ... 1.05) t. Net weight of the head carriage is 10.5 • (0.95 ... 1.05) t. Gross weight of the head carriage is 18.5 • (0.95 .. .1.05) t.
Каждый головной вагон содержит кабину управления с местом 32 для водителя. Each head carriage contains a control cabin with a
Количество сидячих мест 33 в головных вагонах составляет семь, а в пассажирских вагонах - по восемь сидячих мест 33. Количество пассажиров в подвижном составе (шесть вагонов) при максимальной загрузке составляет 350... 370. Масса нетто подвижного состава (при шести вагонах) составляет 29...31 т. Расстояние между торцами смежных вагонов подвижного состава составляет 600±10 мм. Длина пассажирского вагона - расстояние между внешними поверхностями торцевых стенок составляет 4400±50 мм. Ширина вагона - расстояние между внешними поверхностями боковых стенок - выполнена переменной и ее номинальное значение находится в пределах 2300...1922 мм, при этом большее значение размера ширины соответствует нижнему сечению вагона. Номинальное значение высоты вагона по наружному обводу составляет 3320 мм. Номинальное значение высоты салона вагона - расстояние между внутренними поверхностями пола и потолка - составляет 2200 мм. Длина головного вагона - расстояние между внешней поверхностью торцевой стенки и бампером - составляет 6890±50 мм. Длина пассажирского салона головного вагона - расстояние между внешними поверхностями торцевых стенок - составляет 4400±50 мм. В вагонах предусмотрено по 5 м2 свободной площади 34 для стоящих пассажиров. Номинальная вместимость пассажиров определена из расчета 5 человек на кв. м свободной площади пола.The number of
Каждый вагон с двух сторон оборудуется двухстворчатыми автоматическими раздвижными дверями 35. Ширина дверного проема составляет 1200±10 мм. Each carriage is equipped on both sides with double-wing automatic sliding
Дверные панели сдвигаются по направляющим желобам с наружной стороны вагонов. Предусмотрено три состояния двери: дверь открыта; дверь закрыта; дверь заблокирована. Движение подвижного состава с незаблокированной дверью исключено. Door panels slide along the guide channels from the outside of the cars. There are three door states: the door is open; the door is closed; the door is locked. The movement of rolling stock with an unlocked door is excluded.
Пассажирские салоны головных вагонов и промежуточные вагоны выполнены каждый с двумя окнами 36, расположенными симметрично по разные стороны автоматической раздвижной двери по каждому борту. Ширина оконного проема составляет 850±10 мм. Для остекления салонов и кабин используются тонированные, тепло- и звуконепроницаемые стекла, безопасные при разрушении. Остекление кабины не замерзает при всех условиях эксплуатации подвижного состава и обеспечивает хороший обзор водителю в любых погодных условиях. The passenger cabins of the head cars and the intermediate cars are each made with two
В салоне имеются поручни и стойки 37, расположенные в тех местах, где они наиболее эффективно будут использоваться и не мешать входу и выходу пассажиров, включая пассажиров на инвалидных колясках. The cabin has handrails and racks 37 located in those places where they will be used most efficiently and not interfere with the entry and exit of passengers, including passengers in wheelchairs.
Кузов вагона оборудован комплектами системы управления, освещения, системы оповещения пассажиров, а также системами отопления и вентиляции салона. Часть этого оборудования 38 вагонов расположена на крыше вагонов. Каждый вагон снабжен системой громкоговорящей связи. The car body is equipped with sets of control systems, lighting, passenger warning systems, as well as heating and ventilation systems. Part of this equipment is 38 wagons located on the roof of the wagons. Each carriage is equipped with a speakerphone system.
Боковые стенки кузовов вагонов имеют декоративное внутреннее покрытие 39, под которым расположен слой теплоизоляции 40, и наружную облицовку 41. The side walls of the car bodies have a decorative
Конструкция пола вагонов выполнена как единый жесткий блок, конструктивно обеспечивающий его прочность. Настил пола выдерживает как распределенные, так и сосредоточенные нагрузки с учетом заполнения вагона с плотностью 10 пас./м2. Покрытие 42 пола выполнено из износостойкого нескользкого материала, под которым находится слой фанеры 43 и теплоизоляции 44.The floor design of cars is made as a single rigid block, structurally ensuring its strength. The flooring can withstand both distributed and concentrated loads, taking into account the filling of a car with a density of 10 pass./m 2 . The floor covering 42 is made of a wear-resistant non-slip material, under which there is a layer of
Подача электропитания на подвижной состав осуществляется через систему токоприемников, устанавливаемых на выносных пилонах межвагонных тележек. Для обеспечения гарантированного контакта, снижения величины тока и исключения искрения токоприемники продублированы. The power supply to the rolling stock is carried out through a system of current collectors installed on the remote pylons of intercar cars. To ensure guaranteed contact, reduce current and eliminate sparking, the current collectors are duplicated.
Для компенсации взаимных перемещений подвижного состава относительно ходовой балки подвеска токоприемников выполнена плавающей, подпружиненной. To compensate for the mutual movements of the rolling stock relative to the running beam, the suspension of the current collectors is made floating, spring-loaded.
Максимальное потребление электроэнергии подвижным составом при работе линейных двигателей составляет 600 В при силе тока 2000 А (при работе всех систем, включая отопление салонов). The maximum power consumption of the rolling stock during the operation of linear motors is 600 V at a current of 2000 A (for all systems, including interior heating).
Питание на индуктор линейного двигателя подается от преобразователя частоты и напряжения. Каждый двигатель может быть оснащен своим комплектом преобразовательного оборудования, что повышает надежность функционирования тяговой передачи, снижает габариты и массу единицы комплекта преобразовательного оборудования, позволяет гибко формировать мощность тяговой передачи. Power to the inductor of the linear motor is supplied from the frequency and voltage converters. Each engine can be equipped with its own set of converting equipment, which increases the reliability of the traction drive, reduces the size and weight of a unit set of the converter equipment, allows you to flexibly form the power of the traction drive.
Общие технические характеристики электроподвижного состава представлены в таблице. General technical characteristics of electric rolling stock are presented in the table.
Тяговая передача с линейным электроприводом обладает следующими достоинствами:
упрощается трансмиссия за счет исключения редуктора, карданных передач и дифференциалов;
отпадает необходимость сочленения оси ходового колеса и самого колеса в жесткую кинематическую связь с двигателем, что позволяет подвижному составу проходить кривые участки пути без юза и проскальзывания;
отсутствует ограничение по сцеплению, что позволяет обеспечить движение на крутых уклонах и подъемах, вследствие чего снижаются затраты на спрямление пути;
за счет упрощения трансмиссии снижаются габариты подвагонного и внутри вагонного пространства, занятого тяговым электроприводом;
отсутствие ограничений по сцепному весу позволяет более широко применять легкие и сверхлегкие конструкционные материалы;
благодаря уменьшению габаритов и массы подвижного состава снижаются затраты на эстакадные путепроводы и тоннели;
снижаются затраты на обслуживание из-за отсутствия в линейном двигателе вращающихся частей, редуктора, подшипников и т.д., а также из-за уменьшения износа колес и путевого полотна.The linear drive traction drive has the following advantages:
transmission is simplified by eliminating the gearbox, cardan gears and differentials;
there is no need to articulate the axis of the running wheel and the wheel itself in a rigid kinematic connection with the engine, which allows rolling stock to pass curved sections of the track without skidding and slipping;
there is no limitation on adhesion, which allows for movement on steep slopes and ascents, as a result of which the straightening costs are reduced;
due to the simplification of the transmission, the dimensions of the carriage and inside the carriage space occupied by the traction electric drive are reduced;
the absence of restrictions on the grip weight allows the wider use of light and ultra-light structural materials;
due to the reduction in the size and mass of rolling stock, the cost of overpasses and tunnels is reduced;
maintenance costs are reduced due to the absence of rotating parts, gearbox, bearings, etc. in the linear motor, and also due to reduced wear on the wheels and track.
Недостаток линейного электропривода в сравнении с классическим - увеличенное энергопотребление, что обусловлено увеличенным рабочим зазором в двигателе и краевыми эффектами, если говорить о линейном двигателе асинхронного типа. Применительно к рассматриваемой транспортной системе кпд линейного электропривода в точке максимального потребления мощности составляет 0,65 о. е., а кпд пары двигатель вращения - редуктор, например, для трамвая составляет соответственно 0,77 о.е., то есть линейный электропривод в точке максимального потребления мощности имеет увеличенное на 12% энергопотребление. Следует отметить, что масса тягового линейного двигателя примерно в 2...3 раза меньше, чем масса двигателя вращения с редуктором, что позволяет уменьшить массу шестивагонного подвижного состава на 1,5...2,0 т. The disadvantage of a linear electric drive in comparison with the classical one is the increased power consumption, which is due to the increased working clearance in the motor and edge effects, if we talk about a linear induction motor. In relation to the transport system under consideration, the efficiency of a linear electric drive at the point of maximum power consumption is 0.65 °. e., and the efficiency of a rotary engine-gearbox pair, for example, for a tram is 0.77 pu, respectively, that is, a linear electric drive at the point of maximum power consumption has an energy consumption increased by 12%. It should be noted that the mass of the linear traction motor is approximately 2 ... 3 times less than the mass of the rotation motor with the gearbox, which allows reducing the mass of the six-car rolling stock by 1.5 ... 2.0 t.
Капитальные затраты на подвижной состав с линейным электроприводом за счет упрощения трансмиссии по сравнению с подвижным составом, оборудованным классическим электроприводом, ниже ориентировочно на 5...10%. The capital expenditures for rolling stock with a linear electric drive due to the simplification of the transmission compared to rolling stock equipped with a classic electric drive are approximately 5 ... 10% lower.
В то же время появляются дополнительные затраты, связанные с оснащением трассы пассивным элементом линейного двигателя. Ориентировочная стоимость укомплектования одного километра трассы пассивным элементом составляет 80 тыс. $ США. Однако эти затраты в сравнительной оценке транспортных систем с линейным и вращательным приводом могут частично или полностью окупиться, поскольку при использовании традиционного привода, по крайней мере, на пристанционных участках торможения (длина 110...150 м) необходима установка электрооборудования для подогрева. По данным эксплуатации автоматизированной транспортной системы Morgantown, США, на обогрев 1 м2 путевого полотна расходуется 753 Вт электроэнергии. Это означает, что на каждом пристанционном участке при двухпутном движении необходимо установить оборудование мощностью 160...220 кВт. (Для условий Москвы эта цифра будет больше).At the same time, there are additional costs associated with equipping the route with a passive element of the linear motor. The estimated cost of equipping one kilometer of the route with a passive element is 80 thousand US dollars. However, these costs in a comparative assessment of transport systems with linear and rotary drives can partially or fully pay off, because when using a traditional drive, at least in the stationary sections of braking (length 110 ... 150 m), it is necessary to install electrical equipment for heating. According to the operation of the Morgantown automated transportation system, USA, 753 W of electric energy is consumed for heating 1 m 2 of the track. This means that at each station site with two-way traffic, it is necessary to install equipment with a power of 160 ... 220 kW. (For the conditions of Moscow, this figure will be larger).
Сравнение эксплуатационных затрат на транспортную систему, оснащенную линейным электроприводом, с аналогичными затратами на транспортную систему, укомплектованную традиционным электроприводом, на данной стадии работы над проектом выполнить сложно. Однако ряд соображений в пользу линейного электропривода представляется возможным привести. Comparison of operating costs for a transport system equipped with a linear electric drive with similar costs for a transport system equipped with a traditional electric drive is difficult to complete at this stage of the project. However, a number of considerations in favor of a linear electric drive seem possible.
Опыт эксплуатации автомобильного транспорта показывает, что износ ведущих колес в 1,2...1,3 раза больше, чем ведомых. Поскольку в подвижном составе с линейным электроприводом нет ведущих колес, то вполне обоснованно можно говорить об уменьшении на 20...30% расходов на замену ходовых колес подвижного парка транспортной системы. Operating experience of automobile transport shows that the wear of the driving wheels is 1.2 ... 1.3 times more than the driven ones. Since there are no driving wheels in a linear electric-powered rolling stock, it is quite reasonable to talk about a 20 ... 30% reduction in the cost of replacing the running wheels of a rolling fleet of the transport system.
Отсутствие редуктора, карданных передач и муфт исключает затраты на ремонтные и регламентные работы, связанные с этими узлами. Нормы затрат на средний редукторный ремонт одного моторного вагона трамвая составляют 56 ч, а на капитальный ремонт - 106 ч. The absence of a gearbox, cardan gears and couplings eliminates the cost of repair and maintenance work associated with these units. The costs for the average gear repair of one motor tram car are 56 hours, and for the overhaul - 106 hours.
Годовое потребление электроэнергии рассматриваемой в проекте транспортной системы с линейным электроприводом составляет ориентировочно (30-40)•105 кВт•ч, что примерно на (3,5-4,8)•105 кВт•ч больше, чем при эксплуатации системы с традиционным приводом. Расходы электроэнергии на обогрев путевого полотна в зимнее время при реализации тяги в паре колесо-путь при использовании полной мощности подогрева на пристанционных участках при двухпутном движении в течение одного дня (при эксплуатации в течение 20 часов) составляют (3,2...4,4)•103 кВт•ч для одной станции. Для Москвы и Московского региона более 40 дней в году наблюдается температура гололедообразования (расход электроэнергии на обогрев составляет (1,28...1,76)•105 кВт•ч на одну станцию, количество же дней, когда выпадают осадки в виде снега, составляет от одного до трех месяцев. В связи с этим вполне обоснованно можно говорить об экономии общего годового потребления энергии транспортной системой с линейным электроприводом, не требующей электроподогрева для обеспечения надежного торможения подвижного состава на пристанционных участках.The annual energy consumption of the transport system with a linear electric drive considered in the project is approximately (30–40) • 10 5 kW • h, which is approximately (3.5–4.8) • 10 5 kW • h more than when operating the system with traditional drive. The energy consumption for heating the track in the winter during the implementation of traction in a pair of wheel-track when using the full power of heating in the station sections with double-track movement for one day (during operation for 20 hours) is (3.2 ... 4, 4) • 10 3 kW • h for one station. For Moscow and the Moscow region, icing is observed for more than 40 days a year (electricity consumption for heating is (1.28 ... 1.76) • 10 5 kW • h per station, the number of days when precipitation occurs in the form of snow In this regard, it is quite reasonable to talk about saving the total annual energy consumption of a transport system with a linear electric drive that does not require electric heating to ensure reliable braking of rolling stock at the station sections.
Claims (83)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124013/28A RU2180295C1 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Monorail transport system with linear drive train |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124013/28A RU2180295C1 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Monorail transport system with linear drive train |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2180295C1 true RU2180295C1 (en) | 2002-03-10 |
Family
ID=20252920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001124013/28A RU2180295C1 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Monorail transport system with linear drive train |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180295C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762708C1 (en) * | 2021-06-29 | 2021-12-22 | Юрий Семёнович Соломонов | Monorail transport rolling stock |
-
2001
- 2001-09-03 RU RU2001124013/28A patent/RU2180295C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762708C1 (en) * | 2021-06-29 | 2021-12-22 | Юрий Семёнович Соломонов | Monorail transport rolling stock |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100754802B1 (en) | Monorail system | |
| US4690064A (en) | Side-mounted monorail transportation system | |
| US20040250724A1 (en) | Multipurpose vehicle for various types of travel ways | |
| CA2540690A1 (en) | Transportation system | |
| US20060162609A1 (en) | Interstate highway train system | |
| RU2494897C2 (en) | High-speed transport system, hollow lead beam (versions), bogie (versions) and rolling stock (versions) | |
| JPS6012372A (en) | Air propulsion device for car | |
| RU2454340C2 (en) | High-speed railway train | |
| RU2477694C2 (en) | Railway car mule (versions) and railway car mule platform | |
| CN215436426U (en) | High-temperature superconducting magnetic suspension bogie and sightseeing vehicle | |
| CN212670151U (en) | Superconducting magnetic suspension embedded track traffic line and train system | |
| CN111733637A (en) | Superconducting magnetic suspension embedded track traffic line and train system | |
| Kuczyk et al. | The concept of suspended urban rail vehicle | |
| RU2294293C1 (en) | Rail vehicle, type tram with low-level floor, motor car of electric train or electric locomotive and tram car | |
| RU2180295C1 (en) | Monorail transport system with linear drive train | |
| Huber | The bogie-based tilt option-simplicity and flexibility | |
| RU2167403C1 (en) | Experimental test complex for study and optimization of monorail transport systems; track and rolling stock of experimental test complex and method of study and optimization of monorail transport systems of experimental test stand | |
| CA2500314C (en) | Rail-mounted rail vehicle support | |
| CN2747119Y (en) | Working vehicle specially for single-rail traffic use | |
| CN214396726U (en) | Urban monorail aerial train | |
| RU2181328C1 (en) | Mega polis transport complex | |
| KR101383222B1 (en) | Railcar system for improvement driving performance | |
| RU2188775C1 (en) | Monorail transport system train | |
| Boocock et al. | The advanced passenger train | |
| EP1726503A2 (en) | Monorail system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060904 |