一种超轻磁浮列车的转向架结构制造技术

本发明专利技术涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种超轻磁浮列车的转向架结构，包括两个纵梁和一个横梁构成的“工”字形架构，纵梁的外侧设置有永磁动子，横梁的两侧对称设置有导向轮对，纵梁上设置有紧压弹力件，所述紧压弹力件对导向轮对施加压力，让轮对与轨道稳定触接，纵梁底部设置有第一磁力件，所述导向轮用于提供第一支撑力，所述第一磁力件用于提供第二支撑力，第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.75:1。本发明专利技术简化了车辆转向架结构，减少了车载设备，减轻了车辆自重，采用非黏着牵引设计，实现了车辆的超轻型化，相比于B型地铁，在载客量相同的情况下，车辆满载重量可降低40％以上，节能效果显著。节能效果显著。节能效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种超轻磁浮列车的转向架结构


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，具体涉及一种超轻磁浮列车的转向架结构。

技术介绍

[0002]传统轮轨车辆的轮对具有以下三项功能：轮轨黏着实现牵引和制动、轮对承受车辆全部重量、轮对实现车辆的导向。车辆通常有两台转向架支撑一节车厢，转向架又分为动力转向架和非动力转向架，数节车辆通过车钩缓冲装置编成一列列车，电力机车需要有受流装置将电能从地面传递到列车。受自身结构限制，传统轮轨车辆的轻量化是有限的，过轻的空车质量满足不了牵引或制动要求，这也就导致了传统轮轨车辆是难以超轻型化设计。
[0003]磁浮列车摆脱了轮轨黏着牵引与制动，属于非黏着牵引制动，其原理上实现悬浮技术有以下四类：电磁悬浮、低温超导电动悬浮、高温超导钉扎悬浮、以及永磁电动悬浮。其中电磁悬浮已实现商业运营，日本低温超导电动悬浮处于商业线建设阶段，其他方式如永磁电动悬浮、高温超导钉扎悬浮均研制有多个工程化原型车及相应试验线，这三种悬浮方式实现悬浮均需要付出较大的经济代价，且有较为复杂的技术难度。而永磁悬浮方式利用同性磁极相斥的原理实现悬浮，但是只依靠永磁体并不能保持悬浮体除铅垂方向之外的其他自由度的稳定，因此采用永磁悬浮方式的磁浮车辆还需要额外措施保持车辆的横向、摇头和侧滚等运动自由度的稳定性，并引导车辆沿轨道中心线运行。
[0004]此外，为实现超轻型化设计，现有的悬浮轨道交通技术中，如中国专利公开号CN109131370A公开的一种悬挂式磁悬浮轨道交通系统，其包括轨道系统、悬挂系统、控制系统和轿厢系统，控制系统包括驱动系统、导向系统、悬浮控制系统，所述轨道系统通过立柱悬于空中，所述轿厢系统通过悬挂系统悬挂在轨道系统的垂直下方，驱动系统和导向系统协同作用，驱动轿厢系统在轨道系统中运行；该系统利用以永磁斥力为主、电磁调节为辅的悬浮力将轿厢悬挂于空中轨道，并通过直线电机非接触牵引，实现稳定运行；但该技术措施存在多处胶轮滚动接触，且多种组合措施之间存在相互影响，对车辆运行中铅垂方向的沉浮运动适应性差，容易在车辆运行中产生振动噪声，影响车辆运行平稳性。
[0005]为此，本专利技术提供一种在满足超轻型化设计要求的基础上，有效解决车辆沉浮运动适应性差、平稳性低等技术问题的超轻磁浮列车的转向架结构。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超轻磁浮列车的转向架结构，简化了车辆转向架结构，减少了车载设备，减轻了车辆自重，采用非黏着牵引设计，突破了传统轨道转向架车辆自重存在下限值的限制，实现了车辆的超轻型化，相比于B型地铁，在载客量相同的情况下，车辆满载重量可降低40％以上，节能效果显著，同时，车辆的牵引与制动不依靠轮轨间的黏着特性。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种超轻磁浮列车的转向架结构，包括两个纵梁和一个横梁构成的“工”字形架
构，纵梁的外侧设置有永磁动子，永磁动子通过连接件与纵梁连接，横梁的两侧对称设置有导向轮对，导向轮对包括车轴和轮对，所述轮对位于永磁动子和纵梁之间，所述轮对通过轴箱装配在架构上，纵梁上设置有紧压弹力件，所述紧压弹力件对导向轮对施加压力，让轮对与轨道稳定触接，纵梁底部设置有第一磁力件，所述导向轮对用于与轨道配合为架构提供第一支撑力，所述第一磁力件用于与轨道相邻的第二磁力件配合为架构提供第二支撑力，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.75:1。
[0009]进一步地，列车空载状态下，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.35:1。在实际使用过程中，转向架上的永磁动子与基面上的长定子同步直线电机配合，产生向前移动的牵引力，驱使转向架向前移动，利用第一磁力件与轨道上的第二磁力件配合，为转向架提供主要支撑力，同时，利用紧压弹力件与导向轮对配合，使得轮对与轨道始终稳定触接，不仅让导向轮对为转向架提供部分支撑力，还能够让列车在转向时，由导向轮对和轨道配合，实现转向架跟随轨道的自动转向，进而实现列车的导向，即使转向架在运行过程中产生沉浮运动，紧压弹力件的压缩量也会产生相应变化，让导向轮对始终与轨道保持稳定配合；而在列车装载质量增大时，转向架沿铅垂方向下沉，第一磁力件和第二磁力件之间的间隙减小，第一磁力件就能够产生更大的支撑力，同时紧压弹力件进一步推动导向轮对向轨道紧压，使导向轮对也能够提供更多的支撑力，形成自适应特性的轮轨
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永磁混合承载，同时提供足够的导向力；另外，通过将长定子同步直线电机安装在基面上，而仅将永磁动子固定安装在转向架上，有效简化转向架功能，显著减轻转向架质量，满足超轻磁浮列车的设计要求。
[0010]进一步地，列车满载状态下，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.65～0.75:1。通过控制列车空载状态下，第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.35:1，而列车满载状态下，第一支撑力和第二支撑力的比值为0.65～0.75:1，使得导向轮对能够一直发挥蠕滑导向功能，同时保证即使在满载状态下，导向轮对能承受部分载荷的垂向力，且实现可靠的导向作用，而第一磁力件也能与轨道上的第二磁力件保持安全的悬浮间隙，并达到减小轮轨作用力，减少轮轨磨耗，降低运维成本的技术效果。优选地，所述第一支撑力和第二支撑力分别为垂向支撑力，以沿轨道前进方向为x轴方向，以与轨道在水平方向相互垂直的方向为y轴方向，以垂向方向为z轴方向。
[0011]进一步地，所述轨道为现役的常规轨道，轨道设置在基面上，所述基面上还设置有辅助轨，所述辅助轨位于轨道内侧，所述第二磁力件设置在辅助轨顶部，辅助轨上还设置有制动轨，所述制动轨位于第二磁力件内侧，制动轨用于与制动机构配合。
[0012]进一步地，所述基面上还设置有一对立板，所述立板位于轨道的两侧，立板的内侧侧壁上设置有长定子同步直线电机。
[0013]进一步地，所述永磁动子采用竖直设置的永磁阵列。优选地，永磁动子采用竖直设置的Halbach永磁阵列。由于转向架的导向轮对与轨道稳定配合，使得转向架的横移量被限制约束在毫米范围内，通过将永磁动子竖直在转向架的两侧，而长定子同步直线电机则相应地竖直设置在轨道两侧，因此长定子同步直线电机和永磁动子之间可以采用较小的工作间隙，且不受转向架沉浮量的影响，同时还能取消车载驱动系统和相应设备，满足超轻磁浮列车的设计要求。
[0014]进一步地，所述轴箱对于导向轮对采用轴箱定位，约束导向轮对三个方向的移动，
以及x与z方向的转动，仅保留y轴方向的转动运动。
[0015]进一步地，所述轴箱为带测速功能的轴箱。
[0016]进一步地，所述轴箱在偏离车轴中心线位置有轮对弹性定位节点，所述轮对弹性定位节点用于控制导向轮对与架构之间在横向形成弹性约束，限制导向轮对相对于构架的横移量。
[0017]进一步地，所述纵梁底部设置有制动机构，所述制动机构靠近横梁设置。
[0018]进一步地，纵梁底部设置有多个第一磁力件，同一纵梁下，所述第一磁力件对称设置在纵梁底部。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超轻磁浮列车的转向架结构，其特征在于，包括两个纵梁和一个横梁构成的“工”字形架构，纵梁的外侧设置有永磁动子，永磁动子通过连接件与纵梁连接，横梁的两侧对称设置有导向轮对，导向轮对包括车轴和轮对，所述轮对位于永磁动子和纵梁之间，所述轮对通过轴箱装配在架构上，纵梁上设置有紧压弹力件，所述紧压弹力件对导向轮对施加压力，让轮对与轨道稳定触接，纵梁底部设置有第一磁力件，所述导向轮对用于与轨道配合为架构提供第一支撑力，所述第一磁力件用于与轨道相邻的第二磁力件配合为架构提供第二支撑力，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.75:1。2.根据权利要求1所述的一种超轻磁浮列车的转向架结构，其特征在于，列车空载状态下，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.25～0.35:1。3.根据权利要求1所述的一种超轻磁浮列车的转向架结构，其特征在于，列车满载状态下，所述第一支撑力和第二支撑力的比值为0.65～0.75:1。4.根据权利要求1所述的一种超轻磁浮列车的转向架结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马卫华，罗世辉，秦龙泉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：