一种电磁式入齿辅助装置，以安全、可靠和快速实现列车牵引齿轮速差及轮齿相位姿态调整，且大幅度降低冲击和振动噪声，减少运营维护工作量和运营成本。包括电磁装置和控制装置；电磁装置为由直线电机转子和直线电机定子构成的长定子异步直线电机，直线电机转子固定设置在列车牵引齿轮的侧壁上，直线电机定子位于转子外侧；控制装置包括状态采集单元、数据处理单元和电源，状态采集单元采集列车牵引齿轮的状态数据传送至数据处理单元，经数据处理单元处理后，通过电源对输入直线电机定子的电流幅值、相位和频率进行实时调控，使该列车牵引齿轮的分度圆转速与列车行驶速度保持相等、轮齿相位预先达到与轨道齿条无顶齿直接顺利啮合的姿态。啮合的姿态。啮合的姿态。
【技术实现步骤摘要】
一种电磁式入齿过渡辅助装置
[0001]本属于山地(齿轨)轨道交通齿轨系统工程
，具体涉及一种电磁式入齿过渡辅助装置。
技术介绍
[0002]山地(齿轨)轨道交通具有爬坡能力强的显著特征，国外齿轨铁路线路常见线路坡度条件为250
‰
，较传统轮轨限制坡度40
‰
有显著地提升，因此预计在我国山地轨道交通制式选型有着巨大的技术优势。目前，我国齿轨相关试验线工程及示范应用工程均已开工建设。
[0003]一般而言，山地齿轨铁路既有轮轨黏着地段，又有齿轨牵引地段。为避免齿轨列车转向架牵引齿轮与轨道齿轨(齿条)之间的顶齿，需在轮轨地段与齿轨地段的过渡地段需设置入齿过渡装置，可有效保证齿轨列车以一定速度从轮轨地段安全、平稳驶入齿轨地段，并顺利实现转向架牵引齿轮与轨道齿轨(齿条)的啮合。
[0004]由于转向架牵引齿轮等效转动惯量非常大(既有方案达490kg
·
m2)，为降低转向架牵引齿轮与入齿过渡装置之间的硬性强烈冲击，一般需将齿轮分度圆线速度由静止状态调速至车辆速度，再通过滚筒及底部弹性支撑等结构辅助实现齿轮啮合。
[0005]譬如，在授权公告号CN 113047093 B的专利技术专利说明书中公开了一种纵向可移动式入齿过渡装置，其目的是有效缓解轮齿与过渡装置间的冲击作用，避免结构件损坏，大幅提高过渡装置使用寿命。该入齿过渡装置是在正常齿条入齿端前方一定距离处设置移动装置和液压装置，移动装置的靠近齿轨段的前段设置过渡齿条、靠近轮轨段的后段设置过渡滚筒装置。液压装置作于移动装置上，使其沿正常齿条的中线相对正常齿条入齿端作变速的直线往复运动。移动装置向前直线运动时，过渡滚筒装置、过渡齿条依次作于齿轨车辆牵引齿轮，齿轨车辆牵引齿轮在齿轨车辆动力系统直接驱动和过渡装置辅助作用下提升自身转速，在正常齿条入齿端前达到齿轨车辆车轮线速度，使齿轨车辆牵引齿轮与正常齿条准确啮合。
[0006]再如，在授权公告号CN 213571350 U的专利技术专利说明书中公开了一种用于入齿装置的调速机构，该调速机构包括调速块和安装座，调速块上设有若干间隔设置的凸块，相邻凸块之间的间距与齿轮分度圆齿距一致，调速块固定于安装座上，安装座固定在轨下基础上。将该调速机构代替现有轮轨
‑
齿轨过渡装置的斜面过渡装置，波浪形调速块结构可使平动的牵引齿轮进行快速转动，使其可以尽量达到与车速一致的线速度，以减小齿轮与齿轨啮合状态校正调整时的冲击力。
[0007]上述、专利技术专利均采用机械机构或者机械机构配合复合材料来实现转向架齿轮调速以及轮齿啮合功能，工程试验结果证明这类方法齿轮调速及啮合效果不理想，振动冲击及噪声巨大，复合材料易损坏。同时，齿轨车辆要实现精细化控制各转向架轴控齿轮转速功能，以及精准的调整轮齿啮合相位姿态较为困难，因此车辆技术人员寄希望于入齿过渡装置可提供精准可靠的调速及调位功能，以保证即使在齿轮全速差条件(齿轮速度为0km/h)
下也可顺利实现齿轮调速及轮齿啮合。
[0008]针对上述问题，如何提出一种安全、可靠和快速实现齿轮速差及轮齿相位姿态调整，且无接触、冲击小和振动噪声低的入齿过渡辅助装置，是目前山地(齿轨)轨道交通齿轨系统关键配套装置亟待解决的关键问题之一。
技术实现思路
[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电磁式入齿辅助装置，以安全、可靠和快速实现列车牵引齿轮速差及轮齿相位姿态调整，且大幅度降低冲击和振动噪声，减少运营维护工作量和运营成本。
[0010]本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0011]本专利技术的一种电磁式入齿辅助装置，其特征是：包括电磁装置和控制装置；所述电磁装置为由直线电机转子和直线电机定子构成的长定子异步直线电机，直线电机转子采用环形非磁性导体板，固定设置在列车牵引齿轮的侧壁上，所述直线电机定子位于转子外侧，其线圈绕组与转子相对应，该长定子异步直线电机产生的电磁力带动列车牵引齿轮旋转；所述控制装置包括状态采集单元、数据处理单元和电源，状态采集单元采集列车牵引齿轮的状态数据传送至数据处理单元，经数据处理单元处理后，通过电源对输入直线电机定子的电流幅值、相位和频率进行实时调控，使该列车牵引齿轮的分度圆转速与列车行驶速度保持相等、轮齿相位预先达到与轨道齿条无顶齿直接顺利啮合的姿态。
[0012]所述状态采集单元包括速度传感器、加速度传感器和图像采集器，速度传感器、加速度传感器设置在列车牵引齿轮上，图像采集器纵向间隔设置在安装直线电机定子的基板上。
[0013]所述轨道齿条入齿端的前方固定设置有滚筒装置，该滚筒装置包括支架、滚筒单元和弹性体，滚筒单元纵向等距间隔安装在支架上，其转轴中心位于轨道齿条的分度线上，相邻滚筒单元的中心距与轨道齿条的齿距相等，所述弹性体纵向间隔设置于轨下基础与支架之间。
[0014]所述列车牵引齿轮两侧侧壁上均固定设置直线电机转子，环形非磁性导体板与列车牵引齿轮同心，且其环形非磁性导体板的外径值小于列车牵引齿轮的齿根圆直径；所述直线电机定子对称布置于线路中心线的两侧，同侧直线电机定子位于直线电机转子外侧；所述直线电机定子沿线路方向模块化单元布置，各单元长度小于相邻两齿轨列车转向架轴距。
[0015]所述直线电机定子敷设在轨道齿条入齿端前方的轨下基础上，直线电机定子敷设范围完整覆盖滚筒装置的长度，图像采集器在滚筒装置侧增加密度设置；或者，所述直线电机定子安装固定在齿轨列车转向架上。
[0016]本的有益效果主要体现在如下方面：
[0017]一、通过电磁装置和控制装置可精准地实现列车牵引齿轮分度圆上线速度与齿轨列车行使速度差值调整，以及特定点位处列车牵引齿轮轮齿相位姿态预调整，及与轨道齿条轮齿啮合相位姿态调整，从而实现列车牵引齿轮与轨道齿条直接、顺利地精准啮合，有效避免轨道齿条轮齿与轨道齿条因啮合不到位而发生顶齿现象，与现有机械类入齿辅助装置相比较，列车牵引齿轮的入齿更为直接、有效；
[0018]二、以直线电机电磁控制的无接触方式解决了列车牵引齿轮速差及相位状态精准调整的技术难题，通过电磁切向力避免了机械类入齿辅助装置的结构硬性冲击，入齿过程中无冲击，振动噪声水平极低，提高了齿轨列车入齿过程的安全及舒适性；
[0019]三、采用实时监测及主动控制相结合的方案，实现轮齿的快速有效的调整，多点位的轮齿相位姿态监测及调整提高了入齿的成功率，同时极大程度简化了列车出入齿操控作业，有利于提高列车在入齿区的通行速度及效率；
[0020]四、可在轨道齿条入齿端的前方固定设置滚筒装置，在与轨道齿条入齿前，列车牵引齿轮先再滚筒装置范围内与各滚筒单元进行预入齿，通过滚筒单元与列车牵引齿轮轮齿面的转动摩擦及弹性体提供的纵向弹性，与长定子异步直线电机、控制装置相配合，对列车牵引齿轮的轮齿相位进行进一步的校正，可进一步确保列车牵引齿轮准确入齿的可靠性。
附图说明
[0021]本说明书包括如下五幅附图：
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电磁式入齿辅助装置，其特征是：包括电磁装置和控制装置(30)；所述电磁装置为由直线电机转子(21)和直线电机定子(22)构成的长定子异步直线电机，直线电机转子(21)采用环形非磁性导体板，固定设置在列车牵引齿轮(12)的侧壁上，所述直线电机定子(22)位于转子(21)外侧，其线圈绕组与转子(21)相对应，该长定子异步直线电机产生的电磁力带动列车牵引齿轮(12)旋转；所述控制装置(30)包括状态采集单元(31)、数据处理单元(32)和电源(33)，状态采集单元(31)采集列车牵引齿轮(12)的状态数据传送至数据处理单元(32)，经数据处理单元(32)处理后，通过电源(33)对输入直线电机定子(22)的电流幅值、相位和频率进行实时调控，使该列车牵引齿轮(12)的分度圆转速与列车行驶速度保持相等、轮齿相位预先达到与轨道齿条(13)无顶齿直接顺利啮合的姿态。2.如权利要求1所述的一种电磁式入齿辅助装置，其特征是：所述状态采集单元(31)包括速度传感器(31a)、加速度传感器(31b)和图像采集器(31c)，速度传感器(31a)、加速度传感器(31b)设置在列车牵引齿轮(12)上，图像采集器(31c)纵向间隔设置在安装直线电机定子(22)的基板上。3.如权利要求1所述的一种电磁式入齿辅助装置，其特征是：所述轨道齿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志辉，翟婉明，杨吉忠，陈再刚，赵春发，吴再兴，刘刚，罗震，韩瑀萱，李洲，刘丰源，高畅，舒睿洪，魏阳州，
申请(专利权)人：四川蜀道新制式轨道集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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