一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架
阅读说明：本技术 一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架 (Single-shaft bogie for magnetic suspension line maintenance vehicle ) 是由 罗建利 吴会超 李新泉 张亚雄 卢权 赵建希 朱震寰 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架,包括构架、驱动车桥、一系悬挂机构、二系悬挂机构、导向机构和走行轮；所述驱动车桥包括双向驱动的牵引电机；所述一系悬挂机构用于连接驱动车桥和构架,且一系悬挂机构包括一系弹簧；所述二系悬挂机构用于连接构架和车体,且二系悬挂机构包括二系弹簧、平衡拉杆组件和牵引拉杆组件；所述导向机构设有多组,单组导向机构包括导向轮支架和导向轮组件。本发明采用模块化设计、永磁同步电机驱动、两级悬挂机构进行减振、大载重实心橡胶走行轮设计,使该单轴转向架具有成本低、结构简单、维护方便、安全性高、运行性能及乘坐舒适性均优良的特点。(The invention provides a single-axle bogie for a magnetic suspension line maintenance vehicle, which comprises a framework, a driving axle, a primary suspension mechanism, a secondary suspension mechanism, a guide mechanism and traveling wheels, wherein the driving axle is arranged on the framework; the driving axle comprises a traction motor driven in two directions; the primary suspension mechanism is used for connecting the driving axle and the framework and comprises a spring; the secondary suspension mechanism is used for connecting the framework and the vehicle body and comprises a secondary spring, a balance pull rod assembly and a traction pull rod assembly; the guide mechanism is provided with a plurality of groups, and the single group of guide mechanism comprises a guide wheel bracket and a guide wheel component. The single-axle bogie has the characteristics of low cost, simple structure, convenience in maintenance, high safety, excellent running performance and riding comfort.)
技术领域
本发明属于新型轨道交通线路养护装备
技术领域
，具体涉及一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架。背景技术
中低速磁浮交通具有选线自由度大、噪声小、舒适和运营维护成本低等特点，是一种极具发展潜力的城市轨道交通方式。目前磁浮线路养护车辆用转向架多以两轴、三轴或四轴为主，驱动方式以液压及电机驱动为主，导向机构以刚性导向为主，存在的缺点主要有成本高、振动噪音大，曲线通过能力受限，结构复杂，维护不方便等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架，以解决现有技术中所存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架，包括构架、驱动车桥、一系悬挂机构、二系悬挂机构、导向机构和走行轮；所述驱动车桥包括牵引电机，所述牵引电机采用双向驱动电机，且牵引电机的双向驱动轴的两端分别与对应的走行轮相连；所述一系悬挂机构连接驱动车桥和构架，且一系悬挂机构包括一系弹簧；所述二系悬挂机构连接构架和车体，且二系悬挂机构包括二系弹簧、平衡拉杆组件和牵引拉杆组件，所述二系弹簧采用竖直方式连接构架和车体；所述平衡拉杆组件设有至少一组，且同组的平衡拉杆组件相对于构架纵向中心轴线对称设置；所述牵引拉杆组件设有至少一组，且同组的牵引拉杆组件相对于构架横向中心轴线对称设置，平衡拉杆组件和牵引拉杆组件共同作用，用于传递纵向牵引力并抑制该单轴转向架与车体间的点头运动；所述导向机构包括导向轮支架和导向轮组件，所述导向轮支架的一端与构架固连，另一端设有导向轮组件，所述导向轮组件中的导向轮沿磁浮轨道的外侧面滚动实现导向。
优选的，所述驱动车桥还包括制动器，所述制动器一端与牵引电机连接，另一端通过连接法兰与走行轮连接，且连接法兰设置有不同厚度的多件。
优选的，所述走行轮包括钢轮辋和实芯橡胶胎面。
所述平衡拉杆组件包括第一杆座和第一拉杆，所述第一杆座与构架固连，且第一杆座上设有用于安装第一拉杆的第一安装孔；所述第一拉杆的两端上均设有橡胶节点；所述橡胶节点用于与车体连接
所述牵引拉杆组件包括第二杆座和第二拉杆；所述第二杆座与构架固连，且第二杆座上设有用于安装第二拉杆的第二安装孔；所述第二拉杆的两端上均设有橡胶节点；所述橡胶节点用于与车体连接
作为本发明的进一步方案，所述二系悬挂机构还包括用于连接构架和车体的横向减振器；所述横向减振器设有两件，且两件横向减振器相互采用反对称设置。
作为本发明的进一步方案，所述二系悬挂机构还包括至少一组横向止挡，同组横向止挡设有沿纵向中心轴线对称设置的两件，用于对车体在通过曲线的过程中的横向位移量进行限位。
优选的，所述横向止挡设置为L形结构。
所述导向轮支架包括上下设置的上支座和下支座，所述上支座与构架固连，所述下支座与上支座转动连接，所述导向轮组件设置在下支座上。
作为本发明的进一步方案，所述导向机构还包括螺杆、压紧弹簧和弹簧套筒；所述螺杆的一端与上支座转动连接，另一端与下支座连接，且螺杆上安装有螺母；所述压紧弹簧套设于螺杆上，且压紧弹簧的一端与弹簧套筒连接，另一端与下支座连接；所述弹簧套筒的一端与螺母接触式连接，另一端与下支座之间设有间隙。
作为本发明的进一步方案，所述下支座上还设有安全轮组件，所述安全轮组件包括安全轮和第二连接轴，安全轮通过第二连接轴与下支座的延伸端连接并位于磁浮轨道中的F轨外磁极面的正下方，与磁浮轨道中的F轨设有间隙。
优选的，所述一系弹簧选用螺旋钢弹簧、锥形橡胶弹簧或叠层橡胶弹簧中的一种。
优选的，所述二系弹簧选用沙漏橡胶弹簧、叠层橡胶弹簧、螺旋钢弹簧或空气弹簧中的一种。
优选的，所述牵引电机选用永磁同步电机。
优选的，所述制动器选用豉式制动器或盘式制动器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用模块化设计、永磁同步电机驱动、两级悬挂机构进行减振、大载重实心橡胶走行轮设计，使该单轴转向架具有成本低、结构简单、维护方便、安全性高、运行性能及乘坐舒适性均优良的特点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中单轴转向架整体结构的轴测示意图；
图2是图1中构架的轴测示意图；
图3是图1中驱动车桥与一系悬挂机构连接的轴测示意图；
图4是图1中单个导向机构的轴测示意图；
图5是本发明实施例中单轴转向架与磁浮轨道连接示意图。
其中：
1、构架，1-1、第一U形架，1-2、第二U形架，1-3、第一横梁，1-4、第二横梁，2、驱动车桥，2-1、牵引电机，2-2，制动器，2-3、连接法兰，2-4、轴箱安装座，3、一系悬挂机构，3-1、轴箱体，3-2、一系弹簧，4、二系悬挂机构4-1、二系弹簧，4-2、横向减振器，4-3、平衡拉杆组件，4-4、牵引拉杆组件，4-5、横向止挡，5、导向机构，5-1、上支座，5-2、下支座，5-3、传动销，5-4、螺杆，5-5、压紧弹簧，5-6、导向轮组件，5-7、安全轮组件，6、走行轮，100、磁浮轨道，101、F轨。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
实施例：
参见图1至图5所示，本发明提供的一种用于磁浮线路养护车辆的单轴转向架，包括构架1、驱动车桥2、一系悬挂机构3、二系悬挂机构4、导向机构5和走行轮6。
所述构架1包括第一U形架1-1、第一横梁1-3、第二横梁1-4和第二U形架1-2，第一U形架1-1的开口端向左自由延伸而封闭端同时与第一横梁1-3和第二横梁1-4的一端固连，，第二U形架1-2的开口端向右自由延伸而封闭端同时与第一横梁1-3和第二横梁1-4的另一端固连，第一横梁1-3和第二横梁1-4间隔设置形成一空腔结构。
所述驱动车桥2包括牵引电机2-1、制动器2-2、连接法兰2-3和轴箱安装座2-4，牵引电机2-1优选选用双向驱动电机，且牵引电机2-1的双向驱动轴上分别安装有制动器2-2，两件制动器2-2分别通过连接法兰2-3与其相对应的走行轮6连接，以驱动两件走行轮2-6同步旋转，实现对两件走行轮2-6的驱动；轴箱安装座2-4设有分别架设于牵引电机2-1和制动器2-2之间的两件，两件轴箱安装座2-4均通过螺栓与驱动车桥2的外壳固定连接。
优选的，所述牵引电机2-1优选选用永磁同步电机。
优选的，所述制动器2-2优选选用豉式制动器或盘式制动器。
作为本发明的进一步实施例，为增加该单轴转向架的适用范围，所述连接法兰2-3设置有不同厚度的若干件，以通过安装(或更换)不同厚度的连接法兰2-3使该单轴转向架能够适应1860mm和2000mm等不同轨距的磁浮线路。
所述一系悬挂机构3包括轴箱体3-1和一系弹簧3-2，轴箱体3-1设有分别与两件轴箱安装座2-4通过螺栓连接的两件，两件轴箱体3-1上均设有用于套装一系弹簧3-2的连接轴；同一件轴箱体3-1上的连接轴设有沿横向中心轴线(横向中心轴线具体为垂直该单轴转向架行进方向的中心轴线)对称设置的两件，且连接轴上均套设有一系弹簧3-2，通过一系弹簧3-2实现该单轴转向架的一系减振。
优选的，每件一系弹簧3-2的两端分别与轴箱体3-1和构架1的第一U形架1-1或第二U形架1-2的封闭端固连，以对一系弹簧3-2进行固定。
优选的，所述一系弹簧3-2选用垂向刚度较大的螺旋钢弹簧、锥形橡胶弹簧、叠层橡胶弹簧中的一种，并通过计算使所选用的一系弹簧3-2的动态挠度小于5mm，以保证安全和减振效果。
所述二系悬挂机构4包括二系弹簧4-1、横向减振器4-2、垂向减振器(未标示)、平衡拉杆组件4-3、牵引拉杆组件4-4和横向止挡4-5；二系弹簧4-1优选设有两件，两件二系弹簧4-1以竖直方式连接构架1和车体(具体的：两件二系弹簧4-1的一端分别与第一U形架1-1或第二U形架1-2的封闭端固连，另一端与车体固连)，通过二系弹簧4-1实现该单轴转向架的二系减振；横向减振器4-2优选设有沿横向中心轴线反对称设置的两件，两件横向减振器4-2均采用水平的方式连接构架1和车体(具体的：两件横向减振器4-2的一端分别与第一U形架1-1或第二U形架1-2的封闭端固连，另一端与车体固连)；垂向减振器(未标示)优选设有沿纵向中心轴线(纵向中心轴线具体为沿该单轴转向架行进方向的中心轴线)反对称设置的两件，两件垂向减振器均采用竖直的方式连接构架1和车体的两件(具体的：两件垂向减振器的一端分别与第一U形架1-1或第二U形架1-2的封闭端固连，另一端与车体固连)，两件横向减振器4-2通过与两件垂向减振器(未标示)的配合衰减构架1传递到车体上的振动，提高车辆的乘坐舒适性；平衡拉杆组件4-3设有沿构架1的纵向中心轴线对称设置的两件，且两件平衡拉杆组件4-3均连接构架1和车体(具体的：两件平衡拉杆组件4-3的一端分别与第一U形架1-1或第二U形架1-2的侧面固连，另一端与车体固连)，牵引拉杆组件4-4设有沿构架1的横向中心轴线对称设置的两件，且两件牵引拉杆组件4-4均连接构架1和车体(具体的：两件牵引拉杆组件4-4的一端分别与第一横梁1-3或第二横梁1-4固连，另一端与车体固连)，两件平衡拉杆组件4-3和两件牵引拉杆组件4-4共同作用，传递纵向牵引力并抑制该单轴转向架的点头运动；横向止挡4-5优选设有分别安装于第一U形架1-1或第二U形架1-2的封闭端上的两件，用于对车体在通过曲线的过程中的横向位移量进行限位。
优选的，根据设计需要横向止挡4-5可设置多组。
优选的，所述横向减振器4-2和垂向减振器优选设有以牵引电机2-1的双驱动轴对称设置的两件。
优选的，两件横向止挡4-5采用沿构架1的纵向中心轴线对称设置，且两件横向止挡4-5优选设置为L形结构，其一端与第一U形架1-1或第二U型架1-2固连，另一端向上自由延伸，以实现对车体进行限位。
优选的，所述二系弹簧4-1优选选用沙漏橡胶弹簧、叠层橡胶弹簧、螺旋钢弹簧、空气弹簧中的一种。
作为本发明的进一步实施例，为抑制该单轴转向架与车体间的点头运动，所述平衡拉杆组件4-3设有两组，单组平衡拉杆组件4-3包括第一杆座和第一拉杆，第一杆座与构架1的侧面固连(具体的：第一杆座与第一U形架1-1或第二U形架1-2的侧面固连)，第一杆座上设有用于安装第一拉杆的第一安装孔，第一拉杆贯穿安装于第一安装孔内且与构架1的侧面平行设置，且第一拉杆的两端沿横向中心轴线向两端自由延伸并在延伸端上设置有用于与车体连接的橡胶节点；所述牵引拉杆组件4-4包括分别设置于第一横梁1-3和第二横梁1-4上的两组，单组牵引拉杆包括第二杆座和第二拉杆，第二杆座与构架1的上端面固连(具体的：第二杆座与第一U形架1-1或第二U形架1-2的上端面固连)，第二杆座上设有用于安装第二拉杆的第二安装孔，第二拉杆贯穿安装于第二安装孔内且与构架1的上端面平行设置，且第二拉杆的两端沿横向中心轴线向两端自由延伸并在延伸端上设置有用于与车体连接的橡胶节点；通过两组平衡拉杆组件4-3和两组牵引拉杆组件4-4的共同作用，使其在传递纵向牵引力的同时抑制该单轴转向架与车体间的点头运动。
所述导向机构5设有分别安装于第一U形架1-1、第二U形架1-2的开口端上的四组，单组导向机构5包括上支座5-1、下支座5-2、传动销5-3、螺杆5-4、压紧弹簧5-5、导向轮组件5-6和安全轮组件5-7；上支座5-1通过传动销5-3与下支座5-2连接形成导向轮支架；螺杆5-4的一端通过连接轴与上支座5-1转动连接，另一端贯穿安装于下支座5-2上所设置的弹簧连接板上，且螺杆5-4上安装有螺母；压紧弹簧5-5套设于螺杆5-4上，且压紧弹簧5-5的一端连接有弹簧套筒(弹簧套筒的下端与弹簧连接板之间设有一定的间隙)，另一端与下支座5-2上所设置的弹簧连接板相连，通过调节螺母将压紧弹簧5-5和弹簧套筒同步向下压缩形成预压力同时通过弹簧套筒对压紧弹簧5-5向下压缩的长度进行限位；导向轮组件5-6设有分别安装于下支座5-2的两侧面的两组，两组导向轮组件5-6均包括安装座、导向轮和第一连接轴，安装座与下支座5-2的侧面固连，导向轮通过第一连接轴与安装座转动连接并通过压紧弹簧5-5的预压力与磁浮轨道100中的F轨101的外侧面保持贴紧状态(具体的：下支座5-2在压紧弹簧5-5的预压力作用下使导向轮组件5-6中的导向轮与磁浮轨道的外侧面保持紧贴状态)；安全轮组件5-7包括安全轮和第二连接轴，安全轮通过第二连接轴与下支座5-2转动连接且安全轮设置于F轨101外磁极面的下方并靠近F轨101外磁极面的下端面(具体的：在初始状态时，安全轮组件5-7中的安全轮贴近F轨101的外磁极面但与外磁极面不接触，即安全轮与外磁极面之间设有间隙，且其间隙优先设置为5mm)，当车辆在运行过程中产生侧翻时，与车辆侧翻方向相反的安全轮因侧翻作用力与外磁极面接触，以形成一个新的支撑点，从而防止车辆和磁浮轨道产生脱离。
优选的，所述上支座5-1优选设置为L形结构，其一端与第一U形架1-1或第二U形架1-2的开口端连接，另一端向下自由延伸设置且通过传动销5-3与下支座5-2可转动连接。
作为本发明的进一步实施例，所述走行轮6包括钢轮辋和实芯橡胶胎面，实芯橡胶胎面通过硫化工艺与钢轮辋形成一个整体的承载面。
优选的，所述走行轮6的直径设置为660mm，胎面宽度设置为112mm。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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