CN100417545C - 永磁悬浮转向架技术 - Google Patents
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Abstract
一种永磁悬浮转向架,由环形悬浮永磁和转轴组成,其中环形悬浮永磁为一上、下连续内环永磁和复数个上、下间断外环永磁,固定在底盘下面和转向架体上面;上连续内环永磁和下连续内环永磁、上间断外环永磁和下间断外环永磁呈上下对齐且同极相对,相互之间有气隙;在底盘与转向架体上设有上下同心的一转轴,该转轴的一端固定于转向架体的下轴套内,其另一端穿设于上轴套中作转动和上下滑动;由上述结构,上连续内环永磁和下连续内环永磁以及上外环永磁和下外环永磁形成的斥悬浮力将车厢悬起,增大车辆底盘受力面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通运输车辆中转向架,具体地涉及一种永磁悬浮转向架。
背景技术
为保证轮轨列车、磁悬浮列车、加长汽车具有良好的转弯与爬坡能力,在这些车辆的底盘下面均设有转向架。一般情况是底盘压在转向架的弹簧上,并由同心轴将两者连成一体,底盘下的转向架即可做水平转动,又可做小角度的前后倾斜,以实现列车在曲线和坡道运行。
这些由纯机械原理制造的转向架,结构复杂,舒适性差,使用寿命短,造价高。
以上技术是现行火车、磁悬浮列车、加长汽车中广泛使用的公知技术,可在任何一本专业书上找到。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁悬浮转向架,该转向架结构简单、使用寿命长、造价低、减振效果好、乘坐舒适。
为实现上述目的,本发明提供的永磁悬浮转向架,由设置在底盘两侧其结构相同的环形悬浮永磁和位于环形悬浮永磁中心的转动轴组成,其中的环形悬浮永磁部分,是由一上连续内环永磁和复数个上间断外环永磁,固定在底盘下面;上间断外环永磁位于上连续内环永磁的直径之外,并与上连续内环永磁为同一中心;
一下连续内环永磁和复数个下间断外环永磁,固定在转向架体的上面;下间断外环永磁位于下连续内环永磁的直径之外,并与下连续内环永磁同一中心;
上连续内环永磁和下连续内环永磁、上间断外环永磁和下间断外环永磁呈上下对齐且同极相对,相互之间有3-100mm的气隙;
在底盘与转向架体上位于上连续内环永磁和下连续内环永磁的中心处设有上下同心的上轴套和下轴套,上轴套的顶部设有一限位盖,一转动轴的一端固定于下轴套内,其另一端穿设于上轴套中作转动和上下滑动;
由上述结构,上连续内环永磁和下连续内环永磁以及上外环永磁和下外环永磁形成的斥悬浮力将车厢悬起,增大车辆底盘受力面积。
所述的上轴套与转动轴之间设有轴瓦。
所述的永磁为钕铁硼永磁材料。
附图说明
图1a和图1b为本发明永磁悬浮转向架结构侧面示意图及俯视图;
图2为图1a中沿A-A线的剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图1、图2,为本发明永磁悬浮转向架的侧视图和俯视图。位于底盘两侧的环形悬浮永磁与转动轴组成了永磁悬浮转向架。由于本发明底盘两侧的永磁悬浮转向架其结构完全相同,因此在以下的描述中只给出了其中一个转向架的结构。
永磁悬浮转向架,由上连续内环永磁体1、上间断外环永磁体2、下连续内环永磁体4、下间断外环永磁体5及转轴9组成。
上连续内环永磁体1为一个连续的圆环,固定在底盘3的下面;上间断外环永磁体2是不连续的圆环,或者说是一呈圆弧形的长条永磁体,固定在底盘3下面且在上连续内环永磁体1的外围,上连续内环永磁体1和上间断外环永磁体2为同一转动中心,在该中心处的底盘3上设有上轴套7。
下连续内环永磁体4为一个连续的圆环,固定在转向架体6的上面;下间断外环永磁体5为不连续的圆环,固定在转向架体6的上面且在下连续内环永磁体4的外围,下连续内环永磁体4和下间断外环永磁体5为同一转动中心,在该中心处的转向架体6上设有下轴套8。
一转轴9,其一端固定在转向架体6的下轴套8内,另一端插设于底盘3上的上轴套7内,使上方的底盘3和下方的转向架体6以该转轴9为连接而相互转动。同时在上轴套7的顶部有一限位盖10,限制该转轴9只能在上轴套7内转动和上下滑动,而无法从轴套7内抽出。
由转轴9连接后,底盘3上固定的上连续内环永磁体1和上间断外环永磁体2分别与转向架体6上固定的下连续内环永磁体4和下间断外环永磁体5对齐,且同极相对(其安装后的位置从图1b可以看出,上连续内环永磁体1与下连续内环永磁体4,以及上间断外环永磁体2和下间断外环永磁体5为相互重叠),将列车的底盘3悬在列车转向架体6的上方,两者之间的气隙为3-100mm,列车空载时悬浮气隙最大,当达到设计载荷,气隙在40-50mm之间,在极特殊情况下最小气隙允许在3mm。本发明采用的永磁体可以是但不限于钕铁硼永磁材料制成。
由上述结构,该转轴9确保了上环永磁与下环永磁之间的严格对应,不会因转动和前后小角度倾斜而水平错开。由于上、下环永磁同极相对,形成斥悬浮力将车厢悬起,排斥悬浮力的净磁能量随气隙增大而减小,服从幂函数变化规律。这种环形布局的磁场,使列车底盘受力面积大,载荷分散、结构不易疲劳。
为增强转轴9的转动效果,在该转轴9与上轴套7之间设置有转动转向架轴瓦12。
在转向架体6的下方连接有车辆的悬浮动力舱13,作为车辆的悬浮力与动力。因该悬浮动力舱13为公知技术,且不是本发明讨论的重点,因此不作具体描述,也不推荐附图。
本发明应用于轮轨火车、磁悬浮列车、加长汽车上有如下优点:
1、结构简单,磨擦力小,转动灵活,使用寿命长;
2、列车底盘与转向架体之间受力面积大、载荷分散,气隙不传递上下结构振动,不会形成共振效应,结构安全,乘坐舒适。
3、制造工艺简单,造价低。
Claims (3)
1. 一种永磁悬浮转向架,由设置在底盘两侧其结构相同的环形悬浮永磁和位于环形悬浮永磁中心的同心转轴组成,其中:
环形悬浮永磁部分:
一上连续内环永磁和复数个上间断外环永磁,固定在底盘下面;上间断外环永磁位于上连续内环永磁的直径之外,并与上连续内环永磁为同一中心;
一下连续内环永磁和复数个下间断外环永磁,固定在转向架体的上面;下间断外环永磁位于下连续内环永磁的直径之外,并与下连续内环永磁同一中心;
上连续内环永磁和下连续内环永磁、上间断外环永磁和下间断外环永磁呈上下对齐且同极相对,相互之间有3-100mm的气隙;
在底盘与转向架体上位于上连续内环永磁和下连续内环永磁的中心处设有上下同轴心的上轴套和下轴套,上轴套的顶部设有一限位盖;一转轴的一端固定于下轴套内,其另一端穿设于上轴套中,该限位盖限制该转轴在上轴套内转动和上下滑动,而无法从轴套内抽出;
由上述结构,上连续内环永磁和下连续内环永磁以及上间断外环永磁和下间断外环永磁形成的斥悬浮力将车厢悬起,增大车辆底盘受力面积。
2. 权利要求1的永磁悬浮转向架,其特征在于,所述的上轴套与转轴之间设有轴瓦。
3. 权利要求1的永磁悬浮转向架,其特征在于,所述的永磁为钕铁硼永磁材料。
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