跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構的製作方法

2023-07-09 18:57:46 1

專利名稱：跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市軌道交通裝置，尤其涉及一種跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構。
背景技術：
跨座式獨軌交通(Straddle Type Railway)，其特點是通過單根軌道完成對車體的支承、穩定和導向，車體騎跨在軌道梁上運行；與常規鐵路相類似，跨座式單軌交通系統也是由線路、車輛系統、機電設備、車輛段及綜合維修基地等部分組成。同時，作為一種技術先進的城市軌道交通，跨座式獨軌交通系統某些部分的構造又有其獨特之處，其構造的特殊性主要在於線路和車輛系統。線路特點跨座式單軌鐵路通常採用全封閉的高架系統，它的線路部分包括獨軌式軌道梁、支柱、高架車站及單軌道岔。其中獨軌式軌道梁具有不同於其它交通系統的結構型式，難於將其它交通系統上的結構直接應用在其上。車輛系統特點跨座式單軌列車採用專用的跨座式單軌電動車組，一般由四節、六節或八節車輛編為一個電動車組，電動車組兩端的車輛帶有司機室；每節車輛由車體和兩臺轉向架組成；轉向架是城市軌道交通車輛的重要組成部分之一，轉向架是支撐車體並負擔車輛沿軌道走行的支撐走行裝置。由於現有的跨座式單軌車輛採用輪軌粘著驅動方式，連接轉向架和走行輪的車軸必須與動力系統的動力輸出軸固定連接，而動力系統一旦安裝好後，除非對車體進行破壞性拆卸，否則不可能對車軸進行拆卸，而車輛運行中，走行輪持續磨損，需要定期對走行輪進行更換，為了能對走行輪進行更換，車軸只能採用懸臂式連接方式，在車軸的懸空端留出空隙，為走行輪的拆裝操作留出空間；由於前述的結構特點，使得轉向架的日常維護中，只能對走行輪進行更換，若要更換車軸，則成本巨大，耗時耗力；懸臂式結構相對於簡支梁結構，其結構穩定性差，對車軸強度要求高，導致轉向架的自重較大，車輛穩定性差。同時，現有的動力系統還存在體積龐大、結構複雜的缺陷。現有的採用傳動軸驅動的跨座式單軌車輛除了前述的缺陷外，還存在如下缺點 1、對氣候的適應能力差，如雨、雪、凝凍天氣對車輛的驅動性能和制動性影響較大，降低了跨座式單軌列車運行的準點性和安全性；2、運營成本高，跨座式單軌列車採用橡膠輪胎系統，走行輪橡膠輪胎不僅承擔支撐作用還要起作驅動和制動的作用，磨損巨大，而城市軌道交通系統的安全性要求非常高，故只能採用技術含量和成本較高的專用橡膠輪胎，因此運營成本高；3、受走行輪橡膠輪胎與水泥軌道粘著條件的限制，跨座式單軌列車的動力性、制動性能不高，導致車輛的爬坡能力、最高車速、加速時間、制動距離等主要整車技術參數表現不佳；4、運行經濟性差，軌道交通車輛為獲得較高的平均車速需要頻繁地進行加速和制動，這一方面增加了走行輪的負擔，使走行輪壽命縮短，另一方面，制動的本質是將動能轉化為熱能，使大量的能量被浪費，而且頻繁制動、加速對車體的結構穩定性也有一定影響。

發明內容
針對背景技術中的問題，本發明提出了一種跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構， 包括相互匹配的獨軌式軌道梁和轉向架，其改進在於所述獨軌式軌道梁兩側各設置有一感應板；所述轉向架兩側設置各有一直線電機，直線電機與感應板一一對應且位置相對。所述轉向架由轉向架構架、橫梁、走行輪、導向輪、穩定輪、穩定輪支架和電機座組成；
所述轉向架構架為矩形框結構，橫梁設置在轉向架構架中部，橫梁將轉向架構架分隔為兩個框體，兩個框體內各設置有一組走行輪，走行輪的輪緣與獨軌式軌道梁上端面接觸；
轉向架構架的四個頂點處，各設置有一導向輪，導向輪的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，導向輪位於感應板上方；
橫梁兩端各連接有一穩定輪支架；穩定輪支架下端與穩定輪連接，穩定輪的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，穩定輪位於感應板下方；
兩個電機座分別設置在兩個穩定輪支架的內側，電機座與感應板位置相對，電機座上連接有直線電機。走行輪的轉動軸兩端分別與一走行輪固定座連接，兩個走行輪固定座設置在框體的兩側。本發明的有益技術效果是改現有的跨座式獨軌交通車的粘著驅動為非粘著驅動，車輛制動、加速由直線電機和感應板之間的相互作用力完成，降低走行輪的負擔，提高結構穩定性，降低車輛的運營成本。


圖1、本發明的獨軌式軌道梁和轉向架匹配關係側視圖； 圖2、本發明的獨軌式軌道梁和轉向架匹配關係正視圖3、本發明的獨軌式軌道梁和轉向架匹配關係俯視圖； 圖4、轉向架結構側視圖； 圖5、轉向架結構俯視圖； 圖6、轉向架結構正視圖。
具體實施例方式現有的跨座式獨軌交通系統，其結構上最能區別於其他交通系統的是獨軌式軌道梁，正是由於其獨特的獨軌式軌道梁結構，使得很多軌道車輛驅動方式難於直接應用在其上；為了適應這種獨軌式軌道梁，以及對跨座式獨軌交通系統的性能進行改進，本發明提出了一種跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構，包括相互匹配的獨軌式軌道梁和轉向架，其創新之處在於所述獨軌式軌道梁兩側各設置有一感應板4 ；所述轉向架兩側設置各有一直線電機3，直線電機3與感應板4 一一對應且位置相對。本發明的這種驅動方式，採用直線電機3與感應板4之間的作用力來對車輛進行驅動，省去了現有驅動方式中的機械磨損件，轉向架上的走行機構(主要是走行輪1-3及走行輪1-3的轉動軸)不需要與動力系統連接，走行機構可整體拆卸，簡化了維護、檢修操作，而且使原來難於拆卸的轉動軸也可以定期得到更換。同時，由於轉向架上的走行機構不再承擔加速、制動的任務，使走行機構可以採用更為輕巧的結構，大大降低了轉向架的自重。與現有的採用直線電機3的交通系統相比，本發明的感應板4和直線電機3均為側向設置，既適應了獨軌式軌道梁的獨特結構(獨軌式軌道梁的上端面寬度有限，在保證結構穩定性的前提下，不可能將感應板4設置於獨軌式軌道梁的上端面)，又使得感應板4和直線電機3不需要承受垂向力(感應板4和直線電機3僅需要承受自身軸向方向的驅動力)， 結構穩定性更好。所述轉向架由轉向架構架1-1、橫梁1-2、走行輪1-3、導向輪1-4、穩定輪1-5、穩定輪支架1-6和電機座1-7組成；所述轉向架構架1-1為矩形框結構，橫梁1-2設置在轉向架構架1-1中部，橫梁1-2將轉向架構架1-1分隔為兩個框體1-1-1，兩個框體1-1-1內各設置有一組走行輪1-3，走行輪1-3的輪緣與獨軌式軌道梁上端面接觸；轉向架構架1-1的四個頂點處，各設置有一導向輪1-4，導向輪1-4的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，導向輪 1-4位於感應板4上方；橫梁1-2兩端各連接有一穩定輪支架1-6 ；穩定輪支架1-6下端與穩定輪1-5連接，穩定輪1-5的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，穩定輪1-5位於感應板4 下方；兩個電機座1-7分別設置在兩個穩定輪支架1-6的內側，電機座1-7與感應板4位置相對，電機座1-7上連接有直線電機3。有賴於前述結構的改進，本發明還將走行輪1-3的轉動軸的支撐方式由現有的懸臂式改進為簡支梁式，其具體方案為單組走行輪1-3的轉動軸兩端分別與一走行輪固定座1-3-1連接，兩個走行輪固定座1-3-1設置在框體1-1-1的兩側。轉動軸的支撐方式由懸臂式改進為簡支梁式後，走行輪1-3與轉向架構架1-1的連接更為穩定，在承受相同荷載的條件下，簡支梁式的轉動軸比懸臂式的轉動軸可以製作得更為輕巧，有利於降低轉向架自重。與現有技術相比，本發明具有如下特點
1)車輛的運動依靠直線電機3所產生的電磁力來推進，而走行輪1-3僅起支撐承載作用，不傳遞縱向力，不再受到輪軌黏著因素的制約，因此，車輛可以獲得很強的起動、加速和減速動力性能，尤其具有突出的爬坡能力，線路最大坡度可以允許在6% 8%，並能在惡劣的環境和軌麵條件下保持良好的性能；
2)採用直線電機3取代旋轉電機後，由於中間傳動裝置的取消，可以採用小的輪對，便於車輛的小型化；
3)鑑於以上兩點，使線路更加容易避開已建和規劃好待建建築物，方便城市選線。縮短地下一高架過渡距離，減少線路佔地和拆遷量。並可對跨座式獨軌交通系統縱斷面進行合理選擇，降低土建工程造價，尤其在隧道區段特別明顯；
4)由於直線電機3驅動的跨座式獨軌交通車輛，沒有齒輪傳動機構的嚙合振動和噪聲，走行輪1-3也不是驅動輪，避免了因動力輪與軌道蠕滑滾動產生的振動和噪聲。所以該型跨座式獨軌交通系統具有振動小，噪聲低的優點，有利於環境保護，車輪擦傷的可能性減小，延長了車輪的使用壽命；
5)由於直線電機3驅動跨座式獨軌交通車輛是典型的非粘著驅動方式，牽引、制動性能發揮不依賴於環境，是一種全天候的運載工具。直線電機3驅動的電磁力的分力使導向輪和穩定輪與軌道之間產生一定的附加壓力，有利於提高跨座式獨軌車輛運動的穩定性，因此其安全性指標較高。再加上取消了旋轉電機驅動所必須的滾動軸承、傳動齒輪，磨耗小，大大提高了車輛運行的可靠性和可維護性，維修工作量較小，維護成本較低。
由於直線感應電機驅動的跨座式獨軌交通車輛具有比傳統車輛更強的加減速性能，有更高的停車位置控制精度，因此更容易實現小編組，高密度，自動駕駛的運行模式。由於直線電機3驅動跨座式獨軌交通車輛仍採用橡膠輪胎和混凝土軌道來支撐和引導車輛運行，所以仍可採用長期運用成熟的、安全可靠的軌道電路信號系統來實行對列車的信號傳輸，運行監控和集中調度，運營適應性較好。
權利要求
1.一種跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構，包括相互匹配的獨軌式軌道梁和轉向架， 其特徵在於所述獨軌式軌道梁兩側各設置有一感應板(4);所述轉向架兩側設置各有一直線電機(3)，直線電機(3)與感應板(4) 一一對應且位置相對。
2.根據權利要求1所述的跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構，其特徵在於所述轉向架由轉向架構架(1-1)、橫梁(1-2)、走行輪(1-3)、導向輪(1-4)、穩定輪(1-5)、穩定輪支架 (1-6)和電機座(1-7)組成；所述轉向架構架(1-1)為矩形框結構，橫梁(1-2)設置在轉向架構架(1-1)中部，橫梁 (1-2)將轉向架構架(1-1)分隔為兩個框體(1-1-1 )，兩個框體(1-1-1)內各設置有一組走行輪(1-3)，走行輪(1-3)的輪緣與獨軌式軌道梁上端面接觸；轉向架構架(1-1)的四個頂點處，各設置有一導向輪(1-4)，導向輪(1-4)的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，導向輪(1-4)位於感應板(4)上方；橫梁(1-2)兩端各連接有一穩定輪支架(1-6)；穩定輪支架(1-6)下端與穩定輪(1-5) 連接，穩定輪(1-5)的輪緣與獨軌式軌道梁的側壁接觸，穩定輪(1-5)位於感應板(4)下方； 兩個電機座(1-7)分別設置在兩個穩定輪支架(1-6)的內側，電機座(1-7)與感應板 (4 )位置相對，電機座(1-7 )上連接有直線電機(3 )。
3.根據權利要求2所述的跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構，其特徵在於單組走行輪(1-3)的轉動軸兩端分別與一走行輪固定座(1-3-1)連接，兩個走行輪固定座(1-3-1)設置在框體(1-1-1)的兩側。
全文摘要
本發明公開了一種跨座式獨軌交通車非粘著驅動結構，包括相互匹配的獨軌式軌道梁和轉向架，其改進在於所述獨軌式軌道梁兩側各設置有一感應板；所述轉向架兩側設置各有一直線電機，直線電機與感應板一一對應且位置相對。本發明的有益技術效果是改現有的跨座式獨軌交通車的粘著驅動為非粘著驅動，車輛制動、加速由直線電機和感應板之間的相互作用力完成，降低走行輪的負擔，提高結構穩定性，降低車輛的運營成本。
文檔編號B61F3/04GK102358293SQ20111022555
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者杜子學, 武維 申請人:重慶交通大學