用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝的製作方法

2024-02-22 10:23:15 2

專利名稱：用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛領域的牽引技術及其導向工藝，具體涉及一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝。
背景技術：
高速磁浮交通系統所要求的線路軌道巡檢是確保磁浮車輛每日安全運行必須進行的重要檢查工作，需要一種能夠在中長線上快速運行和處理事故的線路軌道巡檢車，從而滿足線路在非客運時間(夜間天窗時間內)的巡檢要求。目前國內外使用的線路巡檢車均為橡膠輪驅動，巡檢運行速度低(最高僅能以40km/h的運行速度進行線路巡檢)，運行安全管理需要通過規章制度進行，自身不具備維護功能，無法滿足中長線(如超過150km的線路)日巡檢不得佔用過長運營時間要求。因此，有必要研製一種能夠高速運行的軌道巡檢車，實現對線路軌道車輛安全運行限界進行高速運行狀態下的檢測、對線路狀態監控並進行小規模的維護。特別是，當列車的懸浮系統出現故障導致無法起浮，或者長定子直線電機軌道系統出現故障，能夠牽引列車在軌道上移動。常導電磁懸浮技術中的高速磁浮車輛一般不設支撐輪，因此無法實現長定子直線電機高速牽引與支撐輪牽引的雙牽引模式。一旦列車的懸浮系統出現故障導致無法起浮，或者長定子直線電機軌道系統出現故障，則列車無法在軌道上移動，這給磁浮列車的運行和救援帶來的困難，也限制了磁浮交通技術的進一步推廣應用。客運磁浮列車由於走行機構的結構限制，即滑橇與設備夾層的安裝空間限制無法安裝支撐輪。如何在有限的安裝空間內安裝支撐輪和牽引電機，利用車載牽引系統實現牽弓I，使磁浮特種車輛具備雙牽引模式，這是一個「機一電」 一體化的集成技術問題，也是本發明的出發點。為了在有限空間內實現支撐輪驅動，常見的方案是採用外轉子電機支撐輪。但是在磁浮特種車輛上，外轉子電機支撐輪既要承受超常規的重量和衝擊，同時為了適應磁浮線路最大10%的縱坡坡度，必須具有相當大的啟動轉矩，這對支撐輪裝置的設計、製造都提出了非常嚴苛的要求，以至於對雙牽引模式實現的可行性提出了挑戰。

發明內容
本發明提供了一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝，該電機體積小、重量輕，通過與減速機的配合，增強了電機的驅動能力，提高了電機的轉速，同時大大提高整個電機的同心度和運轉剛性。為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現:
一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，包含定子、轉子及安裝在轉子兩側的一對軸承，其特點是，所述的定子包含定子鐵芯、以及依次連接設置的內側端蓋、機座、外側端蓋及風罩；所述機座的外圈設有法蘭裝置；所述的定子鐵芯固定設置在機座內部。所述的內側端蓋包含: 圓盤，所述的圓盤上開有若干通風孔；以及
桶形結構，所述的桶形結構設置在所述圓盤中心位置，並與圓盤連為一體，所述的桶形結構設有軸承安裝面。所述的外側端蓋設有若干通風孔。所述的風罩呈圓錐形，該風罩的錐形口與外部的冷卻風管相連。所述的定子鐵芯外側沿電機軸向設有弧形下陷的通風槽，其內側設有線槽。所述的轉子包含:
電機軸，所述的電機軸穿設在一對軸承上；
轉子鐵芯，所述的轉子鐵芯安裝在電機軸上並與所述定子鐵芯位置相對應，所述的轉子鐵芯沿電機軸向設有若干通風孔；以及
編碼器，所述編碼器設置在靠近風罩一側的電機軸上。該電機還包含內軸蓋，所述的內軸蓋套置在電機軸並頂緊內側端蓋。一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機裝配工藝，其特點是，該工藝包含如下步驟:
步驟I在內軸蓋車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第一導向止口、第一配合止口 ；在內側端蓋車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第二配合止口、第二導向止口 ；
步驟2預做若干根足夠長的導入引導螺杆待用；
步驟3將定子鐵芯安裝在機座內；
步驟4將轉子自然吊起，放在垂直於機座進入口上端；
步驟5導入引導螺杆穿過內側端蓋安裝孔並同時裝在內軸蓋的安裝螺孔上；
步驟6慢慢下放轉子，直到軸承和內軸蓋的第一導向止口先進入內側端蓋的第二導向止口，再快速放入，使軸承和內軸蓋的第一配合止口進入內側端蓋的第二配合止口，直到正式全部到位；
步驟7分步拆下引導螺杆換上裝配螺栓，逐步吊緊內軸蓋同時也使靠近內側端蓋的軸承安裝到位；
步驟8依次裝入靠近外側端蓋的軸承、外側端蓋以及風罩。本發明一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝與現有技術相比具有以下優點:
1、電機型式為內轉子電機型式，有利於減小電機本體的承重、減小電機體積、重量。2、特殊設計的機殼結構，使得電機本身得以加強固定的同時，能夠通過機殼承擔部分施加在空簧支座上的壓力。3、通過電機與減速器的配合，增強了電機的驅動能力，同時提高了電機的轉速，有利於提聞電機效率。4、由於在內軸蓋與內側端蓋分別開有止口，在送入轉子的同時，其結構具有導向作用，可以方便裝配。


圖1為本發明用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機的平面剖視 圖2為本發明用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機的安裝俯視剖面圖；圖3為本發明用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機裝配設計的結構圖。
具體實施例方式下面結合圖f圖3對本發明用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝做進一步闡述，詳細描述本發明的一個優選實施例。如圖1所示，一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，包含定子、轉子、安裝在轉子兩側的一對軸承3及內軸蓋4。所述的定子包含定子鐵芯11、以及依次連接設置的內側端蓋12、機座13、外側端蓋14及風罩15 ;所述機座13的外圈設有法蘭裝置131 ;所述的定子鐵芯11固定設置在機座13內部。所述的內側端蓋12包含:圓盤121及桶形結構122，所述的圓盤121上開有若干通風孔；所述的桶形結構設置在所述圓盤121中心位置，並與圓盤121連為一體，所述的桶形結構122設有軸承安裝面。所述的外側端蓋14設有若干通風孔。所述的風罩15呈圓錐形，該風罩15的錐形口與外部的冷卻風管相連。所述的定子鐵芯11外側沿電機軸向設有弧形下陷的通風槽，其內側設有線槽。所述的轉子由電機軸21、轉子鐵芯22和編碼器2組成，所述的電機軸21穿設在一對軸承3上；所述的轉子鐵芯22安裝在電機軸21上並與所述定子鐵芯11位置相對應，所述的轉子鐵芯22沿電機軸向設有若干通風孔；所述編碼器23設置在靠近風罩14 一側的電機軸21上。所述的內軸蓋4套置在電機軸21並頂緊內側端蓋12。如圖3所示，本發明一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機裝配工藝包含如下步驟: 步驟I在內軸蓋4車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第一導向止口 41、第一配合止口 42 ;在內側端蓋12車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第二配合止口 123、第二導向止P 124 ；
步驟2預做若干根足夠長的導入引導螺杆待用；
步驟3將定子鐵芯安裝在機座13內；
步驟4將轉子自然吊起，放在垂直於機座13進入口上端；
步驟5導入引導螺杆穿過內側端蓋12安裝孔並同時裝在內軸蓋4的安裝螺孔上；步驟6慢慢下放轉子，直到軸承3和內軸蓋4的第一導向止口 41先進入內側端蓋12的第二導向止口 124，再快速放入，使軸承3和內軸蓋4的第一配合止口 42進入內側端蓋12的第二配合止口 123，直到正式全部到位；
步驟7分步拆下引導螺杆換上裝配螺栓，逐步吊緊內軸蓋4同時也使靠近內側端蓋12的軸承3安裝到位；
步驟8依次裝入靠近外側端蓋12的軸承3、外側端蓋12以及風罩14。圖2表徵了將組裝好的輪邊電機與走行輪裝置a、支撐承載裝置b之間的連接關係。輪邊電機機座13的法蘭裝置131，與支撐承載裝置b的外側託臂b2連接，相互之間利用螺栓固定。輪邊電機的電機軸21，穿過電機內的軸承3後，有一段露在內側端蓋12夕卜，露在內側端蓋12外的電機軸21通過走行輪裝置a的減速器油封端蓋alO，進入行星減速器箱a5。油封端蓋alO上裝有油封，避免行星減速箱a5內部的齒輪油進入輪邊電機。在減速器箱a5內，電機軸21與減速器小齒輪all相連，電機軸21上兩個凹槽與小齒輪all上兩個凸起相互噬合，使得電機軸21的旋轉轉矩可以輸出到小齒輪all上，從而帶動行星減速器a5中齒輪、大齒輪旋轉，最終帶動走行輪裝置a的輪轂al以及輪轂橡膠a4旋轉。當輪轂al旋轉時，減速箱端蓋a2也以同樣速度旋轉，但是輪邊電機的內側端蓋12並不旋轉，因此減速箱端蓋a2與內側端蓋12之間有轉速差，需安裝軸承a3，以起到連接兩個部件，同時固定並承受一定重量的作用。在行星減速箱a5內部，突出軸體Cl與減速箱端蓋a2的轉速不同，電機軸21的轉速比減速箱端蓋al的轉速快很多，因此安裝了輔助軸承a9，輔助軸承a9並不承受很大的壓力，只是起到限位作用。輪轂al的旋轉，帶動了主支撐輪軸a6及安裝在主支撐輪軸a6上的制動盤a8的同步旋轉，支撐承載裝置b的內側託臂b3通過主支撐軸承a7與主支撐輪軸a6連接，進而固定住了走行輪裝置a。軌道維護車輛的重量，通過支撐承載裝置b的空簧支座bl，分散到外側託臂b2和內側託臂b3上，其中內側託臂b3承擔主要的重量，剩下的重量通過輪邊電機的內側端蓋21、走行輪裝置的軸承a3、走行輪裝置減速箱端蓋a2傳送到輪轂al上。通過上述的結構配合方式，輪邊電機上具有兩個安裝處，保證了電機的固定，並且能夠通過減速器將驅動轉矩輸出到走行輪裝置a的輪轂al上，實現對車輛的驅動。設計的一種輪邊電機橡膠支撐輪特徵參數為:
每輛車的每隻車輪帶一輪邊電機，電機由變頻器控制；
1、作用在每隻輪邊電機橡膠輪軸上的載荷平均可達:1.875噸；
2、電機輪驅動模式時，車輛最高運行速度不小於60km/h；
3、與軌道面接觸的橡膠輪半徑600mm；
4、系統中的彳丁星減速器傳動比:3.5:1 ；
5、輪邊電機橡膠輪最高轉速不低於:531rpm (56 rad/s機械弧度,60km/h);
6、輪邊牽引電機最高轉速不低於:1857rpm (194 rad/s機械弧度，60km/h)；
7、電機設計功率:14.8 kW/臺；
8、最大牽引使用功率:7.6 kW/臺；
9、內轉子電機供電電壓:380VAC;
10、電機額定輸出轉矩(帶行星固定減速器):162N.m/臺；
11、電機最大啟動轉矩(帶行星固定減速器):214N.m，啟動速度不小於5km/h ；
12、調速範圍:(Tl6.7m/s (走行輪線速度)；
13、內轉子電機使用環境:室外、強制風冷；
14、電機傳動效率應不小於n=0.9。綜上所述，本發明提供了一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配導向工藝，該電機體積小、重量輕，通過與減速機的配合，增強了電機的驅動能力，提高了電機的轉速，同時大大提高整個電機的同心度和運轉剛性。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，包含定子、轉子及安裝在轉子兩側的一對軸承(3)，其特徵在於，所述的定子包含定子鐵芯(11)、以及依次連接設置的內側端蓋(12)、機座(13)、外側端蓋(14)及風罩(15);所述機座(13)的外圈設有法蘭裝置(131);所述的定子鐵芯(11)固定設置在機座(13)內部。
2.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，所述的內側端蓋(12)包含: 圓盤(121)，所述的圓盤(121)上開有若干通風孔；以及 桶形結構(122)，所述的桶形結構設置在所述圓盤(121)中心位置，並與圓盤(121)連為一體，所述的桶形結構(122)設有軸承安裝面。
3.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，所述的外側端蓋(14)設有若干通風孔。
4.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，所述的風罩(15)呈圓錐形，該風罩(15)的錐形口與外部的冷卻風管相連。
5.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，所述的定子鐵芯(11)外側沿電機軸向設有弧形下陷的通風槽，其內側設有線槽。
6.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，所述的轉子包含: 電機軸(21)，所述的電機軸(21)穿設在一對軸承(3 )上； 轉子鐵芯(22 )，所述的轉子鐵芯(22 )安裝在電機軸(21)上並與所述定子鐵芯(11)位置相對應，所述的轉子鐵芯(22)沿電機軸向設有若干通風孔；以及 編碼器(23)，所述編碼器(23)設置在靠近風罩(14) 一側的電機軸(21)上。
7.根據權利要求1所述的用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機，其特徵在於，還包含內軸蓋(4)，所述的內軸蓋(4)套置在電機軸(21)並頂緊內側端蓋(12)。
8.一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機裝配工藝，其特徵在於，該工藝包含如下步驟: 步驟I在內軸蓋(4)車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第一導向止口(41)、第一配合止口(42);在內側端蓋(12)車加工出兩段止口，該兩段止口分別為第二配合止口(123)、第二導向止口(124)； 步驟2預做若干根足夠長的導入引導螺杆待用； 步驟3將定子鐵芯安裝在機座(13)內； 步驟4將轉子自然吊起，放在垂直於機座(13)進入口上端； 步驟5導入引導螺杆穿過內側端蓋(12)安裝孔並同時裝在內軸蓋(4)的安裝螺孔上； 步驟6慢慢下放轉子，直到軸承(3)和內軸蓋(4)的第一導向止口(41)先進入內側端蓋(12)的第二導向止口(124)，再快速放入，使軸承(3)和內軸蓋(4)的第一配合止口(42)進入內側端蓋(12)的第二配合止口(123)，直到正式全部到位； 步驟7分步拆下引導螺杆換上裝配螺栓，逐步吊緊內軸蓋(4)同時也使靠近內側端蓋(12)的軸承(3)安裝到位; 步驟8依次裝入靠近外側端蓋(12)的軸承(3)、外側端蓋(12)以及風罩(14)。
全文摘要
本發明公開了一種用於軌道維護車輛的驅動輪輪邊電機及裝配工藝，包含定子、轉子及安裝在轉子兩側的一對軸承，定子包含定子鐵芯、以及依次連接設置的內側端蓋、機座、外側端蓋及風罩；機座的外圈設有法蘭裝置；定子鐵芯固定設置在機座內部。內側端蓋包含圓盤、桶形結構，圓盤上開有若干通風孔；桶形結構設置圓盤中心位置，並與圓盤連為一體，桶形結構設有軸承安裝面。該電機體積小、重量輕，通過與減速機的配合，增強了電機的驅動能力，提高了電機的轉速，同時大大提高整個電機的同心度和運轉剛性。
文檔編號H02K5/04GK103187821SQ20111045337
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者史黎明, 王霄樺, 何大海, 孔繁榮, 王心廷 申請人:上海磁浮交通發展有限公司, 上海磁浮交通工程技術研究中心