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懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構的制作方法

文檔序號:12336104閱讀:461來源:國知局
懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及城市軌道車輛技術領域,具體是一種懸掛式單軌交通領域的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構。



背景技術:

隨著我國城市現(xiàn)代化建設不斷加速,交通擁堵成為了各個大中城市不得不面對的棘手問題。大力發(fā)展公共交通設施是解決這種問題的一個行之有效的方法。絕大多數(shù)城市將建設地鐵作為緩解交通擁堵問題的一個手段,但是地鐵的建設存在著成本高、周期長、運營管理成本高、對地形有一定要求等問題,并且部分大城市地鐵建設已瀕臨飽和,單單依靠地鐵去解決城市中存在的交通問題是遠遠不夠的。

而懸掛式單軌作為一種中運量的城市公共軌道交通系統(tǒng),可以彌補地鐵在運營與建設中所存在的不足,并且可與地鐵并行運營以發(fā)揮各自的優(yōu)勢緩解城市交通問題。較地鐵而言,懸掛式單軌交通有下列優(yōu)點:建設成本低;建設周期短;運營成本低;基本無污染;噪音小;可適用于更加復雜的地理環(huán)境;同時由于其采用膠輪,所以懸掛式單軌具有良好的粘著性能和更強的爬坡能力。

現(xiàn)有懸掛式單軌車輛的走行輪主要有兩種,一種為充氣橡膠輪胎,一種為實心橡膠輪胎。充氣橡膠輪胎較實心橡膠輪胎而言具有更好的動力學性能,但是由于其體積龐大使得轉(zhuǎn)向架橫向距離較寬,因此增加了軌道梁的建設成本,而充氣橡膠輪輪轂內(nèi)的空間又沒有得到充分的利用。同時由于傳統(tǒng)的懸掛式單軌列車使用電機齒輪箱作為車輛的驅(qū)動裝置使得其效率降低,并且增加了運行時的噪聲。



技術實現(xiàn)要素:

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明技術方案如下:

一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構,包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構架,所述構架包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁和中部的下沉段,構架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座,端梁靠近中部的一側(cè)分別設有一對與構架轉(zhuǎn)動連接的走行輪,每個走行輪的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設置,端梁遠離中部下沉段的一端分別設有一對導向輪,導向輪安裝于構架前后兩側(cè),每個導向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設置,構架中部的下沉段上設有空氣彈簧以及壓裝于空氣彈簧上方的枕梁,枕梁左右兩側(cè)分別設有水平設置并垂直于端梁的橫向拉桿,橫向拉桿一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座與構架相連,枕梁壓裝于空氣彈簧上,懸吊裝置的上端穿過構架中部并壓裝于枕梁上方,懸吊裝置的下端與車體固定連接,懸吊裝置為四連桿機構,允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移。走行輪內(nèi)部設有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機。

作為優(yōu)選方式,每個走行輪通過橫向焊接于端梁左右兩側(cè)的走行輪安裝軸與構架轉(zhuǎn)動連接。

作為優(yōu)選方式,端梁靠近中部的一側(cè)設有焊接安裝座,走行輪安裝軸插入焊接安裝座并與焊接安裝座焊接在一起。

作為優(yōu)選方式,端梁遠離中部的一側(cè)設有與構架固定連接的導向輪安裝座,導向輪通過導向輪安裝座連接于構架上。

作為優(yōu)選方式,外轉(zhuǎn)子式輪轂電機包括:中部的走行輪安裝軸,套裝于走行輪安裝軸外表面的內(nèi)定子機架,內(nèi)定子機架外側(cè)設有內(nèi)定子鐵芯,內(nèi)定子鐵芯上設有凸極,凸極上纏繞勵磁線圈,電機外轉(zhuǎn)子為輪轂,輪轂在鐵芯的外側(cè),輪轂上裝有圓弧片狀永磁體,內(nèi)定子機架兩側(cè)端面安裝有端蓋,端蓋封閉內(nèi)定子機架、內(nèi)定子鐵芯、凸極、勵磁線圈,走行輪安裝軸的末端套裝軸承,端蓋壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸外側(cè),走行輪的左右兩側(cè)端面安裝有制動盤,制動盤通過螺栓同時與電機的端蓋以及輪轂相連。

作為優(yōu)選方式,導向輪、走行輪為充氣橡膠輪。

由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導向輪,所以轉(zhuǎn)向架進入軌道梁內(nèi)時需要添加預壓力,以保證導向輪與軌道梁有較好的接觸,同時構架采用的是中部下凹的結構(即下沉段),其目的在于,在轉(zhuǎn)向架運行時枕梁始終處于軌道梁的下方,以減小軌道梁的橫向距離,降低軌道梁的建設成本。

作為優(yōu)選方式,走行輪的外側(cè)設有直徑小于走行輪的實心的走行安全輪,走行安全輪的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪,且走行輪與走行安全輪的輪距相同。

作為優(yōu)選方式,導向輪的上方設有實心的導向安全輪,導向安全輪與導向輪的旋轉(zhuǎn)軸重合,且導向安全輪的輪徑小于導向輪的輪徑。

本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機作為懸掛式單軌的驅(qū)動裝置,輪轂為電機的外轉(zhuǎn)子,能直接將電機扭矩傳遞于走行輪上,避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設備,能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離,減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設成本,同時無齒輪箱,減小了驅(qū)動裝置的能量損失,提高驅(qū)動效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨立輪且采用充氣橡膠輪,直接安裝于構架兩側(cè)的半軸上,同時加設走行安全輪,轉(zhuǎn)向架無一系懸掛,其制動方式為盤型制動,制動盤與輪轂相連。永磁電機相比傳統(tǒng)的交流電機,有體積小,質(zhì)量輕等優(yōu)點,并且能減少電機的發(fā)熱,增加電機的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺輪轂電機可通過電控實現(xiàn)差速,在列車通過曲線時可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗,同時無須安裝差速器,簡化的轉(zhuǎn)向架的結構,提高了其可靠性,也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪,提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動力學性能,減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題,在走行輪失效時安全輪發(fā)揮作用,提高運行的安全性,轉(zhuǎn)向架的導向輪依然采用充氣橡膠輪,由于其剛度較小,可有效減小轉(zhuǎn)向架進入曲線時與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導向輪上同樣采用安全輪的設計,在導向輪失效時安全輪發(fā)揮作用,以避免導向輪的發(fā)生泄漏等問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的左視圖。

圖4是本發(fā)明的軸測立體示意圖。

圖5是本發(fā)明的構架結構示意圖。

圖6是本發(fā)明的輪轂電機的結構剖視圖。

1為構架,2為導向輪,3為走行安全輪,4為走行輪,5為枕梁,6為橫向拉桿,7為導向輪安裝座,8為導向安全輪,9為空氣彈簧,10為懸吊裝置,11為車體,12為端梁,13為焊接安裝座,14為橫向拉桿安裝座,15為制動盤,16為輪轂,17為圓弧片狀永磁體,18為內(nèi)定子鐵芯,19為勵磁線圈,20為內(nèi)定子機架,21為走行輪安裝軸,22為端蓋,23為軌道梁。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用,本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用,在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結構,包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構架1,構架1整體為焊接構架。所述構架1包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁12和中部的下沉段,構架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座14,端梁12靠近中部的一側(cè)分別設有一對與構架轉(zhuǎn)動連接的走行輪4,每個走行輪4的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設置,每個走行輪4通過橫向焊接于端梁12左右兩側(cè)的走行輪安裝軸21與構架轉(zhuǎn)動連接,端梁12遠離中部下沉段的一端分別設有一對導向輪2,導向輪安裝于構架前后兩側(cè),每個導向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設置,構架中部的下沉段上設有空氣彈簧9以及壓裝于空氣彈簧9上方的枕梁,枕梁左右兩側(cè)分別設有水平設置并垂直于端梁12的橫向拉桿6,橫向拉桿6一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座14與構架1相連,橫向拉桿6用于傳遞導向力,枕梁5壓裝于空氣彈簧9上,懸吊裝置10的上端穿過構架中部并壓裝于枕梁5上方,懸吊裝置10的下端與車體11固定連接,懸吊裝置10為四連桿機構,允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移;走行輪4內(nèi)部設有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機。導向輪2、走行輪4為充氣橡膠輪。走行輪4的外側(cè)設有直徑小于走行輪4的實心的走行安全輪3,走行安全輪3的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪4,且走行輪4與走行安全輪3的輪距相同。導向輪2的上方設有實心的導向安全輪8,導向安全輪8與導向輪2的旋轉(zhuǎn)軸重合,且導向安全輪8的輪徑小于導向輪2的輪徑。。

端梁12靠近中部的一側(cè)設有焊接安裝座13,走行輪安裝軸21插入焊接安裝座13并與焊接安裝座13焊接在一起。

端梁12遠離中部的一側(cè)設有與構架1固定連接的導向輪安裝座7,導向輪通過導向輪安裝座7連接于構架上。

外轉(zhuǎn)子式輪轂電機包括:中部的走行輪安裝軸21,套裝于走行輪安裝軸21外表面的內(nèi)定子機架20,為減輕材料并且方便安裝將內(nèi)定子機架設計為中空結構,內(nèi)定子機架20外側(cè)設有內(nèi)定子鐵芯18,內(nèi)定子鐵芯18上設有凸極,凸極上纏繞勵磁線圈19,電機外轉(zhuǎn)子為輪轂16,輪轂16在鐵芯的外側(cè),輪轂16上裝有圓弧片狀永磁體17,內(nèi)定子機架20兩側(cè)端面安裝有端蓋22,端蓋22封閉內(nèi)定子機架20、內(nèi)定子鐵芯18、凸極、勵磁線圈19,走行輪安裝軸21的末端套裝軸承,端蓋22壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸21外側(cè),走行輪4的左右兩側(cè)端面安裝有制動盤15,制動盤15通過螺栓同時與電機的端蓋22以及輪轂16相連。

由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導向輪,所以轉(zhuǎn)向架進入軌道梁23內(nèi)時需要添加預壓力,以保證導向輪2與軌道梁23有較好的接觸,同時構架1采用的是中部下凹的結構(即下沉段),其目的在于,在轉(zhuǎn)向架運行時枕梁5始終處于軌道梁23的下方,以減小軌道梁的橫向距離,降低軌道梁的建設成本。

本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機作為懸掛式單軌的驅(qū)動裝置,輪轂為電機的外轉(zhuǎn)子,能直接將電機扭矩傳遞于走行輪上,避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設備,能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離,減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設成本,同時無齒輪箱,減小了驅(qū)動裝置的能量損失,提高驅(qū)動效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨立輪且采用充氣橡膠輪,直接安裝于構架兩側(cè)的半軸上,同時加設走行安全輪,轉(zhuǎn)向架無一系懸掛,其制動方式為盤型制動,制動盤與輪轂相連。永磁電機相比傳統(tǒng)的交流電機,有體積小,質(zhì)量輕等優(yōu)點,并且能減少電機的發(fā)熱,增加電機的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺輪轂電機可通過電控實現(xiàn)差速,在列車通過曲線時可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗,同時無須安裝差速器,簡化的轉(zhuǎn)向架的結構,提高了其可靠性,也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪,提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動力學性能,減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題,在走行輪失效時安全輪發(fā)揮作用,提高運行的安全性。轉(zhuǎn)向架的導向輪依然采用充氣橡膠輪,由于其剛度較小,可有效減小轉(zhuǎn)向架進入曲線時與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導向輪上同樣采用安全輪的設計,在導向輪失效時安全輪發(fā)揮作用,以避免導向輪的發(fā)生泄漏等問題。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。

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