专利名称：防止磁浮列车脱轨的走行机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使磁浮列车在行驶过程中始终跟随轨道，防止列车脱轨的走行机构。
背景技术：
悬浮列车是一种有别于其它常规轨道交通器的轨道运输工具，其中走行机构是磁浮列车结构的核心，它与现有的有轨列车和地铁轮架结构完全不同，有轨列车(含地铁)是通过轮轨的摩擦产生运动，磁浮列车是通过安装在走行机构上的悬浮、导向磁铁产生的磁场，将悬浮力、导向力、纵向力传递给车厢、带动磁浮列车运动。而走行机构是为悬浮、导向、制动磁铁提供安装固定支撑、传递载荷；通过二系悬挂装置实现运动解耦，保证列车跟随轨道的。由于车体与轨道间没有机械接触，车体“悬浮”在轨道上运行，运行时速度很高(时速超过500公里)。因此，人们常将磁悬浮列车喻为“没有翅膀的低空飞机”。飞机起飞时先用轮子在地面上滑行，当加速到一定程度时，将轮子缩进“机肚”升空。日本浮列车采用的磁悬浮走行机构就是与此飞机相仿的“排斥式”磁悬浮輔助車轮走行装置。它用与磁性相斥的超导材料，再用通电后的线圈由車体与地面之間产生斥力而使得车体保持上浮。但是當車子静止時，由於线圈的磁束不会发生变化产生同极的磁性，所以利用斥力的磁浮車在静止時並不会浮起来，這与飞机的情形很相似。此外由於必須先启动，使线圈生感应电流令列車悬浮，因此列車上必須备有輔助車轮，作为“起飞”与“降落”之用。启动時以車轮帶动，当時速达40公里以上時，列車才开始悬浮，此時轮子便自动收起。，由于结构的原因，平时车体不能产生悬浮，只能像飞机一样用轮子支撑，起动后当车速达到每小时80公里以上时，感应电流的磁场和超导电磁体的磁场互相排斥将列车悬浮起来，悬浮高度可在10cm左右，车体就像飞机一样悬浮起来。当列车行驶时，，由于铝环中的电磁感应，车上超导磁体的磁场被地面上的铝环切割。当列车减速或停车时，铝环中的感应电流变小或为零，浮力不足克服列车的重量，故仍需安装车轮以便支承列车，当列车高速运动时，车轮自动缩回。
发明内容
本发明的目的是避免上述现有技术“排斥式”磁悬浮輔助車轮走行装置的不足之处，提供一种通过磁浮车二系悬挂装置实现运动解耦，保证列车跟随轨道，满足磁浮列车通过最小平曲线半径350m、最小竖曲线半径530m和最大爬坡能力10％的性能要求，隔离来自轨道和装置自身的振动的无轮磁悬浮，可防止列车脱轨的走行机构。
为了达到上述目的，本发明提供的一种始终跟随轨道，可使列车在行驶过程中包裹着轨道前行，用于实现悬浮、导向、牵引、制动功能，并将悬浮力、导向力、纵向力传递给车厢、带动列车运动，防止磁浮列车脱轨的走行机构，包括二系悬挂装置、制动滑橇装置、纵向牵引装置、悬浮磁铁、导向磁铁和防撞装置，其特征在于，呈弓形结构的二系悬挂装置固联于纵向牵引装置的两侧，其两侧端的弓脚可包裹于所述悬浮导向磁铁模块悬浮磁铁的两侧外侧面，所述制动滑橇装置位于所述二系悬挂装置下部横梁下方的拐角内，并分别与所述二系悬挂装置两侧的走行架内侧相联。
本发明所述的二系悬挂装置包括架设于走行架左右两侧空气弹簧下支撑梁的摇枕支撑在限位弹簧上，摇枕的端部与由一个带有可抑制侧向滚动的橡胶推力弹簧侧滚稳定器相连接，装在摇枕另两端端头的Y向辅助弹簧分别伸入在走行架左右两侧摆杆装置孔体内与摆杆活动连接，在它们的连接点左右两侧各有一个固定在走行架上为摇枕提供安装支点的支撑梁。
本发明所述的摆杆装置由摆杆、摆杆轴承座、两个由内外锥形金属套筒和中间橡胶组成起减振作用的锥形轴承金属橡胶减振器、轴承板、和固定摆杆轴承座和摆杆的下支座组成，摆杆通过螺栓连接和摇枕相连，在Y向上摆杆轴承座通过螺钉固定在车厢下弦梁型材的安装槽上。
本发明所述的由磨耗连接支座、连接支架、铸件框滑橇连接支座、波纹罩、碟形弹簧、滑块、轴销、压块、盖板和垫板组成的高速列车滑橇制动装置，其特征在于，盖板上至少有三个间隔固定安装在垫块上，并形成楔形槽连接接口的压块，所述盖板与所述铸件框滑橇连接支座相联，在所述铸件框滑橇连接支座与磨耗连接支座之间至少有三个被其夹固的弹性防护套，所述磨耗连接支座由其两端的连接支架连接。
本发明所述的磨耗块是横截面为矩形的碳-碳复合材料制件，排列安装在铸件框滑橇连接支座的下部。
本发明所述的所述的防护套由插装在波纹罩中的碟形弹簧组成，并由螺栓及其柱形螺母紧固。
本发明所述摇枕的两腿摇臂中部上制有轴承孔，其孔内压入有金属橡胶轴承，它的大端是球形块。
本发明用于头车的走行机构，还包括一个固联在二系悬挂装置前端的防撞装置。用于承受列车出现意外时的撞击能量。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
悬浮磁铁和轨道上的悬浮定子通电后能够产生相互的吸引力与纵向的牵引力，使得列车悬浮于轨道并在轨道上行驶，并且利用悬浮磁铁和轨道上的悬浮定子的吸引力来使列车悬浮，可以使列车在行驶过程中包裹着轨道防止列车脱轨。通过控制导向磁铁和轨道上导向定子的电流可以调节导向磁铁和轨道侧面吸引力或排斥力，使得列车在行驶过程中始终跟随轨道。列车行驶中的垂向载荷由车厢传递到二系悬挂装置再传递到悬浮磁铁，通过悬浮磁铁与轨道悬浮定子的作用将载荷传递到轨道上。而列车停放时的垂向载荷则由二系悬挂装置通过滑橇传递到轨道上。列车行驶过程的横向载荷由二系悬挂装置传递到导向磁铁，通过导向磁铁与轨道导向定子的作用传递到轨道上。纵向载荷则可以利用纵向牵引装置将载荷传递到悬浮架上进而传递到悬浮磁铁，再由悬浮磁铁与轨道悬浮定子的牵引作用传递到轨道。纵向牵引装置是一个关节轴承铰接三连杆机构，其与车厢的连接点在中间杆的中心，能够保证车厢在垂向和横向移动时牵引杆始终跟随车厢并传递纵向载荷。满足磁浮列车通过最小平曲线半径350m、最小竖曲线半径530m和最大爬坡能力10％的性能要求，隔离来自轨道和装置自身的振动。解决了现有技术“排斥式”磁悬浮輔助車轮走行装置必須备有輔助車轮，启动時以車轮帶动，作为“起飞”与“降落”的缺陷。
为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合附图和实例给出最佳实施例，从而使本发明的细节和优点变得更为明显。
图1是本发明的带防撞装置的走行机构纵向构造示意图。
图2是图1走行机构的正向构造示意图。
图3是本发明的二系悬挂装置构造示意图。
图4是本发明的制动滑橇装置构造示意图。
图5是本发明纵向牵引装置的构造示意图。
图6是本发明安装在走行架托臂上的悬浮磁铁示意图。
图7是本发明安装在走行架托臂上的导向磁铁示意图。
图8是本发明安装在走行架横梁上的防撞装置示意图。
图9是放置在图8防撞装置吸能盒中的波形铝板组构造示意图。
具体实施例方式
图1、图2描述了一个由二系悬挂装置1、滑橇制动装置5、纵向牵引装置2以及相关联的悬浮导向磁铁模块4组成的本发明实施例。所述用于实现悬浮、导向、牵引、制动功能，并将悬浮力、导向力、纵向力传递给车厢、带动列车运动，防止列车脱轨的走行机构。其中还包括用于头车走行机构承受列车出现意外时的撞击能量防撞装置6。呈弓形结构的两个二系悬挂装置1固联于纵向牵引装置2的两侧端。在二系悬挂装置1两侧端的弓脚8包裹于轨道9的呈T形状两侧的外侧面。悬浮导向磁铁模块由悬浮磁铁3和导向磁铁4组成。所述制动滑橇装置5位于所述二系悬挂装置1下部横梁下方的拐角内，并分别与所述二系悬挂装置1两侧的走行架内侧相联。
在图3中，二系悬挂装置1是走行机构的一个核心装置，其功能包括传递车厢载荷、控制列车振动保证车厢平稳、抑制车体的侧滚和解耦车厢与走行机构的相对运动。其中横跨架设于走行架8左右两侧空气弹簧下支撑梁15上的摇枕11支撑在限位弹簧16上，安装在装有橡胶金属元件的横梁框。两个摇枕11的端部上各有一个带有可抑制侧向滚动的橡胶推力弹簧与相连接的侧滚稳定器10。侧滚稳定器10的弹簧通过一个连接件用螺栓固定在摇枕11上。装在两摇枕11大端头的Y向辅助弹簧17分别伸入在走行架8左右两侧摆杆装置14孔体内，与摆杆14通过螺栓活动连接。在它们的连接点左右两侧各有一个固定在走行架8上为提供安装转动支点的支撑梁12，转动支点和垂向弹簧固定在车体走行架8上。在摇枕11的转动支点处安装有一个防止结构振动时可能产生结构破坏的金属橡胶轴承，所述轴承压入摇枕11两腿摇臂中部上的轴承孔中。支撑梁12通过其金属橡胶轴承固联在摇枕11的两腿摇臂之间。下支撑梁15与走行架8固定并为空气弹簧13(相当于垂向弹簧)提供安装接口，将空气弹簧的载荷传递到走行架上。
在图4中，滑橇装置5安装二系悬挂装置1空簧下支撑梁上，在列车停放时传递垂向载荷并且在列车出现行驶故障时通过其与轨道9的摩擦可作刹车片使用。所述的制动滑橇装置5通常由磨耗连接支座18、连接支架19、铸件框滑橇连接支座20、波纹罩21、碟形弹簧22、滑块23、轴销24、压块25、盖板26和垫板27组成。其中盖板26上装配有至少有三个，通常为四个间隔固定在垫板27上的压块25，使其形成一个能够与磁浮车走行架(未示出)上连接槽对接的楔形槽连接接口，从而使本滑橇装置能够方便地安装到走行架上。垫板27主要用于调节滑橇装置下面到悬浮磁铁上表面的间距。封闭在铸件框滑橇连接支座20并用于防止其沟槽中积水和灰尘的盖板26与所述铸件框滑橇连接支座20相联。在所述铸件框滑橇连接支座20与磨耗连接支座18之间至少有三个被其夹固的由插装在波纹罩21中的碟形弹簧22组成的弹性防护套。磨耗连接支座18与铸件框滑橇连接支座20的连接是通过能够沿垂向滑动的轴销24和连接件固定，起到衰减垂向冲击载荷的作用。碟形弹片22通过压缩伸展来传递滑橇的垂向载荷与衰减垂向振动。在每个滑橇板结构主中可以有八组碟形弹片5，每组有十个碟形弹片串联组成。所述磨耗连接支座18由其两端的连接支架连接。连接支架是传递X向载荷的构件。
在图5中，纵向牵引装置2固定在走行架8上并与车厢通过轴销铰接传递车厢纵向载荷，其结构由左右两个对称支架30和其间的三连杆铰接拉杆机构31连接组成。支架30与走行架8连接为拉杆机构提供安装支点，与车厢铰接。它由两根纵梁和四个对顶的梯形支座和钣金件铆接而成。拉杆机构通过两端拉杆端部压装的金属橡胶轴承活动连接于支板两根纵梁之间。它不仅能够使拉杆机构在列车行驶时能够上下、左右跟随车厢移动，而且能在传递载荷时缓解冲击，降低噪音保持车厢稳定。
在图6中，悬浮磁铁3安装在走行架托臂7上与托臂连接孔35连接。它与轨道9悬浮定子作用产生列车悬浮力和牵引力。悬浮磁铁结构主要包含两部分铝合金框架34和由铜箔缠绕而成的悬浮磁极33。
在图7中，导向磁铁4安装在走行架托臂7侧面上，与轨道9导向定子作用产生吸引力或排斥力使列车跟随轨道9实现磁悬浮列车导向功能。导向磁铁结构主要包含两部分铝合金框架37和由铜箔缠绕而成的导向磁板28。
在图8中，防撞装置6安装在头车第一个走行架横梁上，当列车行驶过程中遇到撞击时通过防撞装置6的结构破坏来吸收撞击能量从而降低列车其它部件的破坏和保证乘客安全。防撞装置由四根铝合金口形纵梁39、两根铝合金口形斜纵梁41、前横梁42五个吸能盒40和底板43组成。当列车受到撞击时，撞击能量通过纵梁39和斜纵梁41传递到吸能盒40，再由吸能盒40中图9所示的波形铝板组吸收。
权利要求
1.一种防止磁浮列车脱轨的走行机构，包括二系悬挂装置(1)、制动滑橇装置(5)、纵向牵引装置(2)、悬浮磁铁(3)、导向磁铁(4)和防撞装置(6)，其特征在于，呈弓形结构的二系悬挂装置固联于纵向牵引装置的两侧，其两侧端的弓脚可包裹于所述悬浮导向磁铁模块悬浮磁铁的两侧外侧面，所述制动滑橇装置位于所述二系悬挂装置下部横梁下方的拐角内，并分别与所述二系悬挂装置两侧的走行架内侧相联。
2.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的二系悬挂装置包括架设于走行架(8)左右两侧空气弹簧下支撑梁(15)上的摇枕(11)支撑在限位弹簧(16)上，摇枕的端部与由一个带有可抑制侧向滚动的橡胶推力弹簧侧滚稳定器1相连接，装在摇枕(11)另两端端头的Y向辅助弹簧(17)分别伸入在走行架(8)左右两侧摆杆装置(14)孔体内与摆杆活动连接，在它们的连接点左右两侧各有一个固定在走行架(8)上为摇枕提供安装支点的支撑梁(15)。
3.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的摆杆装置(14)由摆杆、摆杆轴承座、两个由内外锥形金属套筒和中间橡胶组成起减振作用的锥形轴承金属橡胶减振器、轴承板、和固定摆杆轴承座和摆杆的下支座组成，摆杆通过螺栓连接和摇枕相连，在Y向上摆杆轴承座通过螺钉固定在车厢下弦梁型材的安装槽上。
4.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的滑橇制动装置，其特征在于，包括磨耗连接支座、连接支架、铸件框滑橇连接支座、波纹罩、碟形弹簧、滑块、轴销、压块、盖板和垫板，上述盖板上至少有三个间隔固定安装在垫块上，并形成楔形槽连接接口的压块，所述盖板与所述铸件框滑橇连接支座相联，在所述铸件框滑橇连接支座与磨耗连接支座之间至少有三个被其夹固的弹性防护套，所述磨耗连接支座由其两端的连接支架连接。
5.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的磨耗块是横截面为矩形的碳一碳复合材料制件，排列安装在铸件框滑橇连接支座的下部。
6.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的防护套由插装在波纹罩中的碟形弹簧组成，并由螺栓及其柱形螺母紧固。
7.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的摇枕的两腿摇臂中部上制有轴承孔，其孔内压入有金属橡胶轴承，它的大端是球形块。
8.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的走行机构，还包括安装在头车第一个走行架横梁上，固联于二系悬挂装置前端的防撞装置。
9.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于所述的防撞装置由至少四根铝合金口形纵梁(39)、至少两根铝合金口形斜纵梁(41)、至少前横梁(42)五个吸能盒(40)和底板(43)组成。
10.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于，所述的纵向牵引装置固定于走行架，其结构由左右两个对称支架和其间的三连杆铰接拉杆机构连接组成；它由两根纵梁和四个对顶的梯形支座和钣金件铆接而成，所述拉杆机构通过两端拉杆端部压装的金属橡胶轴承活动连接于支板两根纵梁之间。
11.根据权利要求1所述的走行机构，其特征在于，所述的悬浮导向磁铁模块包括，安装在走行架托臂上的悬浮磁铁和导向磁铁。
全文摘要
本发明公开的一种防止磁浮列车脱轨的走行机构。包括二系悬挂装置、制动滑橇装置、纵向牵引装置和悬浮导向磁铁模块，其中呈弓形结构的二系悬挂装置固联于纵向牵引装置的两侧，其两侧端的弓脚可包裹于所述悬浮导向磁铁模块悬浮磁铁的两侧外侧面。制动滑橇装置位于二系悬挂装置下部横梁下方的拐角内。本发明利用悬浮磁铁和轨道上的悬浮定子的吸引力来使列车悬浮，使列车在行驶过程中包裹着轨道防止列车脱轨。通过控制导向磁铁和轨道上导向定子的电流可以调节导向磁铁和轨道侧面吸引力或排斥力，使得列车在行驶过程中始终跟随轨道。解决了现有技术“排斥式”磁悬浮辅助车轮走行装置必須备有辅助车轮，启动时以车轮带动，作为“起飞”与“降落”的缺陷。
文档编号B60L13/06GK1799896SQ20051002218
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月1日 优先权日2005年12月1日
发明者查泰勤 申请人:成都飞机工业(集团)有限责任公司