采用单永磁直驱电机双轴同时驱动城轨车辆铰销式转向架

1.本实用新型涉及一种城市轨道交通领域，尤其涉及一种采用单永磁直驱电机双轴同时驱动城轨车辆铰销式转向架。


背景技术：

2.随着人们生活质量的提高，对良好环境的需求也相应提高。传统轨道车辆大多采用交流异步电动机提供牵引力，但存在噪声大、效率低、成本高、故障多等多项不足，对环境的影响较大，一种新型的电机—永磁电机应运而生。永磁同步电机具有效率高、功率因数高、发热小、结构简单、体积小、噪声小的特点技术模式，可以有效地提高电机的利用效率，从而提升整个系统的效率。
3.现有的城市轨道车辆转向架大多都使用双交流电机分别驱动两根轴的方式进行牵引传动，使得牵引电机占用的空间增大，转向架的体积也随之增加，同时转向架的整体重量也会增大；另外，如何使两电机分别控制的车轮保持相同的转速也是一个难题。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新型的采用单永磁直驱电机双轴同时驱动城轨车辆铰销式转向架，能够进一步减少转向架重量特别是簧下重量，减小转向架体积，提高牵引性能以及改善曲线通过性能。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：
6.一种采用单永磁直驱电机双轴同时驱动城轨车辆铰销式转向架，包含转向架构架1，转向架构架1包括一根枕梁10与两根侧梁9，两根所述侧梁9通过铰销形式安装于枕梁10两端，所述侧梁9与枕梁10安装后成h型结构；在枕梁10两端设置空气弹簧安装座16，用于连接承载车体的空气弹簧25；所述枕梁10横向两端焊接有铰销安装座15，同时在枕梁10上设有齿轮箱定位拉杆安装座13、二系垂向减振器安装座17和二系横向减振器安装座20；二系垂向减振器26及二系垂向减振器安装座17位于空气弹簧25一侧，二系横向减振器安装座20 位于枕梁上方；二系横向减振器24与二系横向减振器安装座20相连，二系垂向减振器26与二系垂向减振器安装座17相连；在铰销安装座15内侧对称设置横向弹性止挡23；在转向架构架1下方设置永磁直驱电机7，永磁直驱电机7通过电机安装孔22与枕梁10相连；永磁直驱电机7的电机轴通过联轴节14将转矩传递到面齿轮32，并通过面齿轮32驱动车轴；枕梁10后侧中部设置牵引拉杆安装座21，牵引拉杆安装座21连接传递纵向牵引力的牵引拉杆 11；在枕梁10两侧设置轴箱定位拉杆安装座18实现轴箱8的定位，并将牵引拉杆安装座21 与齿轮箱定位拉杆安装座13设置为一体；在转向架构架1上设置基础制动装置3，属于踏面制动；基础制动装置3位于枕梁10上的空气弹簧安装座16下方，两侧各一个；整个转向架枕梁10 下方只有纵向设有一个永磁直驱电机7，永磁直驱电机7两端同时通过与电机转子36固定的电机轴输出扭矩，经过联轴节14和面齿轮32后同时驱动前后两个轮对2。
7.作为优选方式，所述侧梁9为一字型梁，两端设置有一系弹簧安装座和一系减振器
安装座19，一系弹簧安装座包括侧梁一系弹簧安装座及轴箱一系弹簧安装座，一系弹簧4安装在侧梁一系弹簧安装座及轴箱一系弹簧安装座之间，侧梁一系弹簧安装座位于侧梁9两端，轴箱一系弹簧安装座位于轴箱8两端，一系减振器5两端套装一系减振器销39，一系减振器销 39由中间的圆柱和两端的长方体构成，一系减振器销39分别用螺栓连接到侧梁一系减振器安装座19和轴箱一系减振器安装座。
8.作为优选方式，永磁直驱电机7包括电机外壳定子34、线圈35、电机转子36和电机轴承37，电机转子36压装到电机轴上，电机轴同时作为电机转子；在永磁直驱电机7外壳上焊接四个安装孔，用螺栓实现与构架枕梁10的固定。
9.作为优选方式，面齿轮箱6内部包括齿轮轴33和面齿轮32，面齿轮箱6外壳上设置有齿轮箱定位拉杆安装座13，齿轮箱通过齿轮箱定位拉杆12连接到转向架构架1上，一对齿轮箱抱轴轴承38将面齿轮箱6抱在轮对2上，齿轮箱抱轴轴承38压装到车轴上。
10.作为优选方式，制动形式为踏面制动，以转向架中心为对称中心，在枕梁10两侧各设置一个基础制动装置3。
11.作为优选方式，转向架采用的轴箱布置方式为内置式，即轴箱布置在轮对内侧，采用单拉杆定位，即每一个轴箱采用一个轴箱定位拉杆30，轴箱定位拉杆30分别与轴箱拉杆安装座以及枕梁10上的轴箱定位拉杆安装座18相连。
12.作为优选方式，转向架采用单独一个牵引拉杆11提供纵向牵引力，牵引拉杆11通过构架牵引拉杆安装销27与转向架构架1上的牵引拉杆安装座21弹性活动连接；在枕梁10具有牵引拉杆安装座21的一侧，牵引拉杆安装座21与齿轮箱定位拉杆安装座13合为一体。
13.本实用新型的工作过程为：当进行牵引时，永磁直驱电机7的两端均设有输出轴用于输出转矩，通过联轴节14将转矩传递到面齿轮箱6，由面齿轮32带动轮对2旋转，通过轮轨之间的摩擦力产生轮周牵引力，带动转向架及车体运动。当进行制动时，优先采用再生制动，使永磁直驱电机7反转，制动的同时产生电能，并将产生的电能输送到电网；若再生制动力不足，则使用踏面制动，使基础制动装置3的闸片压倒轮对2踏面上，将车辆动能转化为摩擦热能散发掉。
14.本实用新型的有益效果为：由于采用单电机纵向布置驱动双轴的结构形式，整个转向架的体积以及重量都得到减少，结构也更加简单；同时由于采用电机架悬式布置，减少了簧下重量；单电机同时驱动双轴的驱动方式有利于使前后车轮保持同样的转速，减少空转和打滑；由于侧梁与枕梁之间连接方式为铰销，两根侧梁可有一定的相对运动，在线路不平顺时有更好的运行品质；由于采用面齿轮作为传动齿轮，提高了承载能力和传动的平稳性；采用了轴箱内置式结构，也有利于提高转向架的曲线通过性能。
附图说明
15.图1是本实用新型的轴测图。
16.图2是本实用新型的俯视图。
17.图3是本实用新型的铰销式构架轴测图。
18.图4是本实用新型的二系悬挂轴测图。
19.图5是本实用新型的轴箱及一系悬挂轴测图。
20.图6是本实用新型的驱动装置轴测图。
21.图7是本实用新型的永磁直驱电机剖视图。
22.图8是本实用新型的轴箱定位拉杆。
23.图9是本实用新型的一系减振器安装销。
24.其中，1是转向架构架，2是轮对，3是基础制动装置，4是一系弹簧，5是一系减振器，6是面齿轮箱，7是永磁直驱电机，8是轴箱，9是侧梁，10是枕梁，11是牵引拉杆，12是齿轮箱定位拉杆，13是齿轮箱定位拉杆安装座，14是联轴节，15是铰销安装座，16是空气弹簧安装座，17是二系垂向减振器安装座，18是轴箱定位拉杆安装座，19是一系减振器安装座，20是二系横向减振器安装座，21是牵引拉杆安装座，22是电机安装孔，23是横向弹性止挡，24是二系横向减振器，25是空气弹簧，26是二系垂向减振器，27是构架牵引拉杆安装销，28是车体连接牵引拉杆安装销，29是轴箱盖，30是轴箱定位拉杆，31是轴箱轴承， 32是面齿轮，33是齿轮轴，34是电机外壳定子，35是线圈，36是电机转子，37是电机轴承， 38是齿轮箱抱轴轴承，39是一系减振器安装销。
具体实施方式
25.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
26.本实施例提供一种采用单永磁直驱电机双轴同时驱动城轨车辆铰销式转向架，包含转向架构架1，转向架构架1包括一根枕梁10与两根侧梁9，两根所述侧梁9通过铰销形式安装于枕梁10两端，所述侧梁9与枕梁10安装后成h型结构；在枕梁10两端设置空气弹簧安装座16，通过空气弹簧25承载车体；所述枕梁10横向两端焊接有铰销安装座15，同时在枕梁10上设有齿轮箱定位拉杆安装座13、二系垂向减振器安装座17和二系横向减振器安装座 20；二系垂向减振器26及其安装座17位于空气弹簧25一侧，二系横向减振器安装座20位于枕梁上方；二系横向减振器24与二系横向减振器安装座20相连，二系垂向减振器26与二系垂向减振器安装座17相连；在铰销安装座15内侧对称设置横向弹性止挡23；在转向架构架1下方设置永磁直驱电机7，永磁直驱电机7通过电机安装孔22与枕梁10相连；永磁直驱电机7的电机轴通过联轴节14将转矩传递到面齿轮32，并通过面齿轮32驱动车轴；枕梁 10后侧中部设置牵引拉杆安装座21，通过牵引拉杆11传递纵向牵引力；在枕梁10两侧设置轴箱定位拉杆安装座18实现轴箱8的定位，并将牵引拉杆安装座21与齿轮箱定位拉杆安装座13 设置为一体；在转向架构架1上设置基础制动装置3，属于踏面制动；基础制动装置3位于枕梁10上的空气弹簧安装座16下方，两侧各一个；整个转向架枕梁10下方只有纵向设有一个永磁直驱电机7，永磁直驱电机7两端同时通过与电机转子36固定的电机轴输出扭矩，经过联轴节14和面齿轮32后同时驱动前后两个轮对2。
27.所述侧梁9为一字型梁，两端设置有一系弹簧安装座和一系减振器安装座19，一系弹簧安装座包括侧梁一系弹簧安装座及轴箱一系弹簧安装座，一系弹簧4安装在侧梁一系弹簧安装座及轴箱一系弹簧安装座之间，侧梁一系弹簧安装座位于侧梁9两端，轴箱一系弹簧安装座位于轴箱两端，一系减振器5两端套装一系减振器销39，如图9所示，一系减振器销39 由中间的圆柱和两端的长方体构成，一系减振器销39分别用螺栓连接到侧梁一系减振
器安装座19和轴箱一系减振器安装座。
28.如图7所示，永磁直驱电机7包括电机外壳定子34、线圈35、电机转子36和电机轴承 37，电机转子36压装到电机轴上，电机轴同时作为电机转子；在永磁直驱电机7外壳上焊接四个安装孔，用螺栓实现与构架枕梁10的固定。
29.如图6所示，面齿轮箱6内部包括齿轮轴33和面齿轮32，面齿轮箱6外壳上设置有齿轮箱定位拉杆安装座13，齿轮箱通过齿轮箱定位拉杆12连接到转向架构架1上，一对齿轮箱抱轴轴承38将面齿轮箱6抱在轮对2上，齿轮箱抱轴轴承38压装到车轴上。齿轮箱抱轴轴承38采用圆锥滚子轴承。
30.制动形式为踏面制动，以转向架中心为对称中心，在枕梁10两侧各设置一个基础制动装置3。用于在站台的正常制动以及行驶过程中的紧急制动。
31.转向架采用的轴箱布置方式为内置式，即轴箱布置在轮对内侧，采用单拉杆定位，即每一个轴箱采用一个轴箱定位拉杆30，如图8所示，轴箱定位拉杆30分别与轴箱拉杆安装座以及枕梁10上的轴箱定位拉杆安装座18相连。轴箱内置式结构，有利于提高转向架的曲线通过性能。
32.转向架采用单独一个牵引拉杆11提供纵向牵引力，牵引拉杆11通过构架牵引拉杆安装销 27与转向架构架1上的牵引拉杆安装座21弹性活动连接；在枕梁10具有牵引拉杆安装座21 的一侧，牵引拉杆安装座21与齿轮箱定位拉杆安装座13合为一体。
33.如图4所示，二系悬挂包括横向弹性止挡23、牵引拉杆11、二系横向减振器24、二系垂向减振器26以及空气弹簧25，横向弹性止挡23对称设置于构架铰销安装座15内侧，在枕梁两端设置空气弹簧安装座16，通过空气弹簧25承载车体，传递垂向力及部分横向力；在枕梁10设置牵引拉杆安装座21，通过牵引拉杆11传递纵向牵引力；通过横向弹性止挡23 传递横向力，并限制车体的最大横向位移，通过减振器提供横向及垂向阻尼。二系横向减振器24位于枕梁上方，二系垂向减振器26位于空气弹簧一侧，两端分别与构架及车体上的安装座相连，二系横向减振器24与二系垂向减振器26两端分别与构架及车体上的安装座相连，起减振作用。
34.本实用新型城轨车辆转向架采用单永磁电机驱动双轴的驱动结构，进一步降低了转向架的整体体积和重量，特别是簧下重量，转向架前后轮能保持相同转速，减少了打滑和空转，同时采用面齿轮作为传动齿轮，提高了齿轮承载能力和传动的平稳性。
35.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。