小比例模块化轨道列车实验系统转向架的制作方法

文档序号:11478166阅读:313来源:国知局
小比例模块化轨道列车实验系统转向架的制造方法与工艺

本实用新型涉及列车实验技术领域,具体地说是一种小比例模块化轨道列车实验系统转向架。

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背景技术:
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近年来,我国轨道行业迅速发展,高铁线路里程快速增加速度不断提升,各大城市不断增加地铁线路,开设有轨电车。与这种大发展不相适应的是我国轨道专业技术人员(研发人员、维保人员、运营管理人员)的培训仍停留在传统方式,人员水平跟不上轨道行业发展的需要,存在巨大的人才缺口,严重制约我国轨道事业的进一步发展。

目前,我国轨道专业人才培养和研发主要依靠:书面教学、计算机虚拟建模以、台架试验和线路1:1实验。其中,书面教学手段落后,知识陈旧,无法适应现代化教学的需要;计算机虚拟建模是近些年随着计算机和仿真软件的发展新兴的一种教学研究方式,优点是可以利用计算机进行虚拟仿真建模,进行研发及教学,但是这种方式对操作人员要求高,不够直观,缺乏实践及实际操作;台架实验只能做局部组件或者部分功能实验,无法完成车辆系统整体实验;线路实验的实验周期长,投入成本高,很难普及,无法满足当前发展的需要。

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技术实现要素:
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本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种小比例模块化轨道列车实验系统转向架,通过采用模块化的设计理念,以及模块化的悬挂方式,针对不同的研究、教学目的改变车辆结构,替换车辆部件,且控制方式灵活。

为实现上述目的设计一种小比例模块化轨道列车实验系统转向架,包括一系模块1、构架2、二系模块3,所述一系模块1左右对称设置有两组,所述构架2上预留有一系模块安装位以及二系模块安装位,所述一系模块1安装在一系模块安装位上,所述二系模块3安装在二系模块安装位上,所述一系模块1通过构架2与二系模块3连接,所述构架2设置在两个一系模块1之间位置处。

所述一系模块1包括电机4、减速箱5、轴箱6、一系悬挂支撑7、制动器8、车轮9、车轴10,所述电机4、减速箱5、轴箱6、一系悬挂支撑7、制动器8、车轮9、车轴10上下对称设置有两组,所述车轴10端部安装有电磁离合器11,所述电磁离合器11用于连接两根车轴10,所述电机4与减速箱5相连,所述减速箱5、制动器8、车轮9依次安装在车轴10上,所述轴箱6通过轴承与车轴10相连,所述轴箱6与一系悬挂支撑7处安装有用于提供柔性支撑的一系纵向弹簧12、一系垂向弹簧13、一系横向弹簧14,所述一系纵向弹簧12纵向设置,所述一系垂向弹簧13垂向设置,所述一系横向弹簧14横向设置,所述一系悬挂支撑7与构架2相连。

所述二系模块3包括假摇枕16、二系垂向拉簧17、中心销18、下沉板19,所述假摇枕16安装在列车车体底板上,所述下沉板19采用螺栓安装在构架2上,所述假摇枕16中部的中心销18插于下沉板19中间的孔中,所述中心销18两侧对称设有二系垂向拉簧17,所述二系垂向拉簧17垂向设置,所述假摇枕16和下沉板19之间连接有用于减震的二系横向拉簧20、二系阻尼器21、二系纵向拉簧22、阻尼器支撑板23,所述二系横向拉簧20横向设置,所述二系纵向拉簧22纵向设置,所述二系横向拉簧20与二系阻尼器21相连,所述二系阻尼器21安装在阻尼器支撑板23上。

本实用新型同现有技术相比,具有如下优点:

(1)灵活多变的机械结构:现有转向架的机械结构是固定的,一旦制造出来,各部件的安装位置和安装方式将无法改变。本实用新型所述的转向架采用模块化设计的理念,各个总成之间通过模块接口连接,在构架上留有多个安装位置可以实现轴距可以调整。同时,车轴之间通过电磁离合器相连,通过电控方式改变电磁离合器的闭/合,控制车轮的连接方式。其中电磁离合器闭合时车轴为刚性连接模式,当电磁离合器为分离状态时车轴为独立旋转模式,能够满足教学、研究过程中通过更改转向架的机械结构,以研究不同的机械结构对车辆性能的影响。

(2)分布式的驱动方式:现有的动力转向架的驱动方式为一个转向架上带有两个驱动电机,其中每个驱动电机驱动一个轮对旋转。本实用新型所述的转向架的驱动方式为一个转向架上带有4个伺服电机,当电磁离合器处于分离状态时,每个伺服电机驱动一个车轮,可以独立驱动每个车轮,实现每个转向架上4个车轮的独立控制,从而便于科研过程中采用复杂的控制算法。

(3)模块化的悬挂方式:现有转向架的悬挂组成相对固定,可替换部件有限,无法满足研究的需要。本使用新型所述的转向架的悬挂采用钢弹簧加上液压阻尼器,并且一系和二系悬挂均采用模块化设计,可以通过更换钢弹簧和液压阻尼器的方式调配悬挂参数,同时可以通过整体更换一系、二系模块的方式改变转向架的悬挂方式,从而在教学和科研过程中研究不同的悬挂参数和悬挂方式对车辆的动力学性能的影响。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构示意图;

图2是本实用新型中一系模块的结构示意图;

图3是图2的俯视图;

图4是本实用新型中一系纵向弹簧以及一系垂向弹簧处的局部结构示意图;

图5是本实用新型中一系横向弹簧处的局部结构示意图;

图6是本实用新型中二系模块的结构示意图;

图7是本实用新型中二系模块的俯视结构示意图;

图中:1、一系模块 2、构架 3、二系模块 4、电机 5、减速箱 6、轴箱 7、一系悬挂支撑 8、制动器 9、车轮 10、车轴 11、电磁离合器 12、一系纵向弹簧 13、一系垂向弹簧 14、一系横向弹簧 16、假摇枕 17、二系垂向拉簧 18、中心销 19、下沉板 20、二系横向拉簧 21、二系阻尼器 22、二系纵向拉簧 23、阻尼器支撑板。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明:

如附图所示,本实用新型包括:一系模块1、构架2、二系模块3,一系模块1左右对称设置有两组,构架2上预留有一系模块安装位以及二系模块安装位,一系模块1安装在一系模块安装位上,二系模块3安装在二系模块安装位上,一系模块1通过构架2与二系模块3连接,构架2设置在两个一系模块1之间位置处。其中,一系模块1包括电机4、减速箱5、轴箱6、一系悬挂支撑7、制动器8、车轮9、车轴10,电机4、减速箱5、轴箱6、一系悬挂支撑7、制动器8、车轮9、车轴10上下对称设置有两组,车轴10端部安装有电磁离合器11,电磁离合器11用于连接两根车轴10,电机4与减速箱5相连,减速箱5、制动器8、车轮9依次安装在车轴10上,轴箱6通过轴承与车轴10相连,轴箱6与一系悬挂支撑7处安装有用于提供柔性支撑的一系纵向弹簧12、一系垂向弹簧13、一系横向弹簧14,一系纵向弹簧12纵向设置,一系垂向弹簧13垂向设置,一系横向弹簧14横向设置,一系悬挂支撑7与构架2相连。二系模块3包括假摇枕16、二系垂向拉簧17、中心销18、下沉板19,假摇枕16安装在列车车体底板上,下沉板19采用螺栓安装在构架2上,假摇枕16中部的中心销18插于下沉板19中间的孔中,中心销18两侧对称设有二系垂向拉簧17,二系垂向拉簧17垂向设置,假摇枕16和下沉板19之间连接有用于减震的二系横向拉簧20、二系阻尼器21、二系纵向拉簧22、阻尼器支撑板23,二系横向拉簧20横向设置,二系纵向拉簧22纵向设置,二系横向拉簧20与二系阻尼器21相连,二系阻尼器21安装在阻尼器支撑板23上。利用二系横向拉簧、二系纵向拉簧的弹性以及二系阻尼器的高阻尼特点来保证空重车具有所需的减振性能以及优良的动力学性能。

本实用新型所述的转向架中,车轮、制动器、减速箱均安装在车轴上,电磁离合器安装在车轴端部用于连接两根车轴,并且可以根据控制信号调节离、合模式控制车轴的链接方式,当电磁离合器为分离状态时,轮对为独立轮模式,当电磁离合器为闭合状态时,轮对为刚性轮模式。轴箱通过轴承与车轴相连,一系纵向弹簧、一系垂向弹簧、一系横向弹簧安装在轴箱与一系悬挂支撑,用于提供柔性支撑。构架负责链接一系模块和二系模块,构架上留有二系模块安装位和多个一系模块安装位,与一系悬挂支撑相连,通过改变一系悬挂支撑安装在构架上的不同位置从而实现车辆的轴距可调。二系模块的假摇枕安装在车体底板上,连接构架与车体模块,通过改变假摇枕在车体底板不同的安装位实现车辆定距可调功能。下沉板用螺栓安装在构架上,假摇枕中部的中心销插在下沉板中间的孔中,起到定位和约束纵横向作用。二系横向拉簧、二系阻尼器、二系纵向拉簧、阻尼器支撑板用于连接假摇枕和下沉板,起到减震作用。

本实用新型针对轨道行业教学培训科研工具水平落后、台架试验台功能单一、线路实验成本过高的弊端,该小比例模块化轨道列车实验系统转向架可以针对不同的研究、教学目的改变车辆结构,替换车辆部件,同时控制方式灵活,满足了轨道行业教学培训科研的需要,能够作为轨道人才培养的教学系统以及科研研究的试验平台,符合当前轨道行业发展的趋势。

本实用新型涉及的小比例模块化轨道列车实验系统,采用1:5的轨道列车车辆和轨道实验线路,系统自带蓄电池供电配合无线远程控制伺服电机驱动车辆在线路上运行,系统主要包括:模块化车辆系统、环形线路系统、电气及动力系统。模块化车辆系统为了开展科研、教学活动,需要调整改变车辆的基本参数,替换不同的车辆部件进行测试,满足科研、教学的需要,因此将车辆系统设计成模块化,车辆具有定距可调、轴距可调、速度可控、悬挂参数可变、车轴连接方式可变能功能。模块化车辆系统主要包括:车体模块、转向架模块两大部分。车体模块包括:车体外壳和车体底板。车体底板具有承载蓄电池、电气控制设备的能力,并且留有三个转向架安装位,与转向架上的假摇枕16相连,转向架安装在不同的安装位置从而实现车辆定距可调,车体外壳具有防风、防水、防尘的作用,保护内部的电气设备正常工作。车体外壳以插槽的方式与车体底板连接,安装方便且无需其他辅助工具。环形线路系统中,车辆在环形线路上运行,为了测试车辆的各个性能,在线路上设置了多种半径尺寸的曲线,桥梁、坡道、隧道和停车车库等线路工况。

本实用新型并不受上述实施方式的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

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