CN111907536B - 永磁直驱机车及其驱动悬挂减震装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种永磁直驱机车及其驱动悬挂减震装置，该减震装置包括吊杆组件、悬挂臂与挠性板膜片；吊杆组件的第一橡胶关节中穿设有第一转动轴，第二橡胶关节中上穿设有第二转动轴，能够通过第一转动轴与驱动电机连接能够通过第二转动轴与车架连接；悬挂臂能够通过所述底座与驱动连接，能够通过第三转轴与车架连接；驱动电机的转子的空心轴的第一端设有传动盘，所述传动盘上延伸出有多个第一盘抓；所述空心轴的第二端设有传力盘，所述传力盘上延伸出有多个第二盘抓；所述挠性板膜片用于设于所述第一盘抓与所述第二抓盘相离的一侧上，传动销设于所述挠性板膜片远离所述第一盘抓的一侧上，所述传动销与所述第一盘抓在所述挠性板膜片上错位设置。

Description

永磁直驱机车及其驱动悬挂减震装置

技术领域

本公开涉及铁路机车技术领域，具体而言，涉及一种永磁直驱机车及其驱动悬挂减振装置。

背景技术

永磁直驱技术是铁路机车业内公认的下一代驱动技术，永磁同步电机以其高功率密度、高功率因数、高过载能力等优点使得永磁***研发成为新一代轨道交通装备研究趋势。永磁直驱牵引***采用永磁同步电机直接驱动轮对技术，取消齿轮箱，该传动方式具有结构简单、传动效率高、绿色节能等优点，是下一代机车牵引传动***的发展方向。

同时，永磁直驱牵引***取消了传统的传动齿轮箱，结构简单，不仅有效降低了机械能耗损失，消除了齿轮箱运行尤其是高速运行时带来很大的噪声，提高了运行的舒适性，避免了由于齿轮油泄露以及废油、废件回收导致的环境污染，更重要的是，还将使永磁直驱牵引***部件维护周期长达200万公里左右，降低了全寿命周期成本。

但是，现有的直驱电机悬挂在车架上变位能力差、减振效果差。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种减振效果好、变位能力强的永磁直驱机车驱动悬挂减振装置以及具有该驱动悬挂减振装置的永磁直驱机车。

根据本公开的一个方面，提供了一种永磁直驱机车驱动悬挂减震装置，该驱动悬挂减震装置包括：

吊杆组件，包括吊杆与设于所述吊杆的第一端的第一橡胶关节以及设于第二端的第二橡胶关节，所述第一橡胶关节中穿设有第一转动轴，所述第二橡胶关节中穿设有第二转动轴，所述吊杆的第一端能够通过第一转动轴与驱动电机连接，所述吊杆的第二端能够通过第二转动轴与车架连接；

悬挂臂，包括底座、设于所述底座上的悬臂以及设于所述悬臂上的第三橡胶关节，所述第三橡胶关节中穿设有第三转动轴，所述悬挂臂能够通过所述底座与驱动电机连接，所述悬挂臂能够通过第三转轴与车架连接；

挠性板膜片，驱动电机的转子包括空心轴，所述空心轴的第一端设有传动盘，所述传动盘上延伸出多个第一盘抓；所述空心轴的第二端设有传力盘，所述传力盘上延伸出多个第二盘抓；所述挠性板膜片设于所述第一盘抓与所述第二盘抓相离的一侧上，传动销设于所述挠性板膜片远离所述第一盘抓的一侧上，所述传动销与所述第一盘抓在所述挠性板膜片上错位设置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一橡胶关节包括第一关节外圈、第一关节内圈以及设于所述第一关节外圈与所述第一关节内圈之间的第一橡胶圈，所述第一关节内圈中穿设有所述第一转动轴；所述第二橡胶关节包括第二关节外圈、第二关节内圈以及设于所述第二关节外圈与所述第二关节内圈之间的第二橡胶圈，所述第二关节内圈中穿设有所述第二转动轴。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第三橡胶关节包括第三关节外圈、第三关节内圈以及设于所述第三关节外圈与所述第三关节内圈之间的第三橡胶圈，所述第三关节内圈中穿设有所述第三转动轴。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一转动轴、所述第二转动轴与所述第三转动轴的两端均设有通孔。

在本公开的一种示例性实施例中，设有两组所述吊杆组件，两组所述吊杆组件间隔预设距离设于电机的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述挠性板膜片呈环形，由两个呈C字形子挠性板膜片对接形成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传动盘上的第一盘抓的数量与所述传动销的数量一致，所述第一盘抓与所述传动销位置交替设置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一橡胶关节、所述第二橡胶关节及所述第三橡胶关节的刚度与所述挠性板膜片的刚度匹配。

在本公开的一种示例性实施例中，所述悬挂减震装置还包括：

防落组件，用于设在驱动电机上与车架连接；所述防落组件包括连接销和用于与驱动电机固定连接的支座，所述支座上设有通孔，所述连接销用于***所述通孔。

根据本公开的另一个方面，提供了一种永磁直驱机车，该机车包括驱动电机和设于所述驱动电机上的上述任一实施例提供的驱动悬挂装置。

本公开提供的永磁直驱机车驱动悬挂减震装置，机车驱动电机可通过吊杆组件与悬挂臂悬挂在机车的车架梁上，吊杆组件的两端均设有橡胶关节，悬挂臂上也设置有橡胶关节，通过橡胶关节的设置，能够适应驱动电机与车架的各向位移要求，衰减来自轨道与车间的震动，减轻轮轨作用力；位于传力盘以及车轮与传动盘之间的挠性板膜片，能够起到缓冲作用，从而通过挠性板联轴器的设置，能够进一步衰减来自轨道与车轮间的震动，进一步减轻轮轨作用力；具有减振效果好、变位能力强、无磨耗、免维护，且构造简单、质量较小、占用空间少和可装配性好等技术特点，很好地解决了驱动电机全悬挂方式变位能力和减振效果差等技术问题，延长了相关部件的全寿命周期，降低了使用成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的一种实施例提供的驱动电机悬挂减震装置的示意图；

图2为本公开的一种实施例提供的驱动电机悬挂减震装置的示意图；

图3为本公开的一种实施例提供的转子的示意图；

图4为本公开的一种实施例提供的驱动电机悬挂减震装置的剖视图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本公开的一种实施例提供的吊杆组件的示意图；

图7为本公开的一种实施例提供的第一橡胶关节的示意图；

图8为本公开的一种实施例提供的第三橡胶关节的示意图；

图9为本公开的一种实施例提供的挠性板模片的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供了一种永磁直驱机车驱动悬挂减震装置，如图1-图8所示，该减震装置包括吊杆组件21、悬挂臂22与挠性板膜片242。

吊杆组件21包括吊杆211与设于吊杆211的第一端的第一橡胶关节212以及设于第二端的第二橡胶关节213，第一橡胶关节212中穿设有第一转动轴2121，第二橡胶关节213中穿设有第二转动轴，吊杆211的第一端能够通过第一转动轴2121与驱动电机11连接，吊杆的第二端能够通过第二转动轴与车架连接。

悬挂臂22包括底座、设于底座上的悬臂以及设于悬臂上的第三橡胶关节，第三橡胶关节中穿设有第三转动轴2221，悬挂臂22能够通过底座与驱动电机连接，悬挂臂22能够通过第三转轴与车架连接。

驱动电机11的转子包括空心轴24，所述空心轴24的第一端设有传动盘241，所述传动盘241上延伸出多个第一盘抓；所述空心轴24的第二端设有传力盘244，所述传力盘244上延伸出多个第二盘抓；所述挠性板膜片242设于所述第一盘抓与所述第二盘抓相离的一侧上，传动销243设于所述挠性板膜片242远离所述第一盘抓的一侧上，所述传动销243与所述第一盘抓在所述挠性板膜片242上错位设置。

与已公知的传统机车采用的悬挂方式相比较，永磁直驱机车采用的悬挂装置在悬挂部位以及减振方式都有很大的差异。本公开提供的永磁直驱机车驱动悬挂减震装置，机车驱动电机11可通过吊杆组件21与悬挂臂22悬挂在机车的车架梁上，吊杆组件21的两端均设有橡胶关节，悬挂臂22上也设置有橡胶关节，通过橡胶关节的设置，能够适应驱动电机11与车架的各向位移要求，衰减来自轨道与车间的震动，减轻轮轨作用力；位于传力盘244以及车轮12与传动盘241之间的挠性板膜片242，能够起到缓冲作用，从而通过挠性板联轴器的设置，能够进一步衰减来自轨道与车轮12间的震动，进一步减轻轮轨作用力；具有减振效果好、变位能力强、无磨耗、免维护，且构造简单、质量较小、占用空间少和可装配性好等技术特点，很好地解决了驱动电机11全悬挂方式变位能力和减振效果差等技术问题，延长了相关部件的全寿命周期，降低了使用成本。

如图7所示，第一橡胶关节212包括第一关节外圈2124、第一关节内圈2122以及设于第一关节外圈2124与第一关节内圈2122之间的第一橡胶圈2123，第一关节内圈2122中穿设有第一转动轴2121；第二橡胶关节213包括第二关节外圈、第二关节内圈以及设于第二关节外圈与第二关节内圈之间的第二橡胶圈，第二关节内圈中穿设有第二转动轴。

第一转动轴2121与第二转动轴的两端均设有通孔，第一转动轴2121通过在通孔中设置螺栓与驱动电机11连接，驱动电机11上对应的设置有与螺栓连接的连接座；第二转动轴通过在通孔中设置螺栓与接车车架梁连接，车架梁上对应的设置有与螺栓连接的连接座。通过设置通孔，采用螺栓将第一转动轴2121与驱动连接，将第二转动轴与车架梁连接，便于悬挂减震装置的安装和拆卸，且连接可靠性较高。

如图8所示，第三橡胶关节包括第三关节外圈2224、第三关节内圈2222以及设于第三关节外圈2224与第三关节内圈2222之间的第三橡胶圈2223，第三关节内圈2222中穿设有第三转动轴2221。

第三转动轴2221的两端均设有通孔，第三转动轴2221通过在通孔中设置螺栓与车架梁连接，车架梁上对应的设置有与螺栓连接的连接座。通过设置通孔，采用螺栓将第三转动轴2221与车架梁连接，便于悬挂减震装置的安装和拆卸，且连接可靠性较高。

如图1所示，设有两组吊杆组件21，两组吊杆组件21间隔预设距离设于驱动电机的一侧。通过设置两组吊杆组件21，能够提高悬挂减震装置的可靠性，保证对驱动电机11提供足够的悬挂力；同时，两组吊杆组件21间隔设置在电机上与悬挂臂22相反的一侧，与悬挂臂22配合形成对电机类似三角形的三点悬挂，能够提高对驱动电机11悬挂时的稳定性和可靠性。本领域技术人员也可设置一组、三组或更多组吊杆组件21，本公开对此不做限制。

如图9所示，挠性板膜片242呈环形，由两个呈C字形子挠性板膜片对接形成。采用两个呈C字形子挠性板膜片对接形成环形挠性板膜片242，便于挠性板膜片242的安装和拆卸，能够提高挠性板膜片242的形变性能，降低了挠性板膜片242的生产制造成本。其中，挠性板膜片242可采用多层不锈钢薄片叠加形成的结构，也可为一体式结构。其中，C字形子挠性板膜片对接的部位采用连接板将两者连接起来，连接板上设置多个通孔，两个C字形子挠性板膜片同时与连接板通过螺栓连接。

具体地，挠性板膜片242与盘抓上均设有通孔，挠性板膜片242通过螺栓与盘抓连接，便于挠性板膜片的安装与拆卸。在一实施例中，还提供了一种压板，压板上也设置有通孔，通孔压板将挠性板膜片242压紧在盘抓上，然后通过螺栓将压板、挠性板膜片242及盘抓紧固在一起。

如图3所示，传动盘241上的第一盘抓的数量与传动销243的数量一致，第一盘抓与传动销243位置交替设置。当传动销243受力向传动盘241一侧形变时，挠性板膜片242与传动销243对应的位置处于镂空区域，不会受到传动盘241的阻碍。其中，第一盘抓与传动销243分别设置有四个，交替设置。本领域技术人员也可设置更多数量的第一盘抓与传动销243，也可不采用交替设置的布设方式，本公开对此不做限制。

具体地，第一橡胶关节212、第二橡胶关节213及第三橡胶关节的刚度与挠性板膜片242的刚度匹配。使橡胶关节的刚度与挠性板膜片242的刚度相匹配，避免了各个部件之间刚度不匹配引起变形过大或不足的问题，延长其使用寿命。

具体地，吊杆211的两端分别设置安装孔，然后在安装孔中设置橡胶关节，橡胶关节与通孔采用过渡配合。悬臂上也通过设置安装孔，在安装孔中设置橡胶关节，橡胶关节与通孔采用过渡配合。

具体地，第一橡胶关节212、第二橡胶关节213与第三橡胶关节中的关节外圈、关节内圈与橡胶圈可通过硫化后组成一体结构。

如图1和图2所示，悬挂减震装置还包括防落组件23。防落组件23用于设在驱动电机11上与车架连接；防落组件23包括连接销和用于与驱动电机11固定连接的支座，支座上设有通孔，连接销用于***通孔。通过防落组件23的设置，能够进一步的保证驱动悬挂减震装置的可靠性。具体地，防落组件23设置有两组，相对驱动电机11的中轴线分别位于驱动电机11的两侧上。本领域技术人员还可设置一组、三组或更多组防落组件23，本公开对此不做限制。

本公开还提供了一种永磁直驱机车，该永磁直驱机车包括驱动电机和设于该驱动电机上的上述驱动悬挂减震装置，该永磁直驱机车的驱动悬挂减振装置具有减振效果好、变位能力强、无磨耗、免维护等技术特点，较好地缓解了轮轨作用力，提高司乘人员舒适性以及驱动***衰减振动能力，延长了相关部件的全寿命周期，降低了使用成本，很好地解决了既有电机全悬挂方式变位能力和减振效果差等技术问题。其更多的有益效果可参照上述对驱动悬挂减震装置的描述，在此不再赘述。

其中，驱动电机为转子空心轴结构的永磁同步牵引电机，其轴心线与车轴轴心线同心布置。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种永磁直驱机车驱动悬挂减震装置，其特征在于，包括：

吊杆组件，包括吊杆与设于所述吊杆的第一端的第一橡胶关节以及设于第二端的第二橡胶关节，所述第一橡胶关节中穿设有第一转动轴，所述第二橡胶关节中穿设有第二转动轴，所述吊杆的第一端能够通过第一转动轴与驱动电机连接，所述吊杆的第二端能够通过第二转动轴与车架连接；

悬挂臂，包括底座、设于所述底座上的悬臂以及设于所述悬臂上的第三橡胶关节，所述第三橡胶关节中穿设有第三转动轴，所述悬挂臂能够通过所述底座与驱动电机连接，所述悬挂臂能够通过第三转轴与车架连接；

挠性板膜片，驱动电机的转子包括空心轴，所述空心轴的第一端设有传动盘，所述传动盘上延伸出多个第一盘抓；所述空心轴的第二端设有传力盘，所述传力盘上延伸出多个第二盘抓；所述挠性板膜片设于所述第一盘抓与所述第二盘抓相离的一侧上，传动销设于所述挠性板膜片远离所述第一盘抓的一侧上，所述传动销与所述第一盘抓在所述挠性板膜片上错位设置。

2.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述第一橡胶关节包括第一关节外圈、第一关节内圈以及设于所述第一关节外圈与所述第一关节内圈之间的第一橡胶圈，所述第一关节内圈中穿设有所述第一转动轴；所述第二橡胶关节包括第二关节外圈、第二关节内圈以及设于所述第二关节外圈与所述第二关节内圈之间的第二橡胶圈，所述第二关节内圈中穿设有所述第二转动轴。

3.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述第三橡胶关节包括第三关节外圈、第三关节内圈以及设于所述第三关节外圈与所述第三关节内圈之间的第三橡胶圈，所述第三关节内圈中穿设有所述第三转动轴。

4.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述第一转动轴、所述第二转动轴与所述第三转动轴的两端均设有通孔。

5.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，设有两组所述吊杆组件，两组所述吊杆组件间隔预设距离设于驱动电机的一侧。

6.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述挠性板膜片呈环形，由两个呈C字形子挠性板膜片对接形成。

7.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述传动盘上的第一盘抓的数量与所述传动销的数量一致，所述第一盘抓与所述传动销位置交替设置。

8.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述第一橡胶关节、所述第二橡胶关节及所述第三橡胶关节的刚度与所述挠性板膜片的刚度匹配。

9.根据权利要求1所述的驱动悬挂减震装置，其特征在于，所述悬挂减震装置还包括：

防落组件，用于设在驱动电机上与车架连接；所述防落组件包括连接销和用于与驱动电机固定连接的支座，所述支座上设有通孔，所述连接销用于***所述通孔。

10.一种永磁直驱机车，其特征在于，包括驱动电机和设于所述驱动电机上的权利要求1-9任一项所述的驱动悬挂减震装置。

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