超导电动单悬浮架试验车的悬浮架的制作方法

1.本实用新型涉及磁浮车辆走行机构技术领域，尤其涉及一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架。


背景技术：

2.根据相关数据，现有轨道交通车辆速度达到600km/h后，空气阻力占总阻力的比值达到90％以上且振动剧烈，再加上机械摩擦、粘着系数等因素，严重制约了轨道交通列车速度的进一步提升。低真空管道磁浮交通作为一种新型交通系统，在低气压的管道中运行，空气阻力对其影响较小；采用超导侧壁式悬浮导向装，不受机械摩擦和粘着系数的限制，且悬浮和导向间隙较大，安全性较强；采用的超导长定子直线电机，具有牵引能力强，从而使得列车可以达到更高的运行速度，是一种理想的未来交通工具。悬浮架为低真空管道磁浮列车的核心子系统之一，其构架上集成安装磁体、低速支撑装置、牵引悬挂系统以及失超保护装置，具备承载、牵引、悬浮、导向、制动等功能。
3.现有技术中提出了一种悬浮架，可以降低车辆振动且具备较好的舒适性，但5至6米长的超导磁体仅通过其前后端部的2个橡胶弹簧以及侧边的2个纵向牵引拉杆与构架安装连接和传递载荷，对超导磁体的外杜瓦的强度和刚度要求极高，增大了内杜瓦到外杜瓦的传力和隔热设计难度，在超导磁体技术未完全成熟、尚属于薄弱环节的阶段，这种设计方式不利于实现系统最优；此外，采用单牵引拉杆不利于实现悬浮架车间铰接安装，导致单列车悬浮架数量增大、磁场影响区域增多、列车整体性弱，影响经济性和安全性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架，能够解决现有技术中的问题。
5.本实用新型提供了一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架，其中，该悬浮架包括构架、支撑轮导向轮系统、应急支撑导向系统、牵引及悬挂系统和超导磁体及其附属件，其中，
6.所述构架包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁采用对接焊缝焊接形成目字型结构；
7.所述支撑轮导向轮系统包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置通过固定件固定在所述构架底部，所述导向轮装置设置在所述构架两侧，所述应急支撑导向系统包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置通过所述固定件固定在所述构架底部，所述应急导向装置设置在所述构架两侧，所述超导磁体及其附属件通过所述固定件固定在所述构架两侧；
8.所述牵引及悬挂系统包括锥形橡胶弹簧、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器，所述锥形橡胶弹簧设置在所述构架四角位置的端梁上部，所述垂向减振器设置在所述端梁上，所述横向减振器设置在所述端梁内侧，所述纵向减振器设置在所述横梁上。
9.优选地，所述构架采用铝合金型材和铝合金板材制成。
10.优选地，所述支撑轮装置和导向轮装置均包括控制系统和液压系统，所述控制系统和所述液压系统设置在车体设备舱内用于控制所述支撑轮装置和所述导向轮装置收放。
11.优选地，所述应急支撑装置和应急导向装置均包括缓冲元件。
12.优选地，所述固定件为螺栓。
13.优选地，所述超导磁体及其附属件包括外杜瓦、超导线圈、内杜瓦、绝热支撑件、冷媒装置和制冷机，所述超导线圈通过所述螺栓固定在所述侧梁外侧。
14.通过上述技术方案，可以将牵引装置和悬挂系统合成牵引悬挂系统，简化了悬浮架整体结构，在满足列车平稳性、安全性的情况下，同时降低悬浮架制造成本，同时简化车辆部件的安装与拆卸，降低维护成本，并实现车辆的轻量化。
附图说明
15.所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
16.图1示出了根据本实用新型一种实施例的一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架的示意图；
17.图2示出了根据本实用新型一种实施例的牵引及悬挂系统的示意图。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
21.如图1和2所示，本实用新型实施例提供了一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架，其中，该悬浮架包括构架5、支撑轮导向轮系统1、应急支撑导向系统3、牵引及悬挂系统2和超导磁体及其附属件4，其中，
22.所述构架5包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁采用对接焊缝焊接形成目字型结构；
23.所述支撑轮导向轮系统1包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置通过固定件固定在所述构架5底部，所述导向轮装置设置在所述构架5两侧，所述应急支撑导向系统3包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置通过所述固定件固定在所述构架5底部，所述应急导向装置设置在所述构架5两侧，所述超导磁体及其附属件4通过所述固定件固定在所述构架5两侧；
24.所述牵引及悬挂系统2包括锥形橡胶弹簧11、垂向减振器12、横向减振器14和纵向减振器13，所述锥形橡胶弹簧11设置在所述构架5四角位置的端梁上部，所述垂向减振器12设置在所述端梁上，所述横向减振器14设置在所述端梁内侧，所述纵向减振器13设置在所述横梁上。
25.其中，目字型结构的构架是悬浮架的骨架，将悬浮架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递各种力。即，作为悬浮架的主要承载及设备安装结构。
26.通过上述技术方案，可以将牵引装置和悬挂系统合成牵引悬挂系统，简化了悬浮架整体结构，在满足列车平稳性、安全性的情况下，同时降低悬浮架制造成本，同时简化车辆部件的安装与拆卸，降低维护成本，并实现车辆的轻量化。
27.根据本实用新型一种实施例，所述构架5采用铝合金型材和铝合金板材制成。
28.其中，构架通过铝合金型材和铝合金板材焊接而成，可以满足不导磁的条件同时使构架轻量化。
29.根据本实用新型一种实施例，所述支撑轮装置和导向轮装置均包括控制系统和液压系统，所述控制系统和所述液压系统设置在车体设备舱内用于控制所述支撑轮装置和所述导向轮装置收放。
30.由此，可以使所述导向轮装置和所述支撑轮装置实现收放功能。
31.根据本实用新型一种实施例，所述应急支撑装置和应急导向装置均包括缓冲元件。
32.对于应急支撑装置设置缓冲元件，可以在紧急情况下提供支撑和缓冲功能。对于应急导向装置设置缓冲元件，可以在紧急情况下提供导向和缓冲功能。
33.根据本实用新型一种实施例，所述固定件为螺栓。
34.本领域技术人员应当理解，上述关于固定件的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。
35.根据本实用新型一种实施例，所述超导磁体及其附属件4包括外杜瓦、超导线圈、内杜瓦、绝热支撑件、冷媒装置和制冷机，所述超导线圈通过所述螺栓固定在所述侧梁外侧。
36.下面结合示例对本实用新型所述的悬浮架进行描述。
37.在该示例中，支撑轮导向轮系统1的数量为1套，应急支撑导向系统3的数量为1套，牵引及悬挂系统2的数量为1套，所述超导磁体及其附属件的数量为4套。每套超导磁体及其
附属件包含1件外杜瓦、2套超导线圈、2件内杜瓦、16套绝热支撑件、多套冷媒装置和多套制冷机，其中超导磁体提供强磁场，在地面直线电机作用下实现牵引和制动，磁场切割地面悬浮导向线圈产生悬浮力和导向力；超导线圈通过32个螺钉与构架侧梁固定连接，外杜瓦内侧面上的螺纹孔与内部的绝热支撑件一一对应，产生的电磁载荷沿超导线圈-内杜瓦—绝热支撑件—外杜瓦—构架的路径传递，其制冷机等设备安装在车体设备舱。
38.支撑轮装置和导向轮装置的数量为各4套，分别通过螺栓与构架连接，支撑轮装置安装在悬浮架底部，在低速阶段提供支撑力和制动力；导向轮装置安装在悬浮架两侧，在低速阶段提供导向力。
39.应急支撑装置和应急导向装置各4套，通过螺栓与构架连接，应急支撑装置安装在悬浮架底部，内置缓冲元件，在紧急情况下提供支撑和缓冲功能；应急导向装置安装在悬浮架两侧，内置缓冲元件，在紧急情况下提供导向和缓冲功能；应急支撑装置和应急导向装置凸出悬浮架和列车，正常运行时在横向和垂向与轨道留有若干间隙。
40.1套牵引悬挂系统包括四个锥形橡胶弹簧、四个垂向减振器、两个横向减振器和两个纵向减振器。四个锥形橡胶弹簧在悬浮架四角布置，除了起到传统弹簧具备垂向刚度和垂向阻尼的作用，同时具备较大纵向刚度和横向刚度；由于锥形橡胶弹簧具备较大的纵向刚度，可代替传统悬浮架和车体间的牵引装置的作用，取消牵引装置。纵向减振器斜对称布置，可以通过增加纵向减振器来增加纵向阻尼来降低纵向低频振动。四个垂向减振器四角布置靠近锥形橡胶弹簧来降低垂向振动。两个横向减振器斜对称布置，用来降低横向振动。
41.更具体地，4个锥形橡胶弹簧通过螺栓安装在构架四角端梁上，上端连接车体，除了起到传统弹簧具备垂向刚度和垂向阻尼的作用，锥形橡胶弹簧在车体与构架之间，起到支撑作用，同时传递横向力和纵向力；4个垂向减振器通过螺栓安装在构架前后端梁，另一端与车体相连，增加纵向阻尼来降低纵向低频振动。两个纵向减振器通过螺栓安装在构架横梁上，斜对称布置，另一端与车体相连，增加纵向阻尼来降低纵向低频振动。两个横向减振器通过螺栓安装在构架端梁内侧，斜对称布置，另一端与车体相连，增加横向阻尼来降低横向低频振动。
42.本领域技术人员应当理解，上述关于数量的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
44.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
45.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
46.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架，其特征在于，该悬浮架包括构架(5)、支撑轮导向轮系统(1)、应急支撑导向系统(3)、牵引及悬挂系统(2)和超导磁体及其附属件(4)，其中，所述构架(5)包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁采用对接焊缝焊接形成目字型结构；所述支撑轮导向轮系统(1)包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置通过固定件固定在所述构架(5)底部，所述导向轮装置设置在所述构架(5)两侧，所述应急支撑导向系统(3)包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置通过所述固定件固定在所述构架(5)底部，所述应急导向装置设置在所述构架(5)两侧，所述超导磁体及其附属件(4)通过所述固定件固定在所述构架(5)两侧；所述牵引及悬挂系统(2)包括锥形橡胶弹簧(11)、垂向减振器(12)、横向减振器(14)和纵向减振器(13)，所述锥形橡胶弹簧(11)设置在所述构架(5)四角位置的端梁上部，所述垂向减振器(12)设置在所述端梁上，所述横向减振器(14)设置在所述端梁内侧，所述纵向减振器(13)设置在所述横梁上。2.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述构架(5)采用铝合金型材和铝合金板材制成。3.根据权利要求2所述的悬浮架，其特征在于，所述支撑轮装置和导向轮装置均包括控制系统和液压系统，所述控制系统和所述液压系统设置在车体设备舱内用于控制所述支撑轮装置和所述导向轮装置收放。4.根据权利要求3所述的悬浮架，其特征在于，所述应急支撑装置和应急导向装置均包括缓冲元件。5.根据权利要求1-4中任一项所述的悬浮架，其特征在于，所述固定件为螺栓。6.根据权利要求5所述的悬浮架，其特征在于，所述超导磁体及其附属件(4)包括外杜瓦、超导线圈、内杜瓦、绝热支撑件、冷媒装置和制冷机，所述超导线圈通过所述螺栓固定在所述侧梁外侧。

技术总结
本实用新型公开一种超导电动单悬浮架试验车的悬浮架，该悬浮架包括构架、支撑轮导向轮系统、应急支撑导向系统、牵引及悬挂系统和超导磁体及其附属件，构架的端梁、侧梁和横梁采用对接焊缝焊接形成目字型结构，支撑轮装置通过固定件固定在构架底部，导向轮装置设置在构架两侧，应急支撑导向系统包括应急支撑装置和应急导向装置，应急支撑装置通过固定件固定在构架底部，应急导向装置设置在构架两侧，超导磁体及其附属件通过固定件固定在构架两侧，牵引及悬挂系统包括锥形橡胶弹簧、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器，锥形橡胶弹簧设置在构架四角位置的端梁上部，垂向减振器设置在端梁上，横向减振器设置在端梁内侧，纵向减振器设置在横梁上。振器设置在横梁上。振器设置在横梁上。


技术研发人员：毛凯 刘成龙 赵明 武震啸 齐雪超 王少聪 孙涛 程俊
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/14