Транспортное средство с линейным двигателем Советский патент 1988 года по МПК B61C3/00 B61C5/04 

(21)3923725/29-11

(22)02.07,85

(46) 23,03.88. Бюл, № 11

(71)Особое конструкторское бюро линейных электродвигателей

(72)Н,А, Турик, В.И, Григоренко и В.С, Попков

(53)621,335,3:625,34(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР 1041367, кл. В 61 С 3/00, 1982,

(54)ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЛИНЕЙНЫМ ДВИГАТЕЖМ

(57)Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к тяговому линейному электродвигателю, используемому в качестве привода подвижных средств. Цель изобретения - повышение надежности путем снижения

динамических нагрузок. Цилиндр 17 установлен на раме 3 электродвигателя. Рабочая полость цилиндра 17 связана с резервуаром 23 транспортного средства через золотник 26, Штоки цилиндра 17 и золотника 26 взаимосвязаны коромыслом 32, Точка опоры коромысла размещена на корпусе цилиндра 17, а один из штоков шарнирно соединен с тягой 35, укрепленной на подрессоренной части -транспортного средства. Для снижения динамических нагрузок на оси 4 колесных пар, обусловленных влиянием нормальных сил, исполнительный привод редукционного клапана 22 целесообразно связать с тензодатчиком 48, установленным на раме электродвигателя, 4 ил.

S

Изобретение относится к рельсовому транспорту и касается конструкции подвешивания тяговых электродвигателей подвижного состава.

Цель изобретения - повышение надежности путем снижения динамических нагрузок.

На фиг. I схематически изображен линейный двигатель; на фиг, 2 - рота ционный тяговый электродвигатель; на фиг. 3 - го же, вид сбоку; на фиг. 4 - разгрузочное устройство, общий вид.

Линейный двигатель, состоящий из подвижной части, например индуктора 1, и неподвижной - вторичного элемента 2, установленного в пути, содержит раму 3, опирающуюся на оси 4 колесных пар 5, установленных на на- правляющих рельсах 6.

Тяговый ротационный электродвигатель 7 имеет корпус 8, который с одной стопо1 ы опиоается на ось 4 колесной пары 5 при помощи двух мотор- но-осевых подшипников 9, а с другой на поперечную балку 10 рамы тележки прп помощи пружинного устройства 11. Передача 1Я1Ювого усилия в этом случае осуществляется с помощью зубчато го зацепления 12. При этом больщая (ведомая) шестерня 13 насаживается на ось 4 колесной пары 5, а малая - ведущая (показано штрих-пунктирной линией 14) - па вал электродвигате- ля 7.

Рама 3 (фиг.) или корпус 8 (фиг.2,3) тягового электродвигателя связаны с подрессоренной частью 15 подвижного средства через разгрузоч- ное устройство 16, которое выполнено в виде смлового цилиндра 17, установленного либо на раме 3 (корпусе 8) электродвигателя (фиг.1-3) или на подрессоренной части 15 подвижного состава. Шток 18 поршня 19 цилиндра 17 может быть шарнирно связан с подрессоренной частью 15 подвижного средства или рамой 3 (корпусом 8) электродвигателя. Рабочая полость 20 пллипдра 17 связана каналом 21 через редукционный клапан 22 с резервуаром 23. Кроме того, цилиндр 17 снабжен выпускным каналом 24.

При установке корпуса рабочего цилиндра 7 непосредственно на раме 3 (корпус 8) электродвигателя (фиг. 1-3) канал 21 необходимо выполнить в виде гибкого подвода, в

5

10

15 20

25 30 5

40

0

5

то время, как при установке цилиндра 17 на подрессоренной части 15 подвижного средства (фиг. 4) канал можно выполнить жестким.

В зависимости от типа тягового электродвигателя (линейный или ротационный) и условий использования, особенно тягового линейного электродвигателя, разгрузочное устройство 16 может быть выполнено в виде ряда вариантов.

В варианте по фиг. 1 корпус цилиндра 17 установлен на раме 3 или корпусе 8 электродвигателя и его рабочая полость 20 связана с резервуаром 23 подвижного средства через полость 25 золотника 26. Полости 20 и 25 цилиндра 17 и золотника 26 соединены при помощи канала 27. Шток 18 поршня 19 цилиндра 17 и шток 28 псзрш- ня 29 золотника 26 связаны при помо- ШJ шарниров 30 и 31 коромыслом 32. Точка 33 опоры коромысла 32 размещена на корпусе разгрузочного устройства 16. Один из штоков, в данном случае 18, разгрузочного устройства 16 через шарнир 30 и 34 соединен с тягой 35, укрепленной на подрессоренной части 15 подвижного средства. Шарниры 30 и 31 имеют две степени свободь) и могут обеспечивать перемещение коромысла 32 как вокруг своей оси, так и возвратно-поступательное перемещение в направляющих 36. Сообщение полости золотника 26 с атмосферой осуществлено через канал 37. В варианте-по фиг. 4 корпус цилиндра 17 установлен на подрессоренной части 15 подвижного средства, а его шток 18 через шарнир 38 связан с тягой 39, укрепленной на раме 3 электродвигателя. Рабочая полость 20 цилиндра соединена с резервуаром 23 через блок 40, содержащий предохранительный 41 и обратный 42 клапаны. Сообщение полости 20 цилиндра 17 с атмосферой при закрытии обратного клапана 42 осуществляется через каналы 43 и 44. Обратный клапан 42 установлен в направляющих стенки 45, . разделяющих атмосферную 46 и рабочую 47 полости блока 40 клапанов.

В тяговых электродвигателях, установленных на существующих транспортных средствах (фиг. 2,3), рабочая полость 20 цилиндра 17 может быть непосредственно связана, минуя золотники 26 (фиг. I) и блоки клапанов 41

3

и 42 (фиг. 4), с главным воздушным или иным резервуаром транспортного средства.

Внутренний диаметр цилиндров 17, а также золотника 26 по варианту фиг. 1-3, объем их рабочих полостей 20 и 25 и давление среды в них определяются, исходя из условий потребного снижения необрессоренных масс двигателя, опирающихся на оси 4 колесных пар 5. Ход дисков поршней 19 и 29 (фиг. 1-4) и клапанов 41 и 42 (фиг. 4) определяется,исходя из услвий максимальной величины амплитуды колебаний подрессоренной части 15 подвижного средства.

В тяговых линейных электродвигателях к возникновению больших динамических усилий при их движении при водят не только необрессоренные массы двигателей, но и нормальные силы возникающие при работе между индуктром 1 и вторичным элементом 2. При этом величина нормальной силы, в за висимости от конструктивного исполнения тягового линейного электродвигателя и скорости его перемещения, имеет различное значение, причем из менение ее величины может носить знакопеременный характер. Поэтому в тяговых линейных электродвигателя для снижения динамических нагрузок на оси 4 колесных пар 5, обусловленных нормальными силами, целесообразно на раме 3 электродвигателя устанвить тензодатчик 48 (фиг. 1), связа его через преобразовательно-усилительный блок 49 с исполнительным пр водом 50, выполненным, например, в виде реечного зацепления, редукционного клапана 22.

При работе, например, тягового линейного электродвигателя, изображенного на фиг. 1, рабочие полости 20 и 25 цилиндра 17 и золотника 26 заполняются газообразным или жидким веществом, например сжатым воздухом, через связанные с резервуаром 23 воздушные каналы 21 и 27 и редукционнЬш клапан 22. Выпускные каналы 24 и 37 сообщают нижние полости цилиндров 17 и верхние полости 26 с атмосферой. Направления перемещения воздушных потоков при заполнении рабочих полостей 20 и 25 соответственно цилиндра 17 и золотника 26 сжатым воздухом показано на фиг. 1 стрелками.

5

0 Ь о Q

5

При создании необходимого давления воздухом в рабочей полости 20 цилиндра 17 значение необрессоренной массы двигателя, непосредственно опи- Рсгющейся на оси 4 колесных пар 5, снижается, что обеспечивается за счет передачи части его массы на подрессоренную часть 15 подвижного средства. На изменение величины нормальных сил реагирует тензодатчик 48, а благодаря его связи с редукционным клапаном 22 воздушных каналов 21 давление в рабочей полости 20 цилиндра 17 увеличивается или уменьшается в зависимости от значения нормальных сил, тем самым оставляя постоянным значение массы лектродвиглтеля, непосредст- . всипо передаваемой па оси 4 колесных пар 5,

Колебания подрессоренной части 15 подвижного средства не сказываются на работе тягоиого линейного электродвигателя, поскольку при ее колебании в рабочей полости 20 пилиндра 1 7 сохраняется постоянное давление. Это обеспечивается за счет одновременного перемеЕ(ения в обратно противоположных па.прав.чениях дисков поршней 19 и 29 иилиплра и золотника 26, г ки 18 н 28 которых связаны между собой с помощью коромысла 32, повора- чиваьгшсгося lia опоре 33, чем обеспе- чивас-гея сохранение постоянного давления в рабочей .полости 20 цилиндра 17. Таким образом, при одновременном сниже п1И дина п1ческих воздействий на оси 4 колесных пар 5, обусловленных иеобрессоренными массами двигателя и нормальными силами, и сохра- неним наиболее простой опорно-осевой подвески обеспечивается постоянство воздушного зазора между индуктором 1 и вторичным элементом 2.

Работа разгрузочного устройства 16 по фиг. 4 аналогична рассмотренной на фиг. 1-3. Часть массы двигателя передается на подрессоренную часть : 15 подвижного средства за счет поддержания постоянным давления в полости 20 цилиндра 17. Устранение влияния на его работу колебательных движений подрессоренной части 15 подвижного средства осуществляется за счет перемещения в обратно противоположных направлениях цилиндра 17 и обратного клапана 42. Вариант разгрузочного устройства по фиг. 4 по сравне5I

нию с вариантом по фиг. 1 обеспечивает благодаря наличию блока клапанов 41 и 42 автоматически стабильную работу при изменении давления поступающего с резервуара газообразного или жидкого вещества.

Предлагаемое изобретение наиболее целесообразно использовать в тяговых линейных электродвигателях, поскольку наряду с обеспечением стабилизации воздушного зазора, как и в известных решениях, снижаются динамические нагрузки на оси колесных пар, обусловленные как необрессоренными массами двигателя, так и нормальными силами.

В тяговых вращающихся электродви- гателях, а также в тяговых линейных электродвигателях, работающих при низких скоростях, целесообразно решение по фиг. 2-4.

10

20

827066

Формула изобретения

Транспортное средство с линейным двигателем, содержащее упруго опира-, ющуюся на колесные пары раму, с которой посредством механизма вертикального перемещения связан индуктор линейного двигателя, опирающийся на оси смежных колесных пар, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности путем снижения динамических нагрузок, индуктор линейного двигателя непосредственно оперт на оси колесных пар, а механизм вертикального перемещения включает в себя закрепленный на раме и индукторе силовой цилиндр, через распределитель и трубопровод связанный с источником рабочей среды, и установленный на индукторе линейного двигателя тензодатчик, электрически связанный с блоком управления редукционным клапаном, установленным в трубопроводе.

15

13 12

5 /2 7

Фиг.З

/С

ФигМ