подъемно-тяговое устройство транспортного средства на магнитном подвесе с линейным электроприводом

Формула изобретения

ПОДЪЕМНО-ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА МАГНИТНОМ ПОДВЕСЕ С ЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее электромагнитные модули, установленные на подпружиненных относительно кронштейнов экипажа транспортного средства каретках, связанных с нижними частями вертикальных штырей, снабженных в верхних частях шарнирами, и узлы передачи продольного усилия от модулей к экипажу, отличающееся тем, что связь кареток с вертикальными штырями выполнена жесткой, а кронштейны экипажа соединены с соответствующими модулями парами двузвенных механизмов с шарнирно связанными между собой звеньями, при этом в каждом механизме верхнее звено со стороны модуля выполнено с шарниром, а нижнее звено со стороны кронштейна насажено на трубу, размещенную с возможностью поворота во втулках, укрепленных на кронштейне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-тяговым устройствам транспортного средства на магнитном подвесе, конкретно к подъемно-тяговым устройствам, состоящим из электромагнитных модулей, не обладающих автономной устойчивостью, т. е. таких модулей, которые для поддержания рабочих поверхностей электромагнитом модулей в горизонтальной плоскости при движении экипажа транспортного средства должны иметь предназначенные для этого механические устройства и жесткую связь между модулями правого и левого бортов экипажа. Модули, являясь составными элементами подъемно-тягового устройства, содержат подъемные электромагниты и индукторы линейных двигателей.

Известно подъемное устройство транспортного средства на магнитном подвесе, содержащее модули, не обладающие автономной устойчивостью. Электромагниты модуля установлены на каретке с помощью четырех тяг с упругими шарнирами. Каретка выполнена в виде стакана, в последний вставлен встречный стакан, жестко связанный с кронштейном экипажа. Стакан кронштейна охватывает пружину, опирающуюся на стакан-каретку (авт.св. СССР N 1119238).

Благодаря такому конструктивному выполнению (подпружиненный стакан в стакане) рабочая поверхность электромагнитов поддерживается горизонтально относительно горизонтальной поверхности кронштейна экипажа, а шарнирные тяги позволяют экипажу проходить повороты пути.

Недостатком конструкции является возможное "закусывание" контактирующих поверхностей стаканов.

Ближайшим по конструкции к предлагаемому является подъемно-тяговое устройство транспортного средства на магнитном подвесе с линейным электроприводом, состоящее из автономно устойчивых электромагнитных модулей, каждый из которых несет два параллельных ряда электромагнитов и индуктор линейного двигателя. Два ряда электромагнитов, каждый из которых имеет свою систему управления, обеспечивают поддержание в горизонтальной плоскости рабочих поверхностей электромагнитов и индукторов линейных односторонних электродвигателей. Соседние электромагнитные модули связаны между собой. Модули установлены на подпружиненных относительно кронштейнов экипажа транспортного средства каретках, связанных с нижними частями вертикальных штырей, снабженных в верхних частях шарнирами. Подъемно-тяговое устройство снабжено узлами передачи продольного усилия от модулей к экипажу [1]

Автономно устойчивые модули в описанной конструкции требуют двух рядов электромагнитов на одном модуле, что при необходимости установки на модуле и индуктора линейного двигателя увеличивает габариты по ширине и вес неподрессоренной части экипажа. Кроме того, большое количество электромагнитов влечет за собой большое количество единиц в системе управления. Если указанные параметры критичны, имеет смысл в подъемно-тяговом устройстве использовать модули с одним рядом магнитов, расположенных параллельно с индуктором линейного двигателя. При этом необходимо иметь жесткую силовую связь левого и правого бортов экипажа (например, через его жесткую раму), а на каждом модуле ввести дополнительное механическое устройство, кинематические звенья которого поддерживают рабочие поверхности электромагнитов и индукторов линейных двигателей в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости кронштейна, и при движении по прямой, и при прохождении поворотов, и при откренивании экипажа; управление магнитным зазором при всех перечисленных перемещениях экипажа осуществляется по показаниям датчиков вертикального зазора, закрепленных на каждом электромагните.

Цель изобретения обеспечение надежной работы подъемно-тягового устройства, состоящего из электромагнитных модулей, не обладающих автономной устойчивостью.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Подъемно-тяговое устройство транспортного средства на магнитном подвесе с линейным электроприводом содержит электромагнитные модули, установленные на подпружиненных относительно кронштейнов экипажа транспортного средства каретках, связанных с нижними частями вертикальных штырей, снабженных в верхних частях шарнирами, и узлы передачи усилия от модулей к экипажу. Устройство отличается тем, что связь кареток с вертикальными штырями выполнена жесткой, а кронштейны экипажа соединены с соответствующими модулями парами двухзвенных механизмов с шарнирно связанными между собой звеньями, при этом в каждом механизме верхнее звено со стороны модуля выполнено с шарниром, а нижнее звено со стороны кронштейна насажено на трубу, размещенную с возможностью поворота во втулках, укрепленных на кронштейне.

Такое соединение кронштейна экипажа с модулем двумя двухзвенными механизмами не мешает экипажу упруго перемещаться на пружине в вертикальном направлении относительно каретки, перемещаться в боковом направлении при прохождении поворотов, парировать креновые перемещения. При этом рабочие поверхности электромагнитов и индукторов линейных электродвигателей симметричных модулей левого и правого борта поддерживаются в горизонтальной плоскости системой управления по заданному магнитному зазору благодаря жесткой связи левого и правого борта.

На фиг. 1 представлено подъемно-тяговое устройство с нижним расположением пружины, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 подъемно-тяговое устройство с боковым расположением пружины, поперечный разрез; на фиг. 4 то же, вид сбоку.

Основная составная часть подъемно-тягового устройства электромагнитный модуль 1 представляет собой жесткую конструкцию из двух расположенных друг за другом вдоль направления движения электромагнитов 2 и индуктора 3 линейного электродвигателя, расположенного рядом. Рабочие поверхности электромагнитов 2 и индуктора 3 составляют одну горизонтальную плоскость. Модули 1 размещены по всей длине левого и правого бортов экипажа 4. Соседние модули 1 шарнирно соединены между собой и с верхним концом вертикального штыря 5. Нижний конец каждого упомянутого вертикального штыря 5 соединен жестко с кареткой 6. На каретке 6 установлены две пружины 7, на каждую из которых опирается кронштейн 8, закрепленный на стойке 9 экипажа 4. Кронштейн 8 связан с соответствующим модулем 1 двумя двухзвенными механизмами, два верхние звена 10 которого своими шарнирами 11 соединены с модулем 1, а шарнирами 12 со вторыми звеньями 13. Нижние концы звеньев 13 насажены на жесткую горизонтальную трубу 14, которая имеет возможность поворачиваться во втулках 15, закрепленных на кронштейне 8. На шарнире 16 кронштейна 8 установлена тяга 17, соединенная с вертикальным штырем 5. Модуль 1 снабжен бугелем 18 с посадочной опорой 19. Тяговое и тормозное усилие передается с модуля 1 на экипаж 4 поводком 20.

Другим примером выполнения подъемно-тягового устройства может служить конструкция, представленная на фиг.3,4. Это устройство аналогично описанному и отличается тем, что каретка 6 выполнена в форме уголка, имеющего горизонтальную и вертикальную полки. На вертикальной полке каретки 6 установлена пружина 7, на которую опирается непосредственно стойка 9, связанная осевым шарниром 21 с кареткой 6. На стойке 9 закреплен кронштейн 8, который связан с соответствующим модулем 1 двумя двухзвенными механизмами. Состав этих механизмов аналогичен описанным выше (фиг.1,2).

Устройство работает следующим образом. Сила веса экипажа 4 через стойки 9, пружины 7, каретки 6, вертикальные штыри 5 передается на электромагниты 2. При отсутствии электропитания на электромагнитах 2 и линейных электродвигателях экипаж 4 висит на путевом полотне, передавая свой вес через бугель 18 на посадочную опору 19. При включении электромагнитов 2 и линейных двигателей 3 экипаж 4 левитирует и движется вдоль пути. Благодаря П-образной форме сердечника электромагнитов 2, последние устойчивы в боковом направлении. Вертикальные неровности путевого полотна воспринимаются пружинами 7, боковое перемещение экипажа 4 осуществляется благодаря качанию экипажа 4 относительно электромагнитов на шарнирах вертикальных штырей 5. Отклонение штырей 5 в боковом направлении приводит к возникновению возвращающей силы, благодаря разложению силы веса экипажа 4 на треугольник сил. Удержание рабочей поверхности электромагнитов 2 и индукторов 3 линейных двигателей в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости кронштейна 8, осуществляется двухзвенными механизмами. Два верхних параллельных звена 10 обеспечивают параллельное перемещение в горизонтальной плоскости, что необходимо при прохождении поворотов на пути. Изменение расстояния между рабочими поверхностями электромагнитов 2 и горизонтальной поверхностью кронштейнов 8, происходящее при вертикальном перемещении экипажа 4 на пружинах 7, возможно благодаря кинематической связи звеньев 10 и 13 и повороту трубы 14 во втулках 15. Крен экипажа 4, приводящий к наклону кронштейнов 8, парируется симметричными электромагнитами 2 модулей левого и правого бортов благодаря закреплению нижних концов звеньев 13 на жесткой трубе 14. Тяга 17 облегчает работу пружины 7, разгружая ее от боковых нагрузок. Вертикальный штырь 5 имеет расчетную длину, которая обусловливает возвращающую боковую силу при его отклонении. В этом месте штырь 5 разрезан шарниром, при этом нижний конец штыря 5 жестко соединен с кареткой 6. Это обеспечивает дополнительную разгрузку пружины 7 от боковых нагрузок.

Таким образом, изобретение позволяет электромагнитам надежно удерживаться в горизонтальной плоскости при всех возникающих при движении экипажа возмущениях, которые приводят к вертикальным, боковым, креновым перемещениям.