[发明专利]一种高速列车转向架混合支撑装置以及转向架

说明书

本发明公开了一种高速列车转向架混合支撑装置及其高速列车转向架，包括车轴(1)和套装在车轴(1)上的双列圆锥滚子轴承(2)，其特征在于，在双列圆锥滚子轴承(2)相邻处，在车轴(1)上依次套设有轴套(3)和磁悬浮轴承，轴承套(9、12)罩盖双列圆锥滚子轴承(2)、轴套(3)和磁悬浮轴承。本发明在采用永磁磁悬浮轴承和双列圆锥滚子轴承混合支撑的方式代替现行的圆柱滚子轴承支撑系统，利用磁悬浮无接触、无摩擦、无磨损、高速度等优势，极大的降低列车高速行驶下的轴承磨耗，提高支撑系统的寿命和可靠性，降低车厢的振动和噪声，提高乘坐的舒适性。

技术领域

本发明涉及列车转向架支撑技术领域，特别是一种高速列车转向架混合支撑装置以及高速列车转向架，该装置是基于永磁磁悬浮轴承和双列圆锥滚子轴承的混合支撑方式，以减少双列圆锥滚子轴承的磨损，增加轨道车辆的承载负荷。

背景技术

高速列车转向架是保证列车高速运行的关键部件。随着列车速度的提高，列车所需牵引功率急剧增加，轮轨动作用力变得更大。车轮的磨耗、齿轮的磨耗、轴承的磨耗、制动闸片、制动盘的磨耗、各种销套间的磨耗。磨耗不均产生的异常受力会对高速动力转向架的寿命和可靠性产生严重不利影响。磁轴承具有无接触、无摩擦、无磨损、高速度、高精度、无需润滑和密封等优势，可从根本上解决传统支撑形式磨耗较大的缺陷。磁轴承可分为有源磁轴承和永磁磁轴承(无源磁轴承)。与有源磁轴承相比，永磁磁轴承具有结构简单、价格低廉、承载力高、零响应时间等突出优点，还可与机械轴承、空气轴承等传动机构相结合，构成各种形式的磁轴承系统，具有广泛应用前景。

授权专利CN201710058580.3所述的一种铁路快运货车转向架，采用橡胶堆安装平台实现车体的承载和减振；授权专利CN201210019963.7所述的一种转向架构架支撑装置和转向架，采用上下端分别与转向架构架与转向架轮对固定连接的弹性支撑件和刚性支撑件，具有较好的承载和减振能力。

专利申请一种轮轨-永磁悬浮混合承载转向架(申请号CN202110912769.0，申请公布号CN113352903A，申请公布日期2021年9月7日)公开的技术方案是，通过在转向架构架上增设永磁体的方案进行辅助支撑，可降低车厢的振动，但并未考虑由永磁体肖恩定律和系统振动产生的轴向载荷。以上转向架传动支撑装置均采用机械轴承支撑，随着列车速度的提高，轴承的磨耗加剧，车厢的振动和噪声提升，降低了乘坐的舒适性。因此需要开发一种新的结构解决转向架轴承磨损周期，提高轴承使用寿命的新结构。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种高速列车转向架混合支撑装置，将永磁磁悬浮轴承安装于车轴转子和转向架构架定子上，利用永磁轴承和双列圆锥滚子轴承共同承载车厢的常载荷，极大减小了现有的四列圆柱滚子轴承存在装置存在较大摩擦磨损的缺陷，有效降低了车厢的振动和噪声和传动装置更换安装成本，此外，双列圆锥滚子轴承还可用于消除永磁体肖恩定律和系统振动产生的轴向载荷。本发明的目的在于公开一种高速列车转向架混合支撑装置以及高速列车转向架。

本发明的技术方案是：一种高速列车转向架混合支撑装置，包括车轴(1)和套装在车轴(1)上的双列圆锥滚子轴承(2)，其特征在于，在双列圆锥滚子轴承(2)相邻处，在车轴(1)上依次套设有轴套(3)和磁悬浮轴承，轴承套(9、12)罩盖双列圆锥滚子轴承(2)、轴套(3)和磁悬浮轴承。

优选地，所述的磁悬浮轴承主要包括：内安装套(4)、内环形磁钢(5)、外上扇形磁钢(7)和外上安装套(8)；内安装套(4)套设在车轴(1)上，内环形磁钢(5)位于内安装套(4)上；外上扇形磁钢(7)、外上安装套(8)和上轴承套(9)依次从下向上设置在内环形磁钢(5)上，内环形磁钢(5)和外上扇形磁钢(7)之间留有上气隙(14)；内环形磁钢(5)和外上扇形磁钢(7)之间的磁极相同，形成磁力相斥的一个磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承位于车轴上方。