CN112583175B - 一种轨道交通用驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通用驱动装置，包括：车轴、壳体、转子、减震组件和定子。所述车轴贯穿所述壳体，且所述车轴能相对所述壳体旋转。所述转子通过所述减震组件设置于所述车轴，用于向所述车轴输出扭矩。所述定子固定于所述壳体内，用于提供旋转磁场以使所述转子转动。所述减震组件用于削弱所述车轴的载荷对所述驱动装置的冲击。封闭的壳体可以有效的防止异物进入驱动装置内部损坏驱动装置，提高驱动装置的可靠性。减震组件用于削弱车轴载荷对驱动装置的冲击，保证驱动装置的稳定性。

Description

一种轨道交通用驱动装置

技术领域

本发明涉及驱动装置，特别是指一种轨道交通用驱动装置。

背景技术

传统的轨道交通驱动装置采用电机经齿轮箱将动力输送至车轴，车轴将动力输送至轮对以驱动车辆的运行。

齿轮箱主要用于提高电机的转矩以满足列车运行的需求，但齿轮箱本身结构复杂，有一定刚度，工作环境恶劣，且其加工工艺导致其装配很难达到要求。齿轮箱在运作程中，激励因素导致齿轮的传动误差，即主动轮均匀转动时，被动轮的转动不均匀，主动轮和被动轮的碰撞加剧，齿轮箱会产生剧烈的震动。传动误差是齿轮震动和噪声的主要原因，传动误差也是齿轮箱成为故障多发件的主要原因之一，这不仅需要频繁更换齿轮箱，也严重影响车辆的安全。

齿轮箱的齿轮系统使用大量的润滑油，在使用过程中容易漏油，污染轴承，降低轴承使用寿命。

为解决以上问题，目前研究最广泛的驱动装置是同步驱动装置，即将转子直接固定在车轴上带动车轴旋转。同步驱动装置具有能耗低、功率密度高、体积小、重量轻等优点。在同等尺寸和质量的条件下，同步电机可以实现更大的转矩，提高了车辆的传动效率。省去齿轮箱提高车辆可靠性。但是由于车辆在运行过程中，车轴承受较大的载荷，导致车轴剧烈的晃动，这严重影响驱动装置的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种轨道交通用驱动装置，以解决车轴晃动、影响驱动装置稳定性的问题。

基于上述目的本发明提供的一种轨道交通用驱动装置，包括：车轴、壳体、转子、减震组件和定子；

所述车轴贯穿所述壳体，且所述车轴能相对所述壳体旋转；

所述转子通过所述减震组件设置于所述车轴，用于向所述车轴输出扭矩；

所述定子固定于所述壳体内，用于提供旋转磁场以使所述转子转动；

所述减震组件用于削弱所述车轴的载荷对所述驱动装置的冲击。

在其它一些实施方式中，所述壳体包括前端盖、后端盖和圆筒状的子壳体；所述前端盖和所述后端盖分别覆盖于所述子壳体两端的中空处；所述子壳体与所述车轴同轴设置；

所述驱动装置还包括：圆柱滚子轴承；两个所述圆柱滚子轴承分别设置于所述前端盖和所述后端盖且分别套设于所述车轴，用于支撑所述车轴相对所述壳体旋转。

在其它一些实施方式中，所述转子包括：圆筒状的硅钢；所述硅钢与所述车轴同轴设置；所述硅钢上均匀对称设置多个永磁体；所述定子沿所述子壳体的周向均匀分布。

在其它一些实施方式中，所述减震组件包括：圆筒状的轴套和减震件；

所述轴套与所述车轴同轴套置；

所述减震件位于所述轴套与所述车轴之间且所述减震件与所述轴套及所述车轴固定连接；

所述转子固定于所述轴套。

在其它一些实施方式中，所述减震件包括：减震块，多个所述减震块沿所述车轴对称设置。

在其它一些实施方式中，所述减震块内设置有弹簧；所述弹簧的轴线垂直于所述车轴的轴线。

在其它一些实施方式中，所述减震件包括：圆筒状的橡胶垫，所述橡胶垫与所述车轴同轴设置。

在其它一些实施方式中，所述壳体设置有冷却管道，所述冷却管道用于供介质流通以带走所述电机产生的热量。

在其它一些实施方式中，所述冷却管道沿所述子壳体的轴向螺旋状盘绕设置于所述子壳体。

在其它一些实施方式中，还包括接线盒；

所述接线盒设置于所述子壳体的端部，用于向所述定子供电。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种轨道交通用驱动装置，包括：车轴、壳体、转子、减震组件和定子。壳体用于容置转子、减震组件和定子等这些工作部件，壳体可设置成全封闭结构，用于阻止噪声向外扩散，封闭的壳体可以有效的防止异物进入驱动装置内部损坏驱动装置，提高驱动装置的可靠性。定子用于提供磁场以使转子转动，转子带动车轴及减震组件旋转。减震组件用于削弱车轴的载荷对驱动装置的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的一种轨道交通用驱动装置剖面示意图；

图2为本发明提供的一种轨道交通用驱动装置示意图。

1-车轴；2-前端盖；3-后端盖；4-子壳体；5-圆柱滚子轴承；6-减震块；7-成型绕组；8-硅钢；9-轴套；10-接线盒；11-铁芯；12-压板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

有鉴于此，本发明提供一种轨道交通用驱动装置，包括：

壳体：壳体用于容置转子、减震组件和定子等这些工作部件。在本实施例中，壳体可设置成全封闭结构，用于阻止噪声向外扩散。定子和转子有较强的磁性吸附力，封闭的壳体可以有效的防止异物进入驱动装置内部损坏驱动装置，提高驱动装置的可靠性。壳体的形状可根据需要设置，很显然也可设置成非封闭结构。

定子：定子固定于壳体内，用于提供磁场以使转子转动。

转子：转子通过减震组件设置于车轴，在定子产生的旋转磁场的作用下旋转，向减震组件及车轴输出扭矩，带动车轴及减震组件旋转。

减震组件：减震组件用于削弱所述车轴的载荷对所述驱动装置的冲击，减震组件的个数、形状和设置方式可根据需要设定。车轴承受的冲击负荷会使车轴震动，影响转子的稳定运行，转子的不稳定将进一步导致车轴的不稳定，也即会导致整个驱动装置不稳定的恶性循环。

为保证驱动装置稳定运行，在车轴上固定减震组件，减震组件上固定转子，当车轴受到外部载荷的作用震动时，减震组件将会产生阻止车轴震动的作用力以阻止车轴震动，稳定车轴及转子的稳定运行。

作为一个更加具体的实施例，参考图1，壳体包括前端盖2、后端盖3和圆筒状的子壳体4，前端盖2和后端盖3分别固定于圆筒状子壳体4的两端，前端盖2和后端盖3覆盖圆筒状子壳体4的中空处以形成壳体。子壳体4与车轴1同轴设置。

前端盖、后端盖和子壳体组装成壳体方便安装及拆卸。子壳体的形状选择圆筒状便于定子的对称安装以形成规律对称的旋转磁场，规律对称的旋转磁场可以使转子向车轴输出均匀的扭矩，防止车轴旋转时震动。

前端盖2设置有圆环形的第一凹槽，后端盖3设置有圆环形的第二凹槽。驱动装置还包括轴承5，两个轴承5分别固定于第一凹槽内和第二凹槽内，两个轴承5套设于车轴1上，以支撑车轴1相对壳体旋转。

转子包括圆筒状的硅钢8和压板12；所述硅钢8与所述车轴1同轴设置；所述硅钢8上均匀对称设置多个永磁体，压板12位于永磁体8的两端。

在本实施例中，硅钢8内均匀对称设置多个通孔，多个永磁体对应设置于通孔内以将永磁体固定于硅钢8内，压板12用于固定硅钢8。

加压板12使转子间形成闭合磁路，防止漏磁通，降低铜耗，增加转子转矩，提高驱动装置综合效率。

在其它一些实施方式中，转子可为混合磁钢转子，磁钢转子由内磁钢和外磁钢两部分组成，其中内磁钢靠近驱动机车轴，外磁钢远离驱动机转轴，所述外磁钢的内禀矫顽力大于内磁钢的内禀矫顽力。矫顽力是指在磁性材料已经磁化到磁饱和后，要使其磁化强度减到零所需要的磁场强度。矫顽力代表磁性材料抵抗退磁的能力，矫顽力越大，抵抗退磁能力越强。采用混合磁钢转子可减少转子磁性对车轴的影响。

在本实施例中，所述定子沿所述转子的周向均匀分布，定子包括铁芯11和成型绕组7。铁芯11固定于壳体的内壁，铁芯11沿子壳体4的周向均匀分布；成型绕组7缠绕铁芯11上。很显然，这并不是定子唯一的形状和分布方式。

在其它一些实施方式中，定子包括铁芯和成型绕组，铁芯的形状为圆筒状，铁芯的内壁对称设置有多个槽隙。铁芯以过盈的方式嵌套在壳体内，铁芯的槽隙内嵌合成型绕组，成型绕组与绕组端部连接，由端部向成型绕组供电，在驱动装置内部形成交变磁场。

在本实施例中，轴承采用圆柱滚子轴承5。圆柱滚子轴承5内部结构采用滚子呈平行排列，滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜或滚子之间相互摩擦。圆柱滚子轴承5属于分离型轴承，安装与拆卸非常方便。圆柱滚子轴承5能承受较大的径向负荷并适用于在高速运转场合下使用。

在本实施例中，减震组件包括圆筒状的轴套9和减震件。减震件位于轴套与车轴之间，转子固定于轴套上，轴套9与车轴1同轴套置。

减震件包括减震块6，多个减震块6沿车轴对称设置。减震块6内设置有弹簧，弹簧的轴线垂直于车轴的轴线，弹簧可以增加减震块6的减震效果。

在其它一些实施方式中，减震件包括圆筒状的橡胶垫，橡胶垫与车轴同轴设置，橡胶垫通过硫化一体的方式设置于车轴上。

在其它一些实施方式中，减震件包括密封圈，密封圈套置于车轴上。

在本实施例中，壳体设置有冷却管道，冷却管道用于供介质流通以带走所述驱动装置产生的热量。冷却管道螺旋状盘绕设置于所述子壳体。驱动装置还包括接线盒，所述接线盒设置于所述子壳体的端部，用于向所述定子供电。

在本实施例中，转子采用永磁体励磁，驱动装置损耗主要来源于定子，由于定子固定在壳体上，定子产生的热量首先从定子传导到壳体。冷却管道内的介质迅速将壳体的热量带走，冷却效果较佳。冷却管道螺旋状盘绕设置于所述子壳体，接线盒设置于所述子壳体的端部有利于节约空间。很显然，冷却管道可设置于壳体内，即与壳体一体成型，也可焊接在壳体外。很显然冷却管道的设置方式不止螺旋状一种设置方式。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，包括：车轴、壳体、转子、减震组件和定子；

所述车轴贯穿所述壳体，且所述车轴能相对所述壳体旋转；

所述转子通过所述减震组件设置于所述车轴，用于向所述车轴输出扭矩；

所述定子固定于所述壳体内，用于提供旋转磁场以使所述转子转动；

所述减震组件用于削弱所述车轴的载荷对所述驱动装置的冲击；

其中，所述减震组件包括：圆筒状的轴套和减震件；所述轴套与所述车轴同轴套置；所述减震件位于所述轴套与所述车轴之间且所述减震件与所述轴套及所述车轴固定连接；

所述减震件包括：减震块，多个所述减震块沿所述车轴对称设置；所述减震块内设置有弹簧；所述弹簧的轴线垂直于所述车轴的轴线；

所述壳体包括圆筒状的子壳体，所述子壳体与所述车轴同轴设置，所述定子沿所述子壳体的周向均匀分布，所述转子固定于所述轴套。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，

所述壳体还包括前端盖和后端盖；所述前端盖和所述后端盖分别覆盖于所述子壳体两端的中空处；

所述驱动装置还包括：圆柱滚子轴承；两个所述圆柱滚子轴承分别设置于所述前端盖和所述后端盖且分别套设于所述车轴，用于支撑所述车轴相对所述壳体旋转。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，所述转子包括：圆筒状的硅钢；所述硅钢与所述车轴同轴设置；所述硅钢上均匀对称设置多个永磁体。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，所述减震件包括：圆筒状的橡胶垫，所述橡胶垫与所述车轴同轴设置。

5.根据权利要求2所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，所述壳体设置有冷却管道，所述冷却管道用于供介质流通以散热。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，所述冷却管道沿所述子壳体的轴向螺旋状盘绕设置于所述子壳体。

7.根据权利要求2所述的一种轨道交通用驱动装置，其特征在于，还包括接线盒；

所述接线盒设置于所述子壳体的端部，用于向所述定子供电。

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