CN107187335A - 一种悬浮架托臂及磁悬浮车辆走行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬浮架托臂，包括固定一体的托臂上腔体及托臂下腔体，托臂上腔体设置有中空柱状装配位，中空柱状装配位的两侧均分布有平行设置的多个上筋板，上筋板的外轮廓边缘构成规则平面；托臂上腔体与托臂下腔体均为一体成型的纤维复合薄壁件。采用高性能轻质化的纤维复合材料，有效减轻悬浮架的重量，并具有更好的抗撞击能力及阻尼减震性能；设置筋板代替传统凹陷的表面结构，并将筋板的外轮廓设计成规则平面，通过筋板的设计在保证具有足够强度的前提下，避免复杂平面加工的工艺。综上，本发明提供的悬浮架托臂有效地解决了目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题。本发明还公开了一种磁悬浮车辆走行机构。
Description
技术领域
本发明涉及车辆支撑走行设备技术领域，更具体地说，涉及一种悬浮架托臂，还涉及一种磁悬浮车辆走行机构。
背景技术
悬浮架托臂是悬浮列车车辆走行构件的一个重要组成部分，也是其主要承载构件之一，用于支撑车体和乘客的重量。
悬浮架托臂目前主要为金属铸造结构，对于金属结构，为了尽可能地减小托臂的重量，通常将侧面、底面不承载的部分挖掉，形成多坑表面结构，表面造型复杂。
然而这种较为成熟、被普遍使用的设计还存在一定的缺陷，因为去除底面非承载部位，造成构件表面形状结构复杂，相应的制造工艺要求高，生产成品率低而成本高；且限于金属的自身特性，难以很好的做到强度和减重的兼顾。
综上所述，如何有效地解决目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种悬浮架托臂，该悬浮架托臂的结构设计可以有效地解决目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述悬浮架托臂的磁悬浮车辆走行机构。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种悬浮架托臂，包括固定一体的托臂上腔体及托臂下腔体，所述托臂上腔体设置有中空柱状装配位，所述中空柱状装配位的两侧均分布有平行设置的多个上筋板，所述上筋板的外轮廓边缘构成规则平面；所述托臂上腔体与所述托臂下腔体均为一体成型的纤维复合薄壁件。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体上均匀分布有多个下腔体装配孔，所述下腔体装配孔之间均匀分布有多个垂直于所述托臂下腔体长度方向的下筋板，所述下筋板的外轮廓边缘与所述下腔体装配孔的端面共同构成平面。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂上腔体与所述托臂下腔体一体浇注成型连接。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂上腔体与所述托臂下腔体的内部设置有一体式的纤维复合材质内衬芯模、并通过外层的铺层固化构成所述纤维复合薄壁件。
优选的，上述悬浮架托臂中，中空柱状装配位的外缘设置有具有预设厚度的环形薄壁结构。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述中空柱状装配位的两侧每侧均设置有4块所述上筋板，所述上筋板均平行于所述托臂上腔体的长度方向。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体上均匀分布有5块相互平行的所述下筋板。
优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体与所述托臂上腔体连接部分的外侧设置有倾斜过渡连接面。
本发明提供的悬浮架托臂，包括固定一体的托臂上腔体及托臂下腔体，所述托臂上腔体设置有中空柱状装配位，所述中空柱状装配位的两侧均分布有平行设置的多个上筋板，所述上筋板的外轮廓边缘构成规则平面；所述托臂上腔体与所述托臂下腔体均为一体成型的纤维复合薄壁件。这种悬浮架托臂设计，采用高性能轻质化的纤维复合材料，有效减轻悬浮架的重量，并具有更好的抗撞击能力及阻尼减震性能；设置筋板代替传统金属件上的挖空凹陷的表面结构，并将筋板的外轮廓边缘设计成规则平面，通过筋板的设计在保证具有足够力学强度的前提下，避免复杂平面加工的困难工艺。综上所述，本发明提供的悬浮架托臂有效地解决了目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种磁悬浮车辆走行机构，该磁悬浮车辆走行机构包括上述任一种悬浮架托臂。由于上述的悬浮架托臂具有上述技术效果，具有该悬浮架托臂的磁悬浮车辆走行机构也应具有相应的技术效果。
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为本发明实施例提供的悬浮架托臂的整体的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的悬浮架托臂的底部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的悬浮架托臂的剖面结构示意图。
附图中标记如下：
托臂上腔体1、托臂下腔体2、中空柱状装配位3、上筋板4、倾斜过渡连接面5、下筋板6、下腔体装配孔7。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种悬浮架托臂，以解决目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的悬浮架托臂的整体的结构示意图；图2为本发明实施例提供的悬浮架托臂的底部结构示意图；图3为本发明实施例提供的悬浮架托臂的剖面结构示意图。
本发明的实施例提供的悬浮架托臂，包括固定一体的托臂上腔体1及托臂下腔体2，所述托臂上腔体1设置有中空柱状装配位3，所述中空柱状装配位3的两侧均分布有平行设置的多个上筋板4，所述上筋板4的外轮廓边缘构成规则平面；所述托臂上腔体1与所述托臂下腔体2均为一体成型的纤维复合薄壁件。
本实施例提供的这种悬浮架托臂设计，采用高性能轻质化的纤维复合材料，有效减轻悬浮架的重量，并具有更好的抗撞击能力及阻尼减震性能；设置筋板代替传统金属件上的挖空凹陷的表面结构，并将筋板的外轮廓边缘设计成规则平面，通过筋板的设计在保证具有足够力学强度的前提下，避免复杂平面加工的困难工艺。综上所述，本发明提供的悬浮架托臂有效地解决了目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体2上均匀分布有多个下腔体装配孔7，所述下腔体装配孔7之间均匀分布有多个垂直于所述托臂下腔体2长度方向的下筋板6，所述下筋板6的外轮廓边缘与所述下腔体装配孔7的端面共同构成平面。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了托臂下腔体的设计，其结构与上腔体相仿，同样设置筋板，下筋板连接不同的下腔体装配孔，保证了装配出的力学性能优良，并类似的将下筋板外轮廓与下腔体装配孔端面构成平面，简化了构件的表面结构，进一步简化了生产工艺。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂上腔体1与所述托臂下腔体2一体浇注成型连接。
本实施例提供的技术方案中，托臂上腔体与托臂下腔体一体浇注成型连接，该设计保证了悬架托臂的整体结构牢固，不易断裂或者分离脱落。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂上腔体1与所述托臂下腔体2的内部设置有一体式的纤维复合材质内衬芯模、并通过外层的铺层固化构成所述纤维复合薄壁件。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了悬浮架托臂的加工工艺，内衬芯模采用与托臂上腔体、托臂下腔体结构的主体相同的纤维复合材料，为薄壁结构，整体成型后再与主体结构固化在一起。一方面简化了整体成型的后续工艺，另一方面内衬芯模发挥浇注中芯模的功能，可以更好地保证整体结构的尺寸精度。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，中空柱状装配位3的外缘设置有具有预设厚度的环形薄壁结构。
本实施例提供的技术方案中，为保证中空柱状装配位附近的强度，在其周围设置有厚度达到预设厚度的环形薄壁结构，防止由于装配应力及使用过程中装配点附近的应力集中造成装配结构的损坏。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述中空柱状装配位3的两侧每侧均设置有4块所述上筋板4，所述上筋板4均平行于所述托臂上腔体1的长度方向。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体2上均匀分布有5块相互平行的所述下筋板6。
以上两个实施例提供的技术方案中，优化了筋板的设置方式，在中空柱状装配位的两侧各设置均匀分布的4块上筋板，上筋板平行于托臂上腔体的长度方向，能够提供有效地结构加强；而托臂下腔体的原理类似，同样设置多块相互平行的下筋板，在保证强度达标的情况下还优化了结构的。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述悬浮架托臂中，所述托臂下腔体2与所述托臂上腔体1连接部分的外侧设置有倾斜过渡连接面5。
本实施例提供的技术方案中，主要是出于承重和部件减重的综合考虑，由于托臂下腔体与托臂上腔体连接部分的外侧并不具备实质的称重需求，因此将此处的过渡设置为斜面过度面，以削减过渡位置的壁厚，减轻部件的重量和用料。
本发明技术方案中的这种悬浮架托臂大致的生产加工过程如下：
为保证制造结构性能和尺寸精度，优先选用金属模具，和热压罐成形工艺。第一步是从施工角度将整个悬浮架托臂分为上、下两部分，制作成壁厚约为2mm的上、下两个分开的内衬芯模；第二步是将两部分内衬芯模按位置要求粘接，形成完整的悬浮架托臂内衬芯模；第三步是在完整的内衬芯模外表面进行铺层，固化，直至达到表面厚度和外形要求；第四步再对托臂进行外形修整，并对连接螺孔进行机加工。
材料优先选用预浸料。进行内衬芯模铺层时，每次缠入两层(0°/90°和±45°)预浸料，两层纤维起始缠绕位置错开一定的距离，保证沿壁厚方向纤维布交叉铺层。整体成型时，在抗扭和抗拉方向进行交替铺层，以保证整体的结构强度和刚度。
基于上述实施例中提供的悬浮架托臂，本发明还提供了一种磁悬浮车辆走行机构，磁悬浮车辆走行机构包括上述实施例中任意一种悬浮架托臂。由于该磁悬浮车辆走行机构采用了上述实施例中的悬浮架托臂，所以该磁悬浮车辆走行机构的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种悬浮架托臂，其特征在于，包括固定一体的托臂上腔体及托臂下腔体，所述托臂上腔体设置有中空柱状装配位，所述中空柱状装配位的两侧均分布有平行设置的多个上筋板，所述上筋板的外轮廓边缘构成规则平面；所述托臂上腔体与所述托臂下腔体均为一体成型的纤维复合薄壁件。
2.根据权利要求1所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述托臂下腔体上均匀分布有多个下腔体装配孔，所述下腔体装配孔之间均匀分布有多个垂直于所述托臂下腔体长度方向的下筋板，所述下筋板的外轮廓边缘与所述下腔体装配孔的端面共同构成平面。
3.根据权利要求2所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述托臂上腔体与所述托臂下腔体一体浇注成型连接。
4.根据权利要求3所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述托臂上腔体与所述托臂下腔体的内部设置有一体式的纤维复合材质内衬芯模、并通过外层的铺层固化构成所述纤维复合薄壁件。
5.根据权利要求4所述的悬浮架托臂，其特征在于，中空柱状装配位的外缘设置有具有预设厚度的环形薄壁结构。
6.根据权利要求5所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述中空柱状装配位的两侧每侧均设置有4块所述上筋板，所述上筋板均平行于所述托臂上腔体的长度方向。
7.根据权利要求6所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述托臂下腔体上均匀分布有5块相互平行的所述下筋板。
8.根据权利要求7所述的悬浮架托臂，其特征在于，所述托臂下腔体与所述托臂上腔体连接部分的外侧设置有倾斜过渡连接面。
9.一种磁悬浮车辆走行机构，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的悬浮架托臂。
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