CN101003961A - 高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法 - Google Patents

Abstract

一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，聚磁极框架及每个永磁块按预定位置开设对齐贯通的定位孔；再将截面形状与聚磁极框架相同的安装框架与聚磁极框架相连，将永磁块沿安装框架推动至预定安装位置，用螺栓贯穿预设的定位孔并固定；聚磁极框架内装满永磁块，即安装成轨道单元；再将不导磁的拼接安装罩于已安装于支撑架上的轨道单元上，将另一轨道单元沿该罩推动至与先前的轨道单元紧密相连，并固定在支撑架上。该方法省时省力，效率高，装配成本低；永磁块与聚磁极框架的固定牢固，轨道单元间拼接处连接紧密、不良缝隙少。保证了沿轨道延展方向的磁场连续，均匀、变化小，磁悬浮车的高速平稳运行；有利于高温超导磁悬浮车的推广和商业应用。

Description

高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法

技术领域

本发明涉及一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法。

背景技术

继2000年12月31日首辆载人高温超导磁悬浮实验车在中国研制成功以来，德国、俄国等国也纷纷制造了高温超导磁悬浮车。这类使用高温超导块状材料形式的磁悬浮车系统不仅具备常规磁悬浮列车的无摩擦低能耗的特点，而且具备了特有的无污染控制简单等优点。在中国研制的这种类型的高温超导磁悬浮实验车六年来已经累计载人27,000余人，平稳运行长达40km，系统整体性能仍保持在原来的95％以上。这种高温超导磁悬浮车原理上包括两大重要构成部件：车载高温超导块材部分和地基永磁轨道部分。高温超导块状材料在应用外磁场中具有较大的稳定悬浮区间，即使遇到一定外力，也将较快平稳下来。正是高温超导块状材料具有在外场中本征悬浮稳定性的缘故，高温超导磁悬浮车系统相比其他类型的磁悬浮最大的特点就是无需或少量稳定性控制，是一种建造简单、造价低廉、环保节能的地面轨道交通系统。

在高温超导轨道交通系统中永磁轨道是重要组成部分，高温超导磁悬浮车用永磁轨道均由永磁体、聚磁铁和不导磁的不锈钢支撑架组成。永磁体用来提供磁场能量，该磁场由聚磁铁进行集中以达到在聚磁极处更强的磁场强度和分布；支撑架则为永磁体和聚磁铁提供支撑平台。为实现列车的稳定悬浮，要求永磁轨道提供尽可能强的磁场，并且轨道磁场沿其延展方向上没有变化。并且由于磁悬浮列车运行速度一般在300km/h，高温超导磁悬浮车的理论设计速度高达1000km/h，因此在实际制作中，高温超导磁悬浮车的永磁轨道安装存在以下特殊要求：一、实际应用中轨道很长，且要求在轨道延伸方向上磁场分布均匀无变化，从而其安装精度要求极高，尤其在轨道的拼接处要求实现无缝连接；二、装配过程中必须克服永磁块间的强磁力；三、无法使用常规的各种铁质工器具。

现有的高温超导磁悬浮车用永磁轨道装配方法主要包括两步：第一步，将加工完毕的永磁块一块一块地拼装在聚磁极框架中形成轨道单元。永磁块是通过两侧的多个螺钉抵紧固定在聚磁极框架内，在抵紧固定的过程中，由于永磁块间强大的磁场力，甚至借助千斤顶也无法保证永磁块不发生位移和偏差，装配极其困难、效率低，安装精度差。安装完成后，永磁块在聚磁极框架中的抵紧固定也不可靠，在运行过程中，由于振动及永磁块间的作用等原因，永磁块可能发生松动，影响磁悬浮列车高速平稳安全运行；第二、各个轨道单元安装并拼接在支撑架上。将新的轨道单元与支撑架上已安装的轨道单元拼接时，由于永磁块间强大的相互作用力，其对齐、靠拢也十分困难，安装效率低，且接缝不均匀，平整度不高。永磁轨道的磁场在不良接缝处突然减少，破坏磁场在轨道延展方向上的连续性，形成对高温超导磁悬浮车的运行阻力，严重影响高温超导磁悬浮车的运行平稳度和运行速度，形成致命的系统缺陷，导致高温超导磁悬浮车运行的整体性能受到严重影响，使高温超导磁悬浮车的理论超高速度难以实现。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，该种方法省时省力，效率高，装配成本低；且其装配的高温超导磁悬浮车用永磁轨道的永磁块与聚磁极框架的固定牢固，轨道单元间拼接处连接紧密、不良缝隙少，保证了沿永磁轨道延展方向的磁场连续，均匀、变化小，确保高温超导磁悬浮车的高速平稳运行；有利于高温超导磁悬浮车的推广和商业应用。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，由以下步骤组成：

a、聚磁极框架制作及定位孔的开设：在底板上固定中间聚磁极和两侧聚磁极；在中间聚磁极、两侧聚磁极上按预定定位位置开设多个横向对齐的定位孔，构成轨道单元的聚磁极框架；将待装入聚磁极框架内的每个永磁块横向开设贯通的定位孔，该定位孔的位置须使永磁块按预定安装位置安装在聚磁极框架中后，定位通孔与相应的中间聚磁极、两侧聚磁极上的定位孔对齐贯通。

b、轨道单元的安装：将截面形状与聚磁极框架相同的安装框架一端与聚磁极框架相连，形成由中间聚磁极分隔的两条安装导槽；将永磁块沿安装导槽推动至预定安装位置，即用螺栓穿透中间聚磁极、两侧聚磁极和永磁块上的定位孔并用螺帽固定；重复此步，直至聚磁极框架内装满永磁块，即安装形成完整的轨道单元。

c、轨道单元的拼接：

先将一轨道单元通过底板两侧的螺孔螺纹固定在轨道支撑架上；

再将与轨道单元形状适配且不导磁的拼接安装罩罩于该轨道单元上，且拼接安装罩的一部分伸出该轨道单元的拼接端，拼接安装罩通过其两侧下部的螺孔螺纹固定在该轨道单元上，形成上罩式轨道单元导槽。

将另一轨道单元推入拼接安装罩内，并沿着拼接安装罩内形成的轨道单元导槽移动，直至与先前的轨道单元紧密相连，然后将推入的轨道单元用螺栓固定在轨道支撑架上，并卸下拼接安装罩，即完成两轨道单元间的拼装；然后采用拼接安装罩同样操作，将新的轨道单元与已安装轨道单元再次拼接在支撑架上，多次重复拼接即拼接成任意长度的永磁轨道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、采用安装框架形成的安装导槽可以方便地将永磁块向指定位置推进，避免了永磁块间强的相互排斥力所带来永磁块在在滑动过程中的横向偏移，无需借助机械动力装置进行横向定位，推动至预定安装位置附近，用螺栓逐步对齐贯穿两侧聚磁极、永磁块及中间聚磁极上的定位孔而实现永磁块的固定。由于采用螺栓贯穿整个聚磁极框架及永磁块而实现固定，固定过程中永磁块的位置被不断修正，而不是产生偏移；固定完成后，永磁块则被精确定位在预定的聚磁极框架位置上，且其固定牢固可靠。固定过程中仅需对齐贯穿一个螺栓，操作极其方便，无需借助机械动力装置，省时省力，效率高。

二、将待拼接轨道单元沿着拼接安装罩内形成的轨道单元导槽移动，可方便地将其推至与先前的轨道单元靠紧，然后将推入的轨道单元固定在轨道支撑架上，并卸下拼接安装罩，即完成两轨道单元间的拼装。借助拼接安装罩的垂向及横向定位作用，可克服永磁块间强的相互排斥力所带来轨道单元在在移动横向及垂向位移与偏差，仅需使用较小的力进行纵向的调整，即可将轨道单元固定在支撑架上。在拼接过程中也无需借助机械动力装置，省时省力，效率高。且轨道单元之间的拼接安装精度高，连接紧密，拼接处的磁场变化小，不良接缝少，保证了沿永磁轨道延展方向的磁场连续，均匀、变化小，确保高温超导磁悬浮车的高速平稳运行，有利于高温超导磁悬浮车的推广和商业应用。

将上述永磁块的长度设计为-0.2mm^-0mm的负公差，中间聚磁极的长度设计为0mm^-+0.5mm的正公差。

这样可保证拼接时中间聚磁极间的紧密无缝连接，使永磁轨道起主要悬浮作用的中间聚磁极上方的磁场沿轨道的延展方向均匀无大小变化。

将上述的轨道单元的中间聚磁极、两侧聚磁极的端面进行平整打磨后再进行拼接，拼接后在中间聚磁极、两侧聚磁极的拼接接头处用含有高导磁率粉末的粘接剂进行填充、粘接。

这样可保证轨道单元之间的无缝有磁连接，拼接处无不良缝隙，进一步保证了永磁轨道磁场在轨道延伸方向的均匀性和连续性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是用本发明实施例方法的轨道单元的安装过程示意图。图中箭头表示永磁块的推动方向。

图2是用本发明实施例方法的轨道单元的拼接过程示意图。

图3是用本发明实施例方法安装完成后的永磁轨道的立体结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1、2示出，本发明的一种具体实施方式是：一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，由以下步骤组成：

a、聚磁极框架制作及定位孔的开设：在底板上固定中间聚磁极1和两侧聚磁极2；在中间聚磁极1、两侧聚磁极2上按预定定位位置开设多个横向对齐的定位孔4，构成轨道单元8的聚磁极框架；将待装入聚磁极框架内的每个永磁块3横向开设贯通的定位孔4，该定位孔4的位置须使永磁块3按预定安装位置安装在聚磁极框架中后，定位通孔与相应的中间聚磁极1、两侧聚磁极2上的定位孔4对齐贯通。

b、轨道单元的安装：将截面形状与聚磁极框架相同的安装框架5一端与聚磁极框架相连，形成由中间聚磁极1分隔的两条安装导槽；将永磁块3沿安装导槽推动至预定安装位置，即用螺栓14穿透中间聚磁极1、两侧聚磁极2和永磁块3上的定位孔4并用螺帽固定；重复此步，直至聚磁极框架内装满永磁块3，即安装形成完整的轨道单元8。

安装框架5与聚磁极框架相连的具体形式可以是：由连接件13分别螺纹固定在安装框架5侧下沿的安装孔11和聚磁极框架侧下沿的安装孔上；或者安装框架5与聚磁极框架直接用螺栓靠紧固定在支撑架9上；或上述两种方式的结合使用。

c、轨道单元的拼接过程：先将一轨道单元8通过底板两侧的螺孔螺纹固定在轨道支撑架9上；再将与轨道单元形状适配且不导磁的拼接安装罩7罩于该轨道单元8上，且拼接安装罩7的一部分伸出该轨道单元8的拼接端，拼接安装罩7通过其两侧下部的螺孔螺纹固定在该轨道单元上，形成上罩式轨道单元导槽。

将另一轨道单元8推入拼接安装罩7内，并沿着拼接安装罩7内形成的轨道单元导槽移动，直至与先前的轨道单元8紧密相连，然后用螺栓将推入的轨道单元8固定在轨道支撑架9上，并卸下拼接安装罩7，即完成两轨道单元间的拼装；然后采用拼接安装罩7用同样的操作，将新的轨道单元8与已安装轨道单元8拼接在支撑架9上，多次重复拼接即拼接成任意长度的永磁轨道。

本例的永磁块3的长度设计为-0.2mm^-0mm的负公差，中间聚磁极1的长度设计为0mm^-+0.5mm的正公差。

轨道单元的中间聚磁极1、两侧聚磁极2的端面进行平整打磨后再进行拼接，拼接后在中间聚磁极1、两侧聚磁极2的拼接接头处用含有高导磁粉末的粘接剂进行填充、粘接。

图3示出，安装完成后的高温超导磁悬浮车用永磁轨道的整体结构：永磁块3通过贯穿的螺栓14被精确固定在聚磁极框架内的预定位置上。各轨道单元8被无缝地紧密拼接在支撑架9上。

本发明的拼接安装罩7的长度在轨道单元8长度的1/2-2倍之间较好。拼接安装罩7及安装框架5两侧下部的螺孔11，与轨道单元8外侧下沿与支撑架9连接的安装孔12的规格和间距相同。

本发明的装配方法适用但不限于图3给出的高温超导磁悬浮车用永磁轨道。其永磁轨道的截面形状和尺寸可根据需要变化，安装框架5和拼接安装罩7的形状和结构相应变化即可。在实施时安装框架5可以直接就是一个聚磁极框架，而不用专门制作。当然最好安装框架5另外采用不导磁材料专门制成。

Claims (3)

1、一种高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，由以下步骤组成：

a、聚磁极框架制作及定位孔的开设：在底板上固定中间聚磁极(1)和两侧聚磁极(2)；在中间聚磁极(1)、两侧聚磁极(2)上按预定定位位置开设多个横向对齐的定位孔(4)，构成轨道单元(8)的聚磁极框架；将待装入聚磁极框架内的每个永磁块(3)横向开设贯通的定位孔(4)，该定位孔(4)的位置须使永磁块(3)按预定安装位置安装在聚磁极框架中后，定位通孔与相应的中间聚磁极(1)、两侧聚磁极(2)上的定位孔(4)对齐贯通；

b、轨道单元的安装：将截面形状与聚磁极框架相同的安装框架(5)一端与聚磁极框架相连，形成由中间聚磁极(1)分隔的两条安装导槽；将永磁块(3)沿安装导槽推动至预定安装位置，即用螺栓(14)穿透中间聚磁极(1)、两侧聚磁极(2)和永磁块(3)上的定位孔(4)并用螺帽固定；重复此步，直至聚磁极框架内装满永磁块(3)，即安装形成完整的轨道单元(8)；

c、轨道单元的拼接：

先将一轨道单元(8)通过底板两侧的螺孔螺纹固定在轨道支撑架(9)上；

再将与轨道单元形状适配且不导磁的拼接安装罩(7)罩于该轨道单元(8)上，且拼接安装罩(7)的一部分伸出该轨道单元(8)的拼接端，拼接安装罩(7)通过其两侧下部的螺孔螺纹固定在该轨道单元上，形成上罩式轨道单元导槽；

将另一轨道单元(8)推入拼接安装罩(7)内，并沿着拼接安装罩(7)内形成的轨道单元导槽移动，直至与先前的轨道单元(8)紧密相连，然后将推入的轨道单元(8)用螺栓固定在轨道支撑架(9)上，并卸下拼接安装罩(7)，即完成两轨道单元间的拼装；然后采用拼接安装罩(7)用同样的操作，将新的轨道单元(8)与已安装轨道单元(8)拼接在支撑架(9)上，多次重复拼接即拼接成任意长度的永磁轨道。

2、如权利要求1所述的高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，其特征在于：将所述永磁块(3)的长度设计为-0.2mm～0mm的负公差，中间聚磁极(1)的长度设计为0mm～+0.5mm的正公差。

3、如权利要求1所述的高温超导磁悬浮车用永磁轨道的装配方法，其特征在于：将所述的轨道单元的中间聚磁极(1)、两侧聚磁极(2)的端面进行平整打磨后再进行拼接，拼接后在中间聚磁极(1)、两侧聚磁极(2)的拼接接头处用含有高导磁粉末的粘接剂进行填充、粘接。

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