CN102126506A

CN102126506A - 具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置

Info

Publication number: CN102126506A
Application number: CN 201110026967
Authority: CN
Inventors: 赵志苏
Original assignee: BEIJING HOLDING MAGNETIC SUSPENSION TECHN DEVELOPMENT Co Ltd; National University of Defense Technology
Current assignee: BEIJING HOLDING MAGNETIC SUSPENSION TECHN DEVELOPMENT Co Ltd; National University of Defense Technology
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2011-07-20

Abstract

本发明公开了一种具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，包括用来与轨道配合的制动器本体，所述制动器本体与一可沿与轨道相垂直方向调整制动器本体位置的垂向自由度调整组件相连。本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、使用寿命长、工作稳定性高、具有垂向自由度调整等优点。

Description

具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置

技术领域

本发明主要涉及到磁悬浮列车的设计领域，特指一种磁悬浮列车的制动装置。

背景技术

磁悬浮列车的机械制动装置是列车的重要安全设备。常导磁浮列车都装备有液压机械制动装置，作为紧急状态和定点停车，以及辅助停车的制动装置，同时也是驻车制动装置。制动装置安装于车辆转向架的模块上。

对于平动夹钳式制动装置，制动时，制动闸瓦相对于轨道（固定参照物）方向平动，直到内、外闸瓦从两侧夹住轨道。此制动装置在结构上是一整体，制动油缸装于一侧制动闸瓦处，油缸顶出时将闸瓦压向轨道，此侧闸瓦接触轨道时，带动制动装置本体向此侧移动，直到另一侧闸瓦压紧轨道。

对于转动夹钳式制动装置，制动时，制动油缸顶出使制动钳绕一转轴转动，直至内、外闸瓦从两侧夹住轨道。由于内、外闸瓦接触轨道可能不完全同步，在此过程中制动装置本体还将绕转轴转动。

上述的两种制动装置，前者有一个平动自由度；后者有一转动自由度。也就是说传统的制动装置只有一个自由度。对于磁浮列车而言，这将带来问题。磁浮列车在驻车时使用机械制动装置制动，此时车辆转向架须能正常悬浮或落下。由悬浮至落下时制动装置将受到垂向拉力；而由落车至悬浮时制动装置将受到垂向压力。由于此力很大，将可能损坏制动装置。不仅如此悬浮时，此力还将对悬浮控制产生不利影响。如在车辆运行时使用机械制动，制动装置将限制悬浮电磁铁与轨道间隙（悬浮间隙）的变动，因为悬浮间隙是动态调整的，故这一变动是悬浮控制所必须的。这样将影响车辆的正常悬浮。因此传统制动装置带来两个致命问题：其一由于车辆悬浮力是沿车辆垂向的，且此力是动态调整的，制动装置的垂向限位将极大的干扰悬浮控制力的调整；其二由于车辆相对于轨道的垂向位置是变化的，制动装置的垂向限位将使其承受极大的垂向力，可能造成制动装置的瞬间损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、使用寿命长、工作稳定性高的具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，包括用来与轨道配合的制动器本体，其特征在于：所述制动器本体与一可沿与轨道相垂直方向调整制动器本体位置的垂向自由度调整组件相连。

作为本发明的进一步改进：

所述垂向自由度调整组件包括金属外壳以及套设于金属外壳内两个橡胶弹簧、滑动轴套和轴瓦，所述两个橡胶弹簧呈上、下状对称布置，所述滑动轴套套设于轴瓦的外侧并位于两个橡胶弹簧之间。

所述制动器本体包括连接杆、导向杆以及呈相对设置的内夹持钳和外夹持钳组件，所述内夹持钳和外夹持钳组件上设有制动闸瓦，所述内夹持钳和外夹持钳组件的中部通过连接杆相连，所述内夹持钳和外夹持钳组件的下部通过导向杆相连，所述导向杆套设于导向座上，所述连接杆套设于轴瓦中。

所述垂向自由度调整组件为安装于制动器本体下方的驱动缸。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明在驻车制动时，制动夹钳夹住轨道，车辆仍可以正常地浮起或落下，没有很大的垂向力加于制动装置，因此制动装置不会损坏或影响驻车时的车辆悬浮；

2、本发明在车辆运行制动时，制动夹钳夹住轨道，悬浮电磁铁与轨道的间隙（悬浮间隙）仍可正常调整，没有很大的垂向波动力加于制动装置，因此制动装置不会损坏或影响行车时的车辆悬浮；

3、本发明能够有效保护制动装置，尤其是制动油缸；

4、本发明能够消除了制动对悬浮控制的干扰；

5、本发明能够延长制动装置的寿命，有利于其使用和维护。

附图说明

图1是安装有本发明的列车的局部主视结构示意图；

图2是安装有本发明的列车的局部侧视结构示意图；

图3是本发明的主视结构示意图；

图4是本发明的侧视结构示意图；

图5是本发明中垂向自由度调整组件的结构示意图；

图6是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

依据本发明提出的具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置实施实例为：如图1和图2所示，一节磁浮列车的结构主要包括车体13、转向架14等等，每个转向架14均包括两个模块17，每个模块17上均安装有一台本发明的制动装置和电磁铁16。

如图3、图4、图5和图6所示，本发明具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，包括用来与轨道15配合的制动器本体18，该制动器本体18与一可沿与轨道15相垂直方向调整制动器本体18位置的垂向自由度调整组件1相连。

本实施例中，制动器本体包括连接杆8、导向杆12以及呈相对设置的内夹持钳2和外夹持钳组件6，内夹持钳2和外夹持钳组件6上设有制动闸瓦3，外夹持钳组件6自带油缸，夹体设置于油缸活塞5上，内夹持钳2和外夹持钳组件6的中部通过连接杆8相连，内夹持钳2和外夹持钳组件6的下部通过导向杆12相连，导向杆12套设于导向座11上，连接杆8套设于一垂向自由度调整组件1中，通过垂向自由度调整组件1可沿与轨道15相垂直方向调整制动器本体的位置。该制动器本体上还设有油缸复位弹簧7、制动器复位弹簧10、制动器缓冲弹簧9。

参见图5，本实施例中，垂向自由度调整组件1包括金属外壳101以及套设于金属外壳101内的两个橡胶弹簧102、滑动轴套103和轴瓦106，两个橡胶弹簧102呈上、下状对称布置，滑动轴套103套设于轴瓦106的外侧并位于两个橡胶弹簧102之间，连接杆8套设于轴瓦106中。金属外壳101呈两半式设计，方便装配。垂向自由度调整组件1采用金属橡胶件，滑动轴套103、金属外壳101和橡胶弹簧102硫化成一体，滑动轴套103置于中间，对半开的金属外壳101和橡胶弹簧102分别置于上、下位置处。滑动轴套103可以压/拉橡胶弹簧102在金属外壳101中上、下滑动，但不能侧向或前、后移动。在其他实施例中，垂向自由度调整组件1也可以为安装于制动器本体18下方的驱动缸，如液压缸或气动缸均可，通过气动缸来对制动器本体18进行调整。

在使用时，将两根连接杆8分别插入两个垂向自由度调整组件1的滑动轴套103的孔中，安装于转向架14的整体电磁铁16开孔处。制动器下部的导向杆12通过一安装座开孔安装于电磁铁16的极板上。导向座11开孔做成长圆孔，这样对制动器本体只有侧向限位，而不会限制制动器本体的垂向（Z）和横向（Y）位移。

工作原理为：在液压作用下，制动油缸活塞5将外夹持钳组件6压向轨道15的外侧，直到接触轨道15的侧面。在轨道15的反作用力作用下，外夹持钳组件6向外侧移动，带动连接杆8在垂向自由度调整组件1的轴瓦106中滑动，连接杆8、导向杆12带动内夹持钳2向轨道15移动，直到安装其上的制动闸瓦3顶住轨道，完成制动过程。这是一个制动器平动的过程，即制动器相对于车辆横向（Y）运动。此后的动作分下列几种情形（参见图1、图3）：

车辆不运行（驻车），如车体13未悬浮、转向架14的模块17着轨时启动悬浮。安装制动装置的模块17与轨道15产生相对运动，模块17上移与轨道15的距离减小。制动装置夹持轨道15保持不动，两连接杆8带动垂向自由度调整组件1的滑动轴套103下移，分别压缩、拉伸橡胶弹簧102。如车体13静态悬浮时落下，转向架14的垂向移动和制动装置的垂向动作过程与上述相同，但方向相反。

车辆运行中，由于悬浮控制的动态调整，电磁铁16沿垂向上、下小幅移动，导致安装制动装置的模块17与轨道15不停产生方向相反的相对运动，模块17作小幅的上、下运动，此时制动装置夹持轨道15保持不动，两连接杆8带动垂向自由度调整组件1的滑动轴套103上、下运动，滑动轴套103压缩、拉伸橡胶弹簧102，并不断变换方向。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1. 一种具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，包括用来与轨道（15）配合的制动器本体（18），其特征在于：所述制动器本体（18）与一可沿与轨道（15）相垂直方向调整制动器本体（18）位置的垂向自由度调整组件（1）相连。

2. 根据权利要求1所述的具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，其特征在于：所述垂向自由度调整组件（1）包括金属外壳（101）以及套设于金属外壳（101）内的两个橡胶弹簧（102）、滑动轴套（103）和轴瓦（106），所述两个橡胶弹簧（102）呈上、下状对称布置，所述滑动轴套（103）套设于轴瓦（106）的外侧并位于两个橡胶弹簧（102）之间。

3. 根据权利要求2所述的具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，其特征在于：所述制动器本体（18）包括连接杆（8）、导向杆（12）以及呈相对设置的内夹持钳（2）和外夹持钳组件（6），所述内夹持钳（2）和外夹持钳组件（6）上设有制动闸瓦（3），所述内夹持钳（2）和外夹持钳组件（6）的中部通过连接杆（8）相连，所述内夹持钳（2）和外夹持钳组件（6）的下部通过导向杆（12）相连，所述导向杆（12）套设于导向座（11）上，所述连接杆（8）套设于轴瓦（106）中。

4. 根据权利要求1所述的具有垂向自由度的磁悬浮列车机械制动装置，其特征在于：所述垂向自由度调整组件（1）为安装于制动器本体（18）下方的驱动缸。