CN102167056B - 一种直线型永磁轨道制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直线型永磁轨道制动器，两侧板的中间设有与极靴同向的永磁体轴，永磁体轴上固套永磁体，永磁体是由两个半径大小不同的半圆柱组成的轴体，半径较小的半圆柱表面上固贴一半圆弧隔板，该半圆弧隔板与永磁体组合成一个圆柱体；半圆弧隔板与侧板之间是U型永磁体，永磁体的半径较大的半圆柱与侧板之间是U型固定槽；U型永磁体的S极或N极分别与永磁体的N极或S极对应布置；通过控制永磁体轴旋转的角度控制制动力的大小，能实现涡流和摩擦两种制动方式，减小了制动距离，制动效果好。

Description

一种直线型永磁轨道制动器

技术领域

本发明涉及一种铁路列车车辆的磁轨制动器，通过磁场与轨道间的闭合或分隔实现铁路列车车辆的制动或解除。

背景技术

当前铁路客运车辆普遍使用盘式制动，虽与踏面制动相比热损伤程度低，但当列车在高速、准高速下运行时，受粘着条件的限制，就必须延长制动距离以实现安全制动。而如果对轨道车辆在原有制动方式的基础上添加磁轨制动，则可以增大制动力，缩短制动距离，极大地保障高速轨道车辆的行车安全。磁轨制动是随着轨道车辆的速度不断提高而发展起来的一种新型制动方式，它包括电磁轨道制动和永磁轨道制动两种形式，电磁轨道制动从制动的执行到解除都需要外部提供能源，而且产生磁场所需的结构复杂，体积庞大，不利于制动设备在列车上的布置。永磁轨道制动除了开始制动时需要提供驱动永磁轨道制动器的能源外，一旦制动，将不再需要外部能源，因此，其结构简单，体积较小。将永磁轨道制动应用到轨道列车上，在紧急制动过程中，不需要列车蓄电池提供能量，当列车静止时，制动力仍有效，可用于列车停车时的防溜制动，取代列车上的手制动。同时，永磁制动器与轨道的吸力增加了列车与轨道的粘着状态，提高了列车的制动力。因此，永磁轨道制动已作为高速列车的制动方式被广泛采用。

目前投入运用的永磁磁轨制动器都安装在转向架的两轴之间并悬挂在转向架下，其悬挂位置分为高位和低位两种。高位悬挂时要求永磁磁轨制动器离轨道顶面的高度大约保持在90mm-100mm左右，工作时利用上部液压或气压缸室的压力推动活塞杆和传力导柱使永磁制动器下降到铁轨上。低位悬挂时永磁磁轨制动器离轨道顶面的距离保持在7mm左右，通过永磁体产生的磁力使其下降到轨道上。不论采用哪种悬挂位，永磁磁轨制动器不工作时，制动器与轨道相距较远。当需要制动时，依靠轨道与永磁体间的摩擦来实现制动。该种永磁磁轨制动器的结构及工作方式的缺点为制动力不易控制，高速时摩擦严重，以致制动器的温度过高，永磁体易产生退磁现象；同时摩擦时产生的碎屑增大了制动器与轨道间的间隙，降低了制动效果。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足而提供一种制动效果好的直线型永磁磁轨制动器。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：其上部是顶盖，中间部分的两侧是侧板，两端是端盖，下部是与轨道接触的极靴，极靴的正中间固定连接底隔，两侧板的中间设有与极靴同向的永磁体轴，永磁体轴上固套永磁体，永磁体是由两个半径大小不同的半圆柱组成的轴体，半径较小的半圆柱表面上固贴一半圆弧隔板，该半圆弧隔板与永磁体组合成一个圆柱体；半圆弧隔板与侧板之间是U型永磁体，永磁体的半径较大的半圆柱与侧板之间是U型固定槽；U型永磁体的S极或N极分别与永磁体的N极或S极对应布置。

本发明的有益效果是：

1、采用整体式的永磁体，增加了永磁体体积，在制造装配过程中最大限度的减少了永磁体与软磁材料间的接触间隙，漏磁少，因此，比同尺寸的其它永磁制动器制动力大，有更好的制动效果。

2、极靴上凹槽的优化布置可以减少摩擦制动时位于永磁制动器与轨道间的碎屑；极靴内外的凹槽在制动时和轨道接触面形成管状空隙，其空气压力可吹走碎屑并加快永磁制动器的散热，避免永磁体退磁，大大增加了永磁磁轨制动器的制动力，从而可以减小轨道车辆的制动距离，保证高速轨道列车的安全运行。

3、列车可据需要，实现涡流和摩擦两种制动方式。当列车需要制动时，司机通过液压或气压缸控制永磁磁轨制动器下降到与轨道贴近处，并使永磁轴旋转使之处于接通位置，此时，制动器的极靴被磁化，产生磁场，由于轨道与列车永磁制动器之间的相对运动，使磁场产生制动力，实现列车在高速时的不接触涡流制动。当列车速度降低时，下降永磁制动器使其与轨道吸合，从而实现摩擦制动。

4、通过控制永磁体轴旋转的角度，可控制制动力的大小。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明永磁轨道制动器的示意图；

图2是图1的横断面图；

图3是图1中半圆弧隔板2、永磁体4和永磁体轴13的连接结构示意图；

图4是图1中U型永磁体1、U型固定槽3、底隔6及极靴7的连接结构示意图；

图中：1—U型永磁体；2—半圆弧隔板；3—U型固定槽；4—永磁体；5—侧板；6—底隔；7—极靴；8—凹槽；9—顶盖；10—法兰盘；11—端盖；12—液压缸或气压缸；13—永磁体轴。

具体实施方式

参见图1-3，本发明的上部是顶盖9，中间部分的两侧是侧板5，两端是端盖11，下部是与轨道对称接触的两个对称的极靴7，在两个对称的极靴7的正中间固定连接底隔6，底隔6起分隔作用。顶盖9上安装法兰盘10，本发明通过该法兰盘10与列车转向架相连。在端盖11内安装液压缸或气压缸12，在两侧板5的中间安装永磁体轴13，液压缸或气压缸12的驱动机构连接永磁体轴13，驱动永磁轴13旋转，同时也能防止永磁轴13的轴向窜动。永磁体轴13与极靴7同方向设置。永磁体4固定套在永磁体轴13上，永磁体4是由两个半径大小不同的半圆柱组成的轴体，在半径较小的半圆柱表面上固定贴一个半圆弧隔板2，使半圆弧隔板2与永磁体4组合成一个圆柱体。半圆弧隔板2与侧板5之间是由软磁材料制成的U型永磁体1，在永磁体4 的半径较大的半圆柱与侧板5之间是由软磁材料制成的U型固定槽3。U型永磁体1的S极或N极分别与永磁体4的N极或S极对应布置，之间用半圆弧隔板2分隔开，所有的S极和N极的长度均相同，U型永磁体1与永磁体4的长度与极靴7和底隔6的长度相对应。半圆弧隔板2随永磁体轴13的转动实现永磁体4与U型永磁体1的接触或分隔，实现磁场与轨道间的闭合或分隔，从而实现制动或解除。当永磁体4与U型永磁体1接触时，极靴7与轨道相作用而产生制动力。

参见图1和4，在两个极靴7之间的内侧面上，纵向和横向都设置凹槽8，凹槽8除了有利于极靴7内的散热，也有利于极靴7与轨道摩擦产生的碎屑的排除，减小极靴7与轨道间的间隙，以增强制动力。在极靴7外侧面上也开有用于散热的凹槽。

极靴7与底隔6、U型固定槽3、U型永磁体1及侧板5均固定连接，从而形成制动器的整体结构。半圆弧隔板2、端盖11、顶盖9、侧板5及底隔6均用非导磁材料制成，U型固定槽3及极靴7用软磁材料制成。

本发明可实现涡流和摩擦式两种制动，当列车需要制动时，司机控制永磁磁轨制动器与轨道贴近，通过液压或气压缸12控制永磁体轴13，使其旋转到接通位置，此时，永磁体4和U型永磁体1分别磁化两极靴7，使两极靴7与轨道间形成闭合的磁力线产生制动力。当列车高速运行时，永磁制动器与轨道贴近而不贴合，由于轨道与列车的相对运动而产生涡流制动，当列车低速运行时，永磁制动器与轨道相贴合，从而产生摩擦制动。列车停止时，可用于防溜制动，以代替列车的手制动。通过控制永磁体轴13的旋转角度，可调节制动力的大小。

Claims (5)

1.一种直线型永磁轨道制动器，其上部是顶盖（9），中间部分的两侧是侧板（5），两端是端盖（11），下部是与轨道接触的极靴（7），极靴（7）的正中间固定连接底隔（6），其特征是：两侧板（5）的中间设有与极靴（7）同向的永磁体轴（13），永磁体轴（13）上固套永磁体（4），所述永磁体（4）是由两个半径大小不同的半圆柱组成的轴体，半径较小的半圆柱表面上固贴一半圆弧隔板（2），该半圆弧隔板（2）与永磁体（4）组合成一个圆柱体；半圆弧隔板（2）与侧板（5）之间是U型永磁体（1），永磁体（4）的半径较大的半圆柱与侧板（5）之间是U型固定槽（3）；U型永磁体（1）的S极或N极分别与永磁体（4）的N极或S极对应布置。

2.根据权利要求1所述的一种直线型永磁轨道制动器，其特征是：极靴（7）与底隔（6）、U型固定槽（3）、U型永磁体（1）及侧板（5）均固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种直线型永磁轨道制动器，其特征是：端盖（11）内设置驱动永磁体轴（13）旋转的液压缸或气压缸（12）。

4.根据权利要求1所述的一种直线型永磁轨道制动器，其特征是：所述S极和N极的长度均相同，U型永磁体（1）与永磁体（4）的长度与极靴（7）和底隔（6）的长度相对应。

5.根据权利要求1所述的一种直线型永磁轨道制动器，其特征是：极靴（7）的内外侧面上均设置凹槽。

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