CN107859700A - 线性磁力缓速器 - Google Patents

Abstract

线性磁力缓速器是针对高速列车辅助制动提出的一种解决方案，其关键部件为磁体固定板组件，根据装配布置方式，加装纵向伸缩机构或横向伸缩机构及漏磁屏蔽板，其利用磁力耦合的原理辅助减速制动，可增设磨耗板，由摩擦制动和磁力耦合制动形成复合制动。根据线性磁力缓速器的结构不同，分为A型、B型、C型、和D型线性磁力缓速器。每种类型线性磁力缓速器根据其纵向伸缩机构或横向伸缩机构的不同，又分为滚珠丝杠型、滑动丝杠型、沟槽凸轮型、流体调节型、杠杆机构调节型等子类型。线性磁力缓速器的应用领域不仅仅限于高速列车，普通客运列车、货运列车、地铁、轻轨和飞机等都可使用线性磁力缓速器来辅助减速制动。

Description

线性磁力缓速器

技术领域

辅助制动、铁路车辆和其它轨道车辆减速制动、飞机着陆滑跑减速制动、节能减排。

背景技术

目前中国正处于技术变革、产业变革活跃期的初期，铁路车辆作为一项经济支柱产业，也正在进行技术变革，高速列车的发展也急需先进技术来完善其性能，航母飞机的短距着陆也需要先进技术，淘汰老旧技术，提升装备性能、节能减排是迫在眉睫的一项任务。

目前已有技术：电磁轨道制动装置和线性电磁涡流制动装置。电磁轨道制动装置利用电磁铁，通电后吸压在钢轨上，摩擦制动，耗能。线性电磁涡流制动装置利用电磁铁，通电后在钢轨上产生交变涡流，涡流损耗使动能转化为热能散失掉，达到减速制动目的，此种技术要消耗大量电能，发热严重。

本人先前曾提出几种磁力缓速器的技术方案，有异曲同工之妙，可供参阅。

发明内容

本发明针对高速列车辅助制动装置，提出了线性磁力缓速器的解决方案。根据线性磁力缓速器的结构不同，分为A型线性磁力缓速器、B型线性磁力缓速器、C型线性磁力缓速器和D型线性磁力缓速器。每种类型线性磁力缓速器根据其纵向伸缩机构或横向伸缩机构的不同，又分为滚珠丝杠型、滑动丝杠型、沟槽凸轮型、流体调节型、杠杆机构调节型等子类型。

线性磁力缓速器与线性电磁涡流制动装置的原理相近，线性磁力缓速器以永磁体产生的永磁磁场取代现有的线性电磁涡流制动装置技术利用通电电枢绕组产生的感应磁场，从而提升了辅助制动性能，节约电能并且简化了缓速器结构，有利于缓速器的轻量化。

线性磁力缓速器的应用领域不仅仅限于高速列车，普通客运列车、货运列车、地铁、轻轨和飞机等都可使用线性磁力缓速器来辅助减速制动。

附图说明

图1、图2、图3所示为线性磁力缓速器的原理图。图1为主视图，图中标号1为永磁体，2为屏蔽板，3为磁体定位板，以标号1、2、3为主体的零件再加上紧固螺钉等组成了磁体固定板组件。图2为A-A剖视图，图中清楚示出了N极和S极永磁体交替排列，用以产生交替变化的永磁磁场。图3为B向视图，因钢轨较窄，所以永磁体单列排列，当用于飞机时，可多列排列，用于飞机在航母上的短距着陆滑跑减速制动，民用飞机使用时，可于跑道上铺设一层薄钢板即可。

图4、图5所示为滚珠丝杠型A型线性磁力缓速器，图中由标号12滚珠丝杠组件和标号13驱动电机组成纵向伸缩机构，增加了磨耗板9用以摩擦制动，磨耗板9采用非铁磁性材料。减速制动时，纵向伸缩机构控制磁体固定板组件向下运动，将磨耗板9压紧在钢轨上，磁体固定板组件上的永磁体形成相对变化的永磁磁场，永磁磁场在钢轨上造成感应涡流，交替变化的涡电流产生感应磁场，感应磁场和永磁磁场相互耦合形成磁力耦合制动，而磨耗板9与钢轨表面形成摩擦制动，磁力耦合制动和摩擦制动组合成为一种复合制动。图5所示为D-D剖视图，磁体固定板组件的长度和纵向伸缩机构的组数根据需要确定。

图6所示为滚珠丝杠型B型线性磁力缓速器，相对于图4所示的结构方案增加了漏磁保护装置。漏磁保护装置由横向伸缩机构和漏磁屏蔽板8组成。横向伸缩机构由标号5滚珠丝杠组件和标号6驱动电机等组成。减速制动时，横向伸缩机构将漏磁屏蔽板8移开，使磁力耦合发挥作用。

图7所示为滚珠丝杠型C型线性磁力缓速器，用于低悬挂，直接由磁体固定板组件和漏磁保护装置组成。此种技术方案对装配精度要求高。

图8所示为滚珠丝杠型D型线性磁力缓速器，用于高悬挂，直接由磁体固定板组件和纵向伸缩机构组成。在不进行减速制动时，磁体固定板组件远离钢轨，磁力耦合制动不发挥作用。

图9所示为滚珠丝杠型B型线性磁力缓速器对称布置的方案，采用两列磁体固定板组件的结构类型，左右两侧的横向伸缩机构共用一个驱动电机。由于铁路轨道有两根钢轨，所以使用线性磁力缓速器对称布置以增大辅助制动效果。其它类型的线性磁力缓速器均可采用对称布置的方案。

图10所示为滑动丝杠型B型线性磁力缓速器，图11所示为滑动丝杠型D型线性磁力缓速器，滑动丝杠型线性磁力缓速器的其它结构类型同滚珠丝杠型线性磁力缓速器的的各种子类型，只是将滚珠丝杠组件替换为滑动丝杠组件。图中标号22、25为滑动丝杠组件。

图12所示为沟槽凸轮型B型线性磁力缓速器，图13所示为沟槽凸轮型D型线性磁力缓速器，沟槽凸轮型线性磁力缓速器的其它结构类型同滚珠丝杠型线性磁力缓速器的的各种子类型，只是将滚珠丝杠组件替换为沟槽凸轮组件。图中标号32、35为沟槽凸轮组件。

图14所示为流体调节型A型线性磁力缓速器，图15所示为流体调节型B型线性磁力缓速器，图16所示为流体调节型C型线性磁力缓速器，图17所示为流体调节型D型线性磁力缓速器，流体调节型线性磁力缓速器的各种子类型同滚珠丝杠型线性磁力缓速器的各种子类型，只是将驱动电机和滚珠丝杠组件替换为液压缸或气缸。图中标号10、11为液压缸或气缸。

图18所示为流体调节型B型线性磁力缓速器对称布置的一种方案，采用两列磁体固定板组件的结构类型，左右两侧的横向伸缩机构共用一个双作用液压缸或气缸。

线性磁力缓速器使用的纵向伸缩机构或横向伸缩机构还可以使用杠杆机构，根据应用设备的总布置形式，设计合理的杠杆机构，控制磁体固定板组件的升降或漏磁屏蔽板8的横向运动。纵向伸缩机构或横向伸缩机构使用杠杆机构的线性磁力缓速器称之为杠杆机构调节型线性磁力缓速器。杠杆机构可以使用平面杠杆机构，也可以使用空间杠杆机构，杠杆机构的驱动可以使用液压、气动或电动。

线性磁力缓速器使用的纵向伸缩机构或横向伸缩机构的各种类型还可以混合使用，具体应用时可根据需要灵活设计。

具体实施方式

线性磁力缓速器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。磁体、轴承、滚珠丝杠、液压缸、气缸等均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工即可。

线性磁力缓速器要想成功应用，必须具备以下条件：(1)制动力标定——建立完备的测试台架，以完成系列化产品的标定从而便于匹配不同的制动需求。(2)合理设计布置方案——根据不同用途，合理选型，采用合适的安装固定方案。(3)远程控制系统程序设计——根据设备使用工况，合理设计动作流程，防止次生危害。

Claims (10)

1.A型线性磁力缓速器的结构方案——其特征是由磁体固定板组件、纵向伸缩机构和磨耗板等组成，减速制动时，纵向伸缩机构控制磁体固定板组件向下运动，将磨耗板压紧在工作面上，磁体固定板组件上的永磁体形成相对变化的永磁磁场，相对变化的永磁磁场在工作面上造成感应涡流，交替变化的涡电流产生感应磁场，感应磁场和永磁磁场相互耦合形成磁力耦合制动，而磨耗板与工作面形成摩擦制动，磁力耦合制动和摩擦制动组合成为一种复合制动，磁体固定板组件的长度和纵向伸缩机构的组数根据需要确定。

2.B型线性磁力缓速器的结构方案——其特征是由磁体固定板组件、纵向伸缩机构、横向伸缩机构、漏磁屏蔽板和磨耗板等组成，减速制动时，横向伸缩机构移开漏磁屏蔽板，使永磁磁场发挥作用，纵向伸缩机构控制磁体固定板组件向下运动，将磨耗板压紧在工作面上，磁体固定板组件上的永磁体形成相对变化的永磁磁场，相对变化的永磁磁场在工作面上造成感应涡流，交替变化的涡电流产生感应磁场，感应磁场和永磁磁场相互耦合形成磁力耦合制动，而磨耗板与工作面形成摩擦制动，磁力耦合制动和摩擦制动组合成为一种复合制动，磁体固定板组件的长度、横向伸缩机构和纵向伸缩机构的组数根据需要确定。

3.C型线性磁力缓速器的结构方案——其特征是由磁体固定板组件、横向伸缩机构和漏磁屏蔽板等组成，减速制动时，横向伸缩机构移开漏磁屏蔽板，使永磁磁场发挥作用，磁体固定板组件上的永磁体形成相对变化的永磁磁场，相对变化的永磁磁场在工作面上造成感应涡流，交替变化的涡电流产生感应磁场，感应磁场和永磁磁场相互耦合形成磁力耦合制动，磁体固定板组件的长度和横向伸缩机构的组数根据需要确定，此种线性磁力缓速器的安装位置距离工作面很近，但与工作面无接触。

4.D型线性磁力缓速器的结构方案——其特征是由磁体固定板组件和纵向伸缩机构等组成，减速制动时，纵向伸缩机构控制磁体固定板组件向下运动，使磁体固定板组件靠近工作面，并使二者保持一定间隙，磁体固定板组件上的永磁体形成相对变化的永磁磁场，相对变化的永磁磁场在工作面上造成感应涡流，交替变化的涡电流产生感应磁场，感应磁场和永磁磁场相互耦合形成磁力耦合制动，磁体固定板组件的长度和纵向伸缩机构的组数根据需要确定，此种线性磁力缓速器的安装位置距离工作面很远，非减速制动状态时，磁体距离工作面很远，不会形成磁力耦合制动。

5.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4所述的线性磁力缓速器，其特征是使用磁体固定板组件，磁体固定板组件上装配有交替排列的N极磁体和S极磁体。

6.根据权利要求1、权利要求2、权利要求4所述的线性磁力缓速器，其特征是使用纵向伸缩机构，纵向伸缩机构的作用是保证磁体固定板组件可以做升降运动，纵向伸缩机构可以用电机驱动滚珠丝杠组件或滑动丝杠组件或沟槽凸轮组件来实现，纵向伸缩机构也可以用液压缸或气缸通过活塞的伸缩来实现，纵向伸缩机构还可以用杠杆机构来实现，杠杆机构的驱动可以用液压或气动或电动。

7.根据权利要求1、权利要求2所述的线性磁力缓速器，其特征是使用磨耗板，磨耗板的主要作用是与工作面之间形成摩擦制动，磨耗板的次要作用是防止磁体固定板组件与工作面之间直接接触。

8.根据权利要求2、权利要求3所述的线性磁力缓速器，其特征是使用横向伸缩机构，横向伸缩机构的作用是保证漏磁屏蔽板可以做横向运动，横向伸缩机构可以用电机驱动滚珠丝杠组件或滑动丝杠组件或沟槽凸轮组件来实现，横向伸缩机构也可以用液压缸或气缸通过活塞的伸缩来实现，横向伸缩机构还可以用杠杆机构来实现，杠杆机构的驱动可以用液压或气动或电动。

9.根据权利要求2、权利要求3所述的线性磁力缓速器，其特征是使用漏磁屏蔽板，漏磁屏蔽板的作用是屏蔽永磁磁场，使线性磁力缓速器在非减速制动工况时不会产生漏磁危害和磁力耦合制动。

10.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4所述的工作面，是与线性磁力缓速器匹配的设备表面，此工作面可以是铁路钢轨表面、航母甲板表面或飞机跑道上铺设的钢板表面等，此工作面必须是导体制造，此工作面的作用是形成感应涡电流或摩擦，对于形成感应涡电流来说，此工作面必须有一定的厚度。