CN109137644B - 一种永磁悬浮轨道装配工装及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁悬浮轨道装配工装及其装配方法，包括固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块，所述固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块均为非磁性物件，所述固定支架包括底板、顶板、挡板和滑杆，所述底板的左右两侧设有连接槽，磁悬浮轨道单元底部的连接拉杆座的下端穿过连接槽并通过螺栓穿过连接拉杆座下端预先设置好的通孔与底板固定连接，所述底板的左右两侧分别设有顶板和挡板，所述滑动组件包括小压板、大压板、滑块和顶杆，所述小压板、大压板和滑块的两侧与滑杆滑动连接并且能够来回移动。本发明能够完成永磁悬浮轨道单元的磁体装配，代替了部分的人手操作，提高了安全性能，并且保证了实现装配的可能性。

Description

一种永磁悬浮轨道装配工装及其装配方法

技术领域

本发明涉及永磁悬浮轨道交通技术领域，特别涉及一种永磁悬浮轨道装配工装及其装配方法。

背景技术

磁悬浮技术是利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。目前主要有电磁悬浮、超导抗磁悬浮和永磁悬浮三大种类。其中以永磁悬浮的连续性、安全性、低维护成本、节能高效等优点为最佳之选，且符合中国的国情，具备资源优势。

海尔贝克阵列（Halbach Array）是一种磁体组合结构，是工程上的近似理想结构，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。它的特殊意义体现在，使磁场中一侧的阵列排列较强，另一侧的阵列近乎为零。

永磁悬浮技术的核心原理是海尔贝克阵列的运用。

永磁体是实现永磁悬浮技术运用的基础，尤其涉及公共交通安全，电机轴承、家用电器的使用寿命及其经济节能等问题，开发具备大磁矩、一致性优越、使用寿命长、耐蚀性好、抗退磁能力强、温度系数低等综合性能的专用永磁体，具有重要的实际意义。

如图10所示，现有的磁悬浮轨道单元100的结构包括两侧的夹板101、位于磁悬浮轨道单元100底部的隔磁板组成102和位于隔磁板组成102底部的连接拉杆座103，连接拉杆座103的下端设有通孔104，夹板101为普通钢板，永磁体充磁以后，磁体与磁体之间、磁体与其他铁磁性物体之间的作用力非常巨大（至少数百公斤的力，包括同性磁体之间的排斥力，磁体与磁轨单元上的钢板之间的吸引力，以及不同充磁方向的磁体之间的扭转力）。要实现按海尔贝克永磁阵列对现有的磁悬浮轨道单元100进行磁体的排布装配，难度极高，且危险系数大（如果不慎被磁体翻转或者吸引砸到手指，可造成粉碎性骨折），因此对现有的磁悬浮轨道单元100进行磁体的装配，完全依靠手工的力量是无法完成的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种永磁悬浮轨道装配工装及其装配方法，能够实现按海尔贝克阵列的方式完成永磁悬浮轨道单元的磁体装配，部分代替了人手操作，提高了安全性能。

为实现上述目的，本发明提出了一种永磁悬浮轨道装配工装，包括固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块，所述固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块均为非磁性物件，所述固定支架包括底板、顶板、挡板和滑杆，所述底板的左右两侧设有连接槽，磁悬浮轨道单元的底部与底板相贴合，磁悬浮轨道单元底部的连接拉杆座的下端穿过连接槽通过螺栓穿过连接拉杆座下端的通孔与底板固定连接，所述底板的左右两侧分别设有顶板和挡板，所述滑杆的两端分别与顶板和挡板通过紧固螺母连接，所述滑动组件包括小压板、大压板、滑块和顶杆，所述小压板、大压板和滑块依次从左至右排列，所述小压板、大压板和滑块的两侧与滑杆滑动连接并且能够来回移动，所述顶杆的左端穿过挡板与滑块连接，所述小压板、大压板和滑块上均设有若干个压紧件，所述压紧件穿透小压板、大压板和滑块，所述大定位块上设有若干个大固定孔，所述小定位块上设有若干个小定位孔，通过大压板、小压板和滑杆的相互配合作用，分别对小定位块和永磁体进行固定，提高了装配前的稳定性，保证永磁体在装配前不能随意移动而影响装配的效果，通过大压板、小压板、滑杆和滑块的相互配合作用，提高了装配时的稳定性，保证永磁体能够准确稳定的进行装配。

作为优选，所述大定位块的长度为小定位块长度的3-5倍，小定位块的尺寸根据实际需要的永磁体的尺寸进行设置，小定位块的尺寸永磁体的尺寸一致，在对磁悬浮轨道单元进行装配时，可以增加推动永磁体的便利性，否则需要多个小定位块进行排列，耗时长而且推动时容易发生倾斜现象，降低装配效率。

作为优选，所述固定支架、滑动组件为不锈钢材料制成，所述大定位块和小定位块为环氧树脂制成，固定支架、滑动组件用不锈钢材料制成，强度高、压力大，提高装配时的稳定性，对小定位块和永磁体进行固定，环氧树脂制成的大定位块和小定位块强度比不锈钢材料低，在与永磁体直接接触时对永磁体进行保护，防止对永磁体造成伤害。

作为优选，所述顶杆的右端设有顶杆头，所述顶杆与顶杆头焊接，所述顶杆为螺纹杆、丝杆或通过直线电机、气缸、液压缸等可实现推动磁体发生移动的其他装置，所述顶杆与挡板螺纹连接，顶杆为螺纹杆时，顶杆头可以为六角形圆柱螺母套设在顶杆的一端与顶杆焊接，使用扳手夹紧顶杆头带动顶杆进行旋转移动；顶杆头也可以为六角形圆柱螺母的一侧与顶杆的一端焊接，采用T字形手摇插入螺母内进行旋转移动，安全性高，顶杆移动的距离控制准确；顶杆为丝杆时，顶杆的左端设有底座，底座与滑块的下端焊接，顶杆的中间端套接有螺母，螺母的外壁与挡板焊接，顶杆的右端焊接有L形手摇杆，在旋转L形手摇杆时，L形手摇杆带动顶杆，顶杆带动滑块进行移动，在退出来时不需要用手推动滑块移动，只靠丝杆转动就可退出，提高了工作效率；也可以用直线电机配合螺母推进或气缸、液压缸通过挡板的螺纹孔，将顶杆进行推进，顶杆推进转动的形式多样，适应性强，工作效率高。

作为优选，所述滑块为“T”字型，所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块的中间下侧设有第二滑块，所述第二滑块的中间设有沉孔，所述顶杆的左端与沉孔间隙配合连接，“T”字型滑块的设置，第二滑块与顶杆通过沉孔间隙连接，方便滑块与顶杆的连接和拆卸，若其中一个部件损坏可以更换新的部件而不用更换整体的滑块和顶杆，节省成本，滑块与顶杆的同时作用对大定位进行推动和移动，推动方便快捷。

作为优选，所述固定支架还设有固定组件，所述固定组件包括上固定板、下固定板和拉拔螺栓，所述滑杆穿过上固定板的下侧，所述下固定板位于底板的下侧，所述上固定板和下固定板通过拉拔螺栓固定连接，固定组件的设置提升了固定支架装配时的稳定性，还能够对装配时的永磁体起到一定的固定压紧作用，上固定板和下固定板通过拉拔螺栓固定连接，方便调整上固定板和下固定板之间的距离进行固定连接，适应不同高度的永磁体的装配，适应性强。

本发明提出了一种永磁悬浮轨道装配工装的装配方法，其包括如下步骤：

1）首先空出第一组、第二组一侧的磁体位置，第一组、第二组其余磁体的位置放入小定位块并对小定位块进行固定；

2）往第二组一侧的磁体位置放入一块已充磁的永磁体进行固定；

3）在第三至第八组一侧的磁体位置从左至右依次放入若干个大定位块，通过顶杆推动滑块，滑块推动大定位块将第一块磁体推入第一组一侧的位置并固定；

4）取出预先放置在第一组和第二组另一侧的小定位块，在第二组一侧的磁体位置放入小定位块，然后在第二组另一侧的磁体位置按要求放入第二块充磁的永磁体，并按照与步骤3）相同的方法推入到位并固定；

5）取出紧贴第一组、第二组一侧的小定位块，然后在第二组、第三组另一侧位置、第三组一侧磁体位置放入小定位块并进行固定，在紧贴第三组一侧的位置放入已充磁的永磁体，并按照与步骤5）相同的方法推入到位并固定；

6）按照相同方法依次完成除最后一组之外的其他组磁体的装配；

7）在工装底板的一端利用若干个大定位块或小定位块的排列定位组合形成推送通道，再按上述方法完成最后一组磁体的装配。

装配时每块永磁体进行单独分开装配，首先将永磁体装入磁悬浮轨道单元的两侧，永磁体与含有铁质的夹板相互吸引固定，产生聚磁的效果，然后再对磁悬浮轨道中间位置进行永磁体的装配，这样不管永磁体的方向如何放置都能够进行高效、安全的装配，降低了按照海尔贝克阵列的方式进行装配的难度，人手不会直接接触永磁体，大大提高了装配时的安全性能。

本发明的有益效果：通过设置底板、顶板、挡板、滑杆、小压板、大压板、滑块和顶杆，将永磁悬浮轨道单元放于底板上，通过小压板、大压板对永磁悬浮轨道单元内的小定位块、永磁体进行固定，顶杆带动滑块移动，滑块带动大定位块移动对永磁体进行装配，能够有效解决充磁后的永磁体按照海尔贝克阵列的方式进行磁体排列组装的技术问题，具有高效、安全、省力，不造成永磁体缺边掉角或其它形式破坏的特点，能够为永磁悬浮轨道的组装提供一种可靠有效的解决方案，部分代替了人手操作，提高了安全性能。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图一。

图2是本发明实施例的结构示意图二。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是本发明实施例的结构示意图三。

图5是本发明实施例的结构示意图四。

图6是本发明实施例的结构示意图五。

图7是本发明实施例的结构示意图六。

图8是本发明实施例的结构示意图七。

图9是本发明实施例的结构示意图八。

图10是本发明实施例的结构示意图九。

图11是顶杆为丝杆时的结构示意图。

图中：1-固定支架、2-滑动组件、3-大定位块、4-小定位块、5-永磁体、11-底板、12-顶板、13-挡板、14-滑杆、15-固定组件、21-小压板、22-大压板、23-滑块、24-顶杆、25-压紧件、31-大固定孔、41-小定位孔、100-磁悬浮轨道单元、101-夹板、102-隔磁板组成、103-连接拉杆座、104-通孔、111-连接槽、151-上固定板、152-下固定板、153-拉拔螺栓、231-第一滑块、232-第二滑块、233-螺纹孔、241-顶杆头、242-底座、243-螺母、244-L形手摇杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1至图11所示，本发明提供一种永磁悬浮轨道装配工装，包括固定支架1、滑动组件2、大定位块3和小定位块4，所述固定支架1、滑动组件2、大定位块3和小定位块4均为非磁性物件，所述固定支架1包括底板11、顶板12、挡板13和滑杆14，所述底板11的左右两侧设有连接槽111，磁悬浮轨道单元100的底部与底板11相贴合，磁悬浮轨道单元100底部的连接拉杆座103的下端穿过连接槽111通过螺栓穿过通孔104与底板11固定连接，所述底板11的左右两侧分别设有顶板12和挡板13，所述滑杆14的两端分别与顶板12和挡板13通过紧固螺母5连接，所述滑动组件2包括小压板21、大压板22、滑块23和顶杆24，所述小压板21、大压板22和滑块23依次从左至右排列，所述小压板21、大压板22和滑块23的两侧与滑杆14滑动连接并且能够来回移动，所述顶杆24的左端穿过挡板13与滑块23连接，所述小压板21、大压板22和滑块23上均设有若干个压紧件25，所述压紧件25穿透小压板21、大压板22和滑块23，所述大定位块3上设有若干个大固定孔31，所述小定位块4上设有若干个小定位孔41，本实施例中的压紧件25为压紧螺栓，压紧螺栓能够对大压板22和滑块23的两侧与滑杆14滑动连接并且能够来回移动，所述顶杆24的左端穿过挡板13与滑块23连接，所述小压板21、大压板22和滑块23进行螺纹上下旋转，对小定位块4、永磁体5和大定位块3进行旋紧。

进一步的，所述大定位块3的长度为小定位块4长度的3-5倍，小定位块4的尺寸根据实际需要的永磁体的尺寸进行设置，小定位块4的尺寸永磁体的尺寸一致，在对磁悬浮轨道单元100进行装配时，可以增加推动永磁体的便利性，否则需要多个小定位块4进行排列，耗时长而且推动时容易发生倾斜现象，降低装配效率。

进一步的，所述固定支架1、滑动组件2为不锈钢材料制成，所述大定位块3和小定位块4为环氧树脂制成，固定支架1、滑动组件2用不锈钢材料制成，强度高、压力大，提高装配时的稳定性，对小定位块4和永磁体进行固定，环氧树脂制成的大定位块3和小定位块4强度比不锈钢材料低，在与永磁体直接接触时对永磁体进行保护，防止对永磁体造成伤害。

进一步的，所述顶杆24的右端设有顶杆头241，所述顶杆24与顶杆头241焊接，所述顶杆24为螺纹杆、丝杆或通过直线电机、气缸、液压缸等可实现推动磁体发生移动的其他装置，所述顶杆24与挡板13螺纹连接，顶杆24为螺纹杆时，顶杆头241可以为六角形圆柱螺母套设在顶杆24的一端与顶杆24焊接，使用扳手夹紧顶杆头241带动顶杆24进行旋转移动，顶杆头241也可以为六角形圆柱螺母的一侧与顶杆24的一端焊接，采用T字形手摇插入六角形圆柱螺母内进行旋转移动，安全性高，顶杆24移动的距离控制准确；顶杆24为丝杆（如图11所示）时，顶杆24的左端设有底座242，底座242与滑块23的下端焊接，顶杆24的中间端套接有螺母243，螺母243的外壁与挡板13焊接，顶杆24的右端焊接有L形手摇杆244，在旋转L形手摇杆244时，L形手摇杆244带动顶杆24，顶杆24带动滑块23进行移动，在退出来时不需要用手推动滑块移动，只靠丝杆转动就可退出，提高了工作效率，也可以用直线电机配合螺母推进或气缸、液压缸通过挡板13的螺纹孔，将顶杆24进行推进，顶杆24推进转动的形式多样，适应性强，工作效率高。

进一步的，所述滑块23为“T”字型，所述滑块23包括第一滑块231和第二滑块232，所述第一滑块231的中间下侧设有第二滑块232，所述第二滑块232的中间设有沉孔233，所述顶杆24的左端与沉孔233连接，“T”字型滑块23的设置，第二滑块232与顶杆24通过沉孔233间隙配合连接，方便滑块23与顶杆24的连接和拆卸，若其中一个部件损坏可以更换新的部件而不用更换整体的滑块23和顶杆24，节省成本，滑块23与顶杆24的同时作用对大定位3进行推动和移动，推动方便快捷。

更进一步的，所述固定支架1还设有固定组件15，所述固定组件15包括上固定板151、下固定板152和拉拔螺栓153，所述滑杆14穿过上固定板151的下侧，所述下固定板152位于底板11的下侧，所述上固定板151和下固定板152通过拉拔螺栓153固定连接，固定组件15的设置提升了固定支架1装配时的稳定性，还能够对装配时的永磁体5起到一定的固定压紧作用，上固定板151和下固定板152通过拉拔螺栓153固定连接，方便调整上固定板151和下固定板152之间的距离进行固定连接，适应不同高度的永磁体5的装配，适应性强。

本发明实施例的装配方法，主要分为以下几个步骤：

1）首先松开拉拔螺栓153上的螺母，将下固定板152、上固定板151、拉拔螺栓153全都取下，再将挡板13连带顶杆12一起卸下，再依次取下滑块23、大压板22和小压板21，将待安装的磁悬浮轨道单元放入工装内，使磁悬浮轨道单元的连接拉杆座103与工装的底板11上的连接槽111贴合放置，并通过连接拉杆座103上的通孔穿入对应大小的螺栓，这么做起定位作用，使磁轨单元在安装过程中不至于因为充磁永磁体5的巨大作用力而发生偏移，如图2所示，然后将滑块23、小压板21和大压板22分别穿入滑杆5，将小压板21、大压板22和滑块23推向滑杆5的左侧，使用紧固螺钉将挡板13紧固在底板11上，将顶杆12穿入挡板13内进行固定；

2）转动顶杆12，将其退出到挡板13一侧，将滑块23手动拉到挡板13的一侧，同时将小压板21和大压板22推到顶板2一侧，装上两组固定组件15，将位于左侧的固定组件15推到第三组磁体的正上方，利用拉拔螺栓153将上固定板151和下固定板152进行旋紧固定，如图4所示；

3）空出第一组、第二组的第一块磁体位置，第一组、第二组的第二块、第三块磁体的位置放入小定位块4，利用螺栓穿过磁悬浮轨道的一侧与小定位块4固定连接，对小定位块4进行水平固定，如图5所示；

4）将小压板21推到第一组、第二组的正上方，旋动小压板21上的压紧螺栓25，对小定位块4进行压紧，第一组、第二组的第一块磁体位置上方的压紧螺栓25松开；

5）往第二组第一块磁体位置放入一块已充磁的永磁体5，将大压板22盖在第二组第一块磁体的正上方，略微旋紧大压板22上对应的第二组第一块磁体的两颗压紧螺栓25，使其与磁体表面相贴合，防止其翻转或吸到外面的铁磁性物体，螺栓与磁体之间垫入塑料薄片，防止磁体镀层被破坏；

6）在第三至第八组第一块磁体的位置放入从左至右依次放入两块大定位块3，然后旋动顶杆12，顶杆12与滑块23沉孔连接后，顶杆12推动滑块23向左移动，滑块23推动大定位块3向左移动，大定位块3再推动位于第二组第一块磁体位置的永磁体5，这样将第一块磁体缓缓推入第一组第一块磁体位置，然后旋紧小压板21上面的压紧螺栓25，从磁轨单元的另一侧穿入螺栓，对第一块磁体进行固定，如图6所示；

7）松开小压板21上面对应于第一组第三块磁体的压紧螺栓25，取出预先放置在第一组和第二组的第三块磁体位置的小定位块4，拔出小定位块4上的螺栓，将磁轨单元另一侧的螺栓推入到第一组第二块磁体位置，在第二组第一块磁体位置放入一块小定位块4；

8）按照步骤5）的方法，在第二组第三块磁体位置按要求排布方向放入另一块已充磁的永磁体5，如图7所示，并按照与步骤6）同样的方法将第一组第三块永磁体5推入到位并固定；

9）将插入到磁轨单元第一组磁体位置的螺栓拉出，并松开小压板21上面对应于第一组第二块磁体和第二组第二块磁体的压紧螺栓25，释放第一组第二块磁体位置和第二组第二块磁体位置的小定位块4，并将其取出，在第二、三组第三块磁体、第三组第一块磁体位置各放入一块小定位块4，利用螺栓对小定位块4进行固定；

10）将滑块23及顶杆12退后一组的位置，将大定位块3退后与滑块23相接触，在第三组第二块磁体位置放入一块已充磁的永磁体5，按照与步骤6）同样的方法将第一组第二块永磁体5推入到位并固定，如图8所示；

11）按照上述步骤依次完成除最后一组之外的其他组磁体的装配；

12）在工装底板11的右端依次水平放入若干个大定位块3或小定位块4，位于工装底板11右端两侧的若干个大定位块3或小定位块4与磁轨单元100两侧的夹板101平齐，形成推送通道，如图9所示，再按上述方法完成最后一组磁体的装配，如图10所示。

与现有技术相比，本发明能够有效解决充磁后的永磁体按照海尔贝克阵列的方式进行磁体排列组装的技术问题，并且具有高效、安全、省力，不造成永磁体缺边掉角或其它形式破坏的特点，能够为永磁悬浮轨道的组装提供一种可靠有效的解决方案，同时代替了部分的人手操作，提高了安全性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种永磁悬浮轨道装配工装，其特征在于：包括固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块，所述固定支架、滑动组件、大定位块和小定位块均为非磁性物件，所述固定支架包括底板、顶板、挡板和滑杆，所述底板的左右两侧设有连接槽，磁悬浮轨道单元的底部与底板相贴合，磁悬浮轨道单元底部的连接拉杆座的下端穿过连接槽通过螺栓穿过连接拉杆座下端的通孔与底板固定连接，所述底板的左右两侧分别设有顶板和挡板，所述滑杆的两端分别与顶板和挡板通过紧固螺母连接，所述滑动组件包括小压板、大压板、滑块和顶杆，所述小压板、大压板和滑块依次从左至右排列，所述小压板、大压板和滑块的两侧与滑杆滑动连接并且能够来回移动，所述顶杆的左端穿过挡板与滑块连接，所述小压板、大压板和滑块上均设有若干个压紧件，所述压紧件穿透小压板、大压板和滑块，所述大定位块上设有若干个大固定孔，所述小定位块上设有若干个小定位孔；所述固定支架、滑动组件为不锈钢材料制成，所述大定位块和小定位块为环氧树脂制成。

2.如权利要求1所述的永磁悬浮轨道装配工装，其特征在于：所述大定位块的长度为小定位块长度的3-5倍，所述小定位块的尺寸与永磁体的尺寸一致。

3.如权利要求1所述的永磁悬浮轨道装配工装，其特征在于：所述顶杆的右端设有顶杆头，所述顶杆与顶杆头焊接，所述顶杆为螺纹杆、丝杆或通过直线电机、气缸、液压缸可实现推动磁体发生移动的装置，所述顶杆与挡板螺纹连接。

4.如权利要求1所述的永磁悬浮轨道装配工装，其特征在于：所述滑块为“T”字型，所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块的中间下侧设有第二滑块，所述第二滑块的中间设有沉孔，所述顶杆的左端与沉孔间隙配合连接。

5.如权利要求1所述的永磁悬浮轨道装配工装，其特征在于：所述固定支架还设有固定组件，所述固定组件包括上固定板、下固定板和拉拔螺栓，所述滑杆穿过上固定板的下侧，所述下固定板位于底板的下侧，所述上固定板和下固定板通过拉拔螺栓固定连接。

6.如权利要求1所述的永磁悬浮轨道装配工装的装配方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）首先空出第一组、第二组一侧的磁体位置，第一组、第二组其余磁体的位置放入小定位块并对小定位块进行固定；

2）往第二组一侧的磁体位置放入一块已充磁的永磁体进行固定；

3）在第三至第八组一侧的磁体位置从左至右依次放入若干个大定位块，通过顶杆推动滑块，滑块推动大定位块将第一块磁体推入第一组一侧的位置并固定；

4）取出预先放置在第一组和第二组另一侧的小定位块，在第二组一侧的磁体位置放入小定位块，然后在第二组另一侧的磁体位置按要求放入第二块充磁的永磁体，并按照与步骤3）相同的方法推入到位并固定；

5）取出紧贴第一组、第二组一侧的小定位块，然后在第二组、第三组另一侧位置、第三组一侧磁体位置放入小定位块并进行固定，在紧贴第三组一侧的位置放入已充磁的永磁体，并按照与步骤3）相同的方法推入到位并固定；

6）按照相同方法依次完成除最后一组之外的其他组磁体的装配；

7）在工装底板的一端利用若干个大定位块或小定位块的排列定位组合形成推送通道，再按上述方法完成最后一组磁体的装配。