CN110005738B - 一种用于轨道交通的磁力弹簧 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于轨道交通的磁力弹簧，包括支架，包括若干磁性元件并在所述转向架上由下至上依次堆叠，相邻的磁性元件之间相对的面为相同磁极，最上层的所述磁性元件上方固定有摇枕，所述摇枕还连接有中心销，所述中心销穿过若干所述磁性元件并延伸至所述转向架的下方，本申请提供的用于轨道交通的磁力弹簧，具有结构紧凑，承载能力强，减震效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通的减震领域，具体涉及一种用于轨道交通的磁力弹簧。
背景技术
减震器被用于通过吸收在行驶或停止过程中产生的振动来改善行驶舒适性。传统的减震器大多包括弹性体弹簧以及能相对于弹性体弹簧运动的减震器质量。为了减震，弹性体弹簧被牢固连接至振动部件。当被连接至减震器的部件运动时，减震器质量有一定滞后地共振。由此使弹性体弹簧处于运动中，从而获得基于在弹性体弹簧内产生的摩擦的阻尼效果。
轨道交通的自重较大，且负载较重，因此使用的弹簧等阻尼减震系统因为阻尼发热造成结构老化快，寿命短，而且为了满足较大的负载需要，需要占用较大的空间，束缚了轨道交通的轻量化、结构紧凑化的设计进程；空气弹簧需要在空况下进行维护，因此维护也十分麻烦，综上，上述的传统减震系统无法满足现有的轨道交通的设计需要。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种用于轨道交通的磁力弹簧，具有结构紧凑，承载能力强，减震效果好的优点。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种用于轨道交通的磁力弹簧，包括转向架，所述转向架上由下至上依次堆叠有若干磁性元件，相邻的磁性元件之间相对的面为相同磁极，最上层的所述磁性元件上方固定有摇枕，所述摇枕还连接有中心销，所述中心销穿过若干所述磁性元件并延伸至所述转向架的下方。
优选的，所述转向架上沿垂直方向固定有往复直线运动机构，所述往复直线运动机构的另一端连接在所述摇枕上或固定有摇枕的磁性元件上。
优选的，所述磁性元件包括第一磁性元件和第二磁性元件，所述第一磁性元件固定在所述转向架上，所述第二磁性元件位于所述第一磁性元件的正上方。
优选的，所述磁性元件具体为钐钴材料制成的磁性元件。
优选的，所述磁性元件的水平方向上的轮廓与所述转向架内水平方向的空间轮廓匹配。
优选的，相邻所述磁性元件在垂直方向上的距离大于或等于15mm。
优选的，所述磁性元件为每平方厘米承载力大于或等于1.8kg的磁性元件，每一所述磁性元件均为最大承载力大于或等于35kN的磁性元件。
优选的，所述中心销的轴线位于所述转向架的对称中心线上。
优选的，所述磁性元件绕所述中心销的轴线呈中心对称形状设置。
优选的，所述转向架包括左右两个U型支架，所述U型支架开口向上，所述磁性元件堆叠在所述U型支架的凹槽内。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
本申请公开一种用于轨道交通的磁力弹簧，设置在转向架上并用于对轨道交通工具进行减震，包括若干堆叠的磁性元件，最上方的磁性元件上固定有摇枕，所述摇枕可以在磁性元件上方沿竖直方向往复运动，摇枕的下表面固定有中心销，所述磁性元件上设有通孔，所述中心销贯通穿过若干磁性元件并延伸至转向架下方。所述中心销的下端面用于连接承载轨道交通的连接件。
相邻的磁性元件之间相对的面为相同磁极，因此相邻的磁性元件相互排斥，中心销将垂直方向的震动传递至磁性元件，磁性元件之间在磁场的磁性立作用下往复振动，从而传递中心销下方承载的轨道交通系统的震动。
本申请公开的磁性弹簧具有结构简单，布局紧凑的优点，与传统的弹簧或空气弹簧相比，通过磁性元件的磁场力达到体积小，结构简单的技术效果，同时通过多个磁性元件的磁场力叠加作用压缩弹簧行程，同时还可以具有较强的承载能力和减震效果。
附图说明
图1为本发明侧视图的结构示意图；
图2为本发明俯视图的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，一种用于轨道交通的磁力弹簧，包括转向架1，所述转向架1包括两个相互平行设置的U型支架，所述U型支架开口向上，且其转向架1的底部为水平设置的平面，在所述两个U型支架的底部之间固定有底面2，所述底面2上由下至上依次堆叠有若干磁性元件，相邻的两个磁性元件之间相对的面的磁极相同。
所述磁性元件包括固定在所述转向架1的底面2上的第一磁性元件5和堆叠在第一磁性元件5上方的若干第二磁性元件7。本申请中所述的“磁性元件”是指包括第一磁性元件5、第二磁性元件7的总称，由于其具有相同的结构、材料和性能，故此不一一说明。
磁性元件上方设置有连接装置，连接装置包括位于转向架1上方，包括可沿竖直方向往复运动的摇枕3和固定在摇枕3底面的中心销6，所述中心销6向下穿过第一磁性元件5和第二磁性元件7，并延伸至转向架1的底面2下方，所述中心销6为用于承载轨道交通的连接件。
所述磁性元件的数量大于或等于2，作为本申请的优选方案，在第一磁性元件5和摇枕3之间还堆叠有3-4片与所述第一磁性元件5结构相同的第二磁性元件7。
当中心销底部连接有轨道交通工具时，轨道交通工具的自重通过摇枕传递在磁性元件上，磁性元件之间的磁场力提供弹性力，用于传递中心销下方的承载的轨道交通工具在运行过程中的震动。
所述转向架1内垂直方向上还设有若干个往复直线运动机构4，具体为一种液压缸或气缸，所述往复直线运动机构4沿所述中心销6的轴线中心对称竖直设置，其一端固定在转向架1的底面2上，一端固定在所述摇枕3上或固定有摇枕3的磁性元件上，当磁性元件往复振动时，往复直线运动机构4的阻尼可以吸收磁性弹簧之间的往复运动的势能，改善磁力弹簧的减震效果。
所述磁性元件具体为钐钴材料制成的稀土永磁磁性元件，所述钐钴永磁磁性元件的磁场密度强，磁搅拌力度大，本申请公开的磁性元件每平方厘米承载力大于等于1.8kg，并优选为每平方厘米承载力等于2kg，单片磁性元件的最大承载力大于35kN，用以满足结构紧凑、受力强度大的技术需要。
所述磁性元件的水平方向上的轮廓与所述转向架1的水平方向上的内部空间轮廓匹配，现有的磁性元件往往采用圆形件，由于转向架1中存在较多的剩余空间，为了充分利用转向架1内部的有效空间，提升本申请公开的磁力弹簧的受力性能，所述磁性元件的轮廓与转向架1内水平方向上的空间轮廓匹配，为了保证磁性元件的受力均衡，所述磁性元件的水平方向上的轮廓绕所述中心销的轴线呈中心对称形状。
由于钐钴材料的磁性元件具有易碎，易裂的特性，为了保证磁性元件不会因为外力和惯性作用相互碰撞，相邻所述磁性元件在垂直方向上的距离大于或等于15mm，以保证单片磁性元件收到的冲击力或承载力大于或等于2.5吨时，惯性作用仍能够保持相邻的所述磁性元件在相对安全的距离范围内。
本申请公开的磁力弹簧在承载一辆轴重5吨的交通工具的情况下，其中单一磁性元件的垂向钢度在0.3-0.5MN/m2，在运行过程中收到交通工具自重带来的垂向冲击力时，其垂向加速度值的求导结果为2.5，具有良好的耐冲击性能，使用该磁力弹簧的轨道交通工具具有运行平稳，震动小的优点。
磁力弹簧的弹性介质为磁场，因此磁力弹簧在往复运动时不会产生热量，无安全隐患，且钐钴材料制成的磁性元件在开路状态下能长期保留较高的剩磁，因此具有使用寿命长，无须频繁维护的优点。且本申请公开的磁力弹簧的水平面积增加，可以最大限度的利用转向架内的截面空间。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于轨道交通的磁力弹簧，设置在转向架上，其特征在于，包括若干磁性元件并在所述转向架上由下至上依次堆叠，相邻的磁性元件之间相对的面为相同磁极，最上层的所述磁性元件上方固定有摇枕，所述摇枕还连接有中心销，所述中心销穿过若干所述磁性元件并延伸至所述转向架的下方；
所述磁性元件的水平方向上的轮廓与所述转向架内水平方向的空间轮廓匹配；
所述中心销的轴线位于所述转向架的对称中心线上；
所述转向架内垂直方向上还设有若干个往复直线运动机构，所述往复直线运动机构沿所述中心销的轴线中心对称竖直设置，其一端固定在转向架的底面上，一端固定在所述摇枕上或固定有摇枕的磁性元件上；
所述磁性元件绕所述中心销的轴线呈中心对称形状设置；
所述转向架包括左右两个U型支架，所述U型支架开口向上，所述磁性元件堆叠在所述U型支架的凹槽内。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的磁力弹簧，其特征在于，所述磁性元件包括第一磁性元件和第二磁性元件，所述第一磁性元件固定在所述转向架上，所述第二磁性元件位于所述第一磁性元件的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的磁力弹簧，其特征在于，所述磁性元件具体为钐钴材料制成的磁性元件。
4.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的磁力弹簧，其特征在于，相邻所述磁性元件在垂直方向上的距离大于或等于15mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的磁力弹簧，其特征在于，每一所述磁性元件均为最大承载力大于或等于35kN的磁性元件。
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