CN110217259B - 一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，包括基本轨、固定座和两个制动轨；所述固定座包括底座、第一侧部和第二侧部；第一侧部和第二侧部分别固设在底座的两侧；第一侧部和第二侧部均包括上端部和下端部；所述底座上表面设有若干用于安装基本轨的安装槽；属于同一侧部的上端部和下端部之间安装有隔磁板；上端部通过通过导轨滑块机构连接有一可靠近和远离安装槽的制动轨，两个制动轨外侧均通过若干复位机构与第一侧部和第二侧部的外侧连接；两个下端部内均安装有一电磁铁。本发明所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，可替代原有的机械减速装置，高效准确的控制车辆的溜放速度，提升驼峰溜放的安全性、可靠性和环保性。

Description

一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器

技术领域

本发明属于铁路驼峰调速技术领域，尤其是涉及一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器。

背景技术

国内最早的车辆减速器是气动非重力式减速器，即我公司1977年参与研制并沿用至今的T.JK系列非重力式减速器。该型号用钢量大，风压调整器压力分级不够精细，现场维护不方便，逐渐被气动重力式减速器取代。气动重力式车辆减速器是目前国内应用最广泛、技术最成熟的驼峰编组调速设备，其主要优点是结构原理简单，动作快，控制简单。重力式减速器因杠杆比固定，制动力不可控，难以彻底避免轻车跳动造成的安全隐患。同时，气动重力式减速器需要配套空压机房、管路、专用的混凝土基础等，建设成本和维护成本较高。电动减速器采用电机驱动，但电气控制箱和电机传动部分的可靠性不够高，且成本略高。电液非重力式减速器是一种新型的减速器，不需要专用的混凝土基础，成本低，同时采用在保压状态下通过车轮挤压实现液压系统压力提高的制动方式，具有节能的突出优点，但制动力受到一定限制。

电磁式车辆减速器采用电磁力驱动，具有可靠性高、维护工作量小、噪音小和制动力可控等优点。电磁式车辆减速器为国内首创。按照技术系统进化规律，可控性好、可靠性高、维护量少的电磁式车辆减速器将成为车辆减速器新的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，以克服现有技术的缺陷，可替代原有的机械减速装置，高效准确的控制车辆的溜放速度，提升驼峰溜放的安全性、可靠性和环保性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，包括基本轨、固定座和两个制动轨；

所述固定座包括底座、第一侧部和第二侧部；第一侧部和第二侧部相互平行设置，且分别固设在底座的两侧；第一侧部和第二侧部均包括上端部和下端部；所述底座上表面设有若干用于安装基本轨的安装槽；属于同一侧部的上端部和下端部之间安装有隔磁板；上端部通过通过导轨滑块机构连接有一可靠近和远离安装槽的制动轨，两个制动轨外侧均通过若干复位机构与第一侧部和第二侧部的外侧连接；制动轨和固定座材质均为导磁材质；复位机构为弹簧复位机构；两个下端部内均安装有一电磁铁，每个电磁铁的两个磁极分别正对固定座的顶部和底部，且两个电磁铁的磁极相对。

进一步的，所述底座由若干成直线间隔设置的子支撑座构成；属于同一侧部的上端部下部和下端部构成两端敞口的中空方管状，中空部内安装有电磁铁。

进一步的，所有安装槽一一对应的分布在各子支撑座上，且它们均与第一侧部平行设置；两个上端部的上表面分别通过导轨滑块机构连接有一制动轨；制动轨底部距固定座底部的距离小于待安装的基本轨顶部距固定座底部的距离。

进一步的，导轨滑块机构包括设在上端部的上表面上的滑槽以及设在制动轨底部的滑块，滑块与滑槽通过光滑面滑动接触；滑块长度与滑槽长度相当，滑动宽度小于滑槽的宽度。

进一步的，所述复位机构包括U形壳体、带螺纹销轴、弹簧和悬臂；所述U形壳体开口一端固定在同侧上端部和下端部的外表面上；所述销轴由外向内依次穿过U形壳体和上端部，并与它们两者固定连接；销轴位于U形壳体内壁与上端部之间的部位上套有弹簧和悬臂，所述悬臂均位于弹簧和U形壳体内壁之间；悬臂上端伸出U形壳体并与制动轨固定连接。

进一步的，第一侧部和第二侧部两端敞口的部位均可拆卸连接有散热端盖，两个下端部相背离的一侧均设有若干散热孔；电磁铁与中空部外形尺寸相当，且电磁铁与中空部内表面间隙配合。

进一步的，固定座和制动轨的材质均为铁磁材料，优选为低碳钢；隔磁板的材质为橡胶。

进一步的，电磁铁的截面形状为矩形。

进一步的，电磁铁的接通电源的电流为变化的电流，使电磁铁能够产生变化的磁场。

进一步的，两个制动轨相互靠近时，两者之间的间距为126-130mm；隔磁板通过螺栓固定在上端部和下端部之间，且螺栓的螺纹部位及底部均包裹有一层隔磁橡胶带。

进一步的，两个制动轨正常状态下内侧面间距为160-170mm；电磁铁的接通电源采用变化的电流。

相对于现有技术，本发明所述的一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，具有以下优势：

(1)本发明所述的一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，使用时，将其与现有的自动化驼峰控制系统电连接，当电磁铁通电后，制动轨在磁场的作用下相互靠近到达制动位，当列车经过减速装置时，车轮处于两根制动轨中间，形成一个闭合的磁路，由于电流的变化和列车的运动，磁场作用于车轮，从而在车轮上形成涡流产生制动力。当制动完成列车速度达到规定的要求后，减速装置断电，制动轨在复位机构弹簧的作用下，恢复到缓解位。

(2)本发明所述的一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，可替代原有的机械减速装置，高效准确的控制车辆的溜放速度，提升驼峰溜放的安全性、可靠性和环保性。

(3)本发明所述的一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，具有维护量低、结构简单、制动力调节平滑等优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器的立体图；

图2为本发明实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器的主视图；

图3为本发明实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器的俯视图；

图4为本发明实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器的侧视图；

图5为本发明实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器有底座部位的纵向半剖视图。

附图标记说明：

1-基本轨；2-制动轨；3-固定座；301-底座；302-第一侧部；303-第二侧部；3001-上端部；3002-下端部；3003-子支撑座；3004-中空部；4-电磁铁；5-复位机构；501-U形壳体；502-带螺纹销轴；503-弹簧；504-悬臂；505-螺母；6-导轨滑块机构；601-滑槽；602-滑块；7-散热端盖；8-安装槽；9-隔磁板；10-散热孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-4所示，一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，包括基本轨1、固定座3和两个制动轨2；所述固定座3包括底座301、第一侧部302和第二侧部303；第一侧部302和第二侧部303相互平行设置，且分别固设在底座301的两侧；第一侧部302和第二侧部303均包括上端部3001和下端部3002；所述底座301上表面设有若干用于安装基本轨1的安装槽8；属于同一侧部的上端部3001和下端部3002之间安装有隔磁板9，隔磁板9的材质为橡胶；上端部3001通过通过导轨滑块机构6连接有一可靠近和远离安装槽8的制动轨2，两个制动轨2外侧均通过若干复位机构5与第一侧部302和第二侧部303的外侧连接；制动轨2和固定座3材质均为导磁材质，优选为铁磁材料，更进一步可优选为低碳钢；复位机构5为弹簧复位机构，且每一侧的复位机构均均匀且间隔一定间距设置，单侧复位机构优选的数量为3个；两个下端部3002内均安装有一电磁铁4，每个电磁铁4的两个磁极分别正对固定座3的顶部和底部，且两个电磁铁4的磁极相对。两个电磁铁4磁极相对，具体来说就是其中一个电磁铁4的N极向上，S极向下，另一个电磁铁4的S极向上，N极向下。这里还需要说明的是，电磁铁的两个磁极分别对应固定座内侧的上下表面，基本轨两侧的固定座内电磁铁形成的磁路闭合成为一个完整磁路。在固定座的两侧面位置(也即第一侧部的上端部和下端部之间、第二侧部的上端部和下端部之间)设置隔磁板，可用于保证电磁铁的磁场能够与另一侧的电磁铁的磁场相通闭合为一个完整磁路。

作为本发明一种可选的实施方式，所述底座301由若干成直线间隔设置的子支撑座3003构成；属于同一侧部的上端部3001下部和下端部3002构成两端敞口的中空方管状，其构成的中空部3004内安装有电磁铁4。具体来说，电磁铁4与中空部3004外形尺寸相当，且电磁铁4与中空部3004内表面间隙配合，作为一种优选的方式，为在满足产生足够磁场的条件下，减少体积，电磁铁4的截面(横截面和纵截面)形状采用矩形。同时，为了给电磁铁散热通风，两个下端部3002相背离的一侧均设有若干散热孔10，同时在第一侧部302和第二侧部303两端敞口的部位均可拆卸的安装有散热端盖7，可拆卸的方式可以是卡合连接，比如在方管端面上设有卡槽，散热端盖相对的一侧设有与卡槽卡合的凸起。散热端盖7可以是一块尺寸与方管端面尺寸相当的铝合金板，且该板上设有若干用于散热通风的带状通孔，如图4所示。若干底座301相互平行设置。还需要说明的是，子支撑座3003的数量可以根据基本轨的支撑需求和长度确定，基本轨越长，基本轨重量越大，子支撑座3003的数量越多。或者，当不考虑减重时，甚至可以将若干底座做成一个整体，使其整体长度与基本轨的长度保持一致。若干子支撑座3003与两侧方管的固定方式优选为焊接。应用于驼峰场的电磁车辆减速器的长度可以根据减速需要灵活布置，单节最小长度为2.5m，此时子支撑座3003的数量优选为3个。安装槽8的纵截面形状为等腰梯形。

此外，所有安装槽8一一对应的分布在各子支撑座3003上，且它们均与第一侧部302平行设置(也即安装后的基本轨1与第一侧部302平行设置)；两个上端部3001的上表面上分别通过导轨滑块机构6连接有一制动轨2；为了保证能起到制动效果，制动轨2底部距固定座3底部的距离小于待安装的基本轨1安装后顶部距固定座3底部的距离。

作为本发明一种可选的实施方式，导轨滑块机构6包括设在上端部3001的上表面上的滑槽601以及设在制动轨2底部的滑块602，滑块602与滑槽601通过光滑面滑动接触；滑块602长度与滑槽601长度相当，滑动宽度小于滑槽601的宽度。

作为本发明一种可选的实施方式，所述复位机构5包括U形壳体501、带螺纹销轴502、弹簧503、悬臂504、螺母505；所述U形壳体501开口一端固定在与其同侧的上端部3001和下端部3002的外表面上；所述销轴502由外向内依次穿过U形壳体501和该上端部3001，并与它们两者通过螺母505固定连接；销轴502位于U形壳体501内壁与上端部3001之间的部位上套有弹簧503和悬臂504，弹簧内径大于销轴的直径，悬臂跟销轴可以采用光滑面接触，也可以是悬臂与销轴间隙连接(悬臂端部的连接孔的孔径大于销轴的直径)。所述悬臂504均位于弹簧503和U形壳体501内壁之间；悬臂504上端伸出U形壳体501并与制动轨2固定连接(可以是焊接)。

作为本发明一种可选的实施方式，两个制动轨2相互靠近时，两者之间的间距不大于车轮厚度，具体来说可以在126-130mm之间。

作为本发明一种可选的实施方式，两个制动轨2正常状态下(缓解时，也即非制动状态)内侧面间距不小于160mm，优选160-170mm之间。

作为本发明一种可选的实施方式，隔磁板9通过螺栓固定在上端部3001和下端部3002之间(一种可行的固定方式为：属于同一侧部的上端部和下端部上相应位置设有螺纹孔，螺栓插入该螺纹孔内)，且螺栓的螺纹部位及底部均包裹有一层隔磁橡胶带。隔磁板9沿上端部和下端部的接触面一圈，其形状及长、宽尺寸均与上端部3001和下端部3002的接触面一致，厚度为5mm。上端部3001和下端部3002的形状均为长方体状，且长度相当。

作为本发明一种可选的实施方式，本电磁减速装置采用的电源为电流变化的电源(也可以理解成是电磁铁的接通电源的电流为变化的电流，使电磁铁能够产生变化的磁场)，以供电磁铁产生变化的磁场。

使用时，本实施例所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器布置在驼峰场的间隔位与目的位，并将其通过安装槽8卡合安装到基本轨1上，最终都安装到现有特制枕板上，将电磁减速装置与现场现有的自动化驼峰控制系统电连接，当列车溜放过程中经过减速区段，控制系统采集列车的速度与重量，结合减速要求，给本电磁减速装置发出控制信息，电磁铁被通以励磁电流。电磁铁通电后，制动轨在磁场的作用下相互靠近到达制动位。当列车经过本电磁减速装置时，车轮处于两根制动轨2中间，形成一个闭合的磁路。由于电流的变化和列车的运动，磁场作用于车轮，从而在车轮上形成涡流产生制动力。当制动完成列车速度达到规定的要求后，本电磁减速装置断电，制动轨2在复位机构5的弹簧503的作用下，恢复到缓解位。

需要说明的是，制动轨2与车轮只有少量接触但正压力很小，摩擦很小，噪音小，车轮与制动轨2磨耗少，无需频繁维护。制动轨2的高度是根据驼峰减速器的国标设计的，保证制动时不影响列车的安全溜放。电磁铁4用于产生所需的磁场用于制动。固定座3不仅起固定作用，还起传递磁场的作用。电磁铁4产生的磁场经过固定座3传递到制动轨2。由于电磁铁4的布置方式为异极布置，当通电进行制动作业时两根制动轨相互吸引，到达制动位置。隔磁板9的设置用于保证两个电磁铁产生的磁场能够闭合为一个大的完整磁路。制动轨2通过导轨滑块机构6实现与固定座3的连接。两者之间有适当的余量以适应车辆的蛇形运动。当制动结束后，电流被切断，磁场消失，制动轨2在复位机构5的作用下到达缓解位，两制动轨2内侧面的距离不小于160mm。该电磁减速装置的制动能力受控制系统控制，由于采用电磁制动，可以实现制动力的线性调整，实现无极调速。

由于磁导率越高制动效果越好，上述固定座3和制动轨2材质优选为低碳钢，但不局限于低碳钢。电磁铁4的设计按照国家标准设计，但磁极要相对安装。固定座3与基本轨1最终安装在预制的特殊轨道板上，保证本电磁减速装置的稳定性。

本发明采用电磁涡流制动原理。在由电磁铁4、固定座3、制动轨2与车轮之间形成的磁回路中，当车轮经过时，车轮会做切割磁感线运动，同时由于磁场是变化的，就会在车轮内部产生涡流。一方面涡流所产生的磁场会阻碍原磁场的变化；另一方面产生的涡流也会因为洛伦兹力的产生，会使车轮有停止的趋势，再加上涡流的热效应也可消耗列车的动能，从而实现制动。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：包括固定座(3)和两个制动轨(2)；

所述固定座(3)包括底座(301)、第一侧部(302)和第二侧部(303)；第一侧部(302)和第二侧部(303)相互平行设置，且分别固设在底座(301)的两侧；第一侧部(302)和第二侧部(303)均包括上端部(3001)和下端部(3002)；所述底座(301)上表面设有若干用于安装基本轨(1)的安装槽(8)；属于同一侧部的上端部(3001)和下端部(3002)之间安装有隔磁板(9)；上端部(3001)通过通过导轨滑块机构(6)连接有一可靠近和远离安装槽(8)的制动轨(2)，两个制动轨(2)外侧均通过若干复位机构(5)与第一侧部(302)和第二侧部(303)的外侧连接；制动轨(2)和固定座(3)材质均为导磁材质；复位机构(5)为弹簧复位机构；两个下端部(3002)内均安装有一电磁铁(4)，每个电磁铁(4)的两个磁极分别正对固定座(3)的顶部和底部，且两个电磁铁(4)的磁极相对。

2.根据权利要求1所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：所述底座(301)由若干成直线间隔设置的子支撑座(3003)构成；属于同一侧部的上端部(3001)下部和下端部(3002)构成两端敞口的中空方管状，中空部(3004)内安装有电磁铁(4)。

3.根据权利要求2所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：所有安装槽(8)一一对应的分布在各子支撑座(3003)上，且它们均与第一侧部(302)平行设置；两个上端部(3001)的上表面分别通过导轨滑块机构(6)连接有一制动轨(2)；制动轨(2)底部距固定座(3)底部的距离小于待安装的基本轨(1)顶部距固定座(3)底部的距离。

4.根据权利要求3所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：导轨滑块机构(6)包括设在上端部(3001)的上表面上的滑槽(601)以及设在制动轨(2)底部的滑块(602)，滑块(602)与滑槽(601)通过光滑面滑动接触；滑块(602)长度与滑槽(601)长度相当，滑动宽度小于滑槽(601)的宽度。

5.根据权利要求2至3任意一项所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：所述复位机构(5)包括U形壳体(501)、带螺纹销轴(502)、弹簧(503)和悬臂(504)；所述U形壳体(501)开口一端固定在同侧上端部(3001)和下端部(3002)的外表面上；所述销轴(502)由外向内依次穿过U形壳体(501)和上端部(3001)，并与它们两者固定连接；销轴(502)位于U形壳体(501)内壁与上端部(3001)之间的部位上套有弹簧(503)和悬臂(504)，所述悬臂(504)均位于弹簧(503)和U形壳体(501)内壁之间；悬臂(504)上端伸出U形壳体(501)并与制动轨(2)固定连接。

6.根据权利要求2所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：第一侧部(302)和第二侧部(303)两端敞口的部位均可拆卸连接有散热端盖(7)，两个下端部(3002)相背离的一侧均设有若干散热孔(10)；电磁铁(4)与中空部(3004)外形尺寸相当，且电磁铁(4)与中空部(3004)内表面间隙配合。

7.根据权利要求1所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：固定座(3)和制动轨(2)的材质均为铁磁材料；隔磁板(9)的材质为橡胶。

8.根据权利要求1所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：电磁铁(4)的截面形状为矩形；固定座(3)和制动轨(2)的材质均为低碳钢。

9.根据权利要求1所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：两个制动轨(2)相互靠近时，两者之间的间距为126-130mm；隔磁板(9)通过螺栓固定在上端部(3001)和下端部(3002)之间，且螺栓的螺纹部位及底部均包裹有一层隔磁橡胶带。

10.根据权利要求1所述的应用于驼峰场的电磁车辆减速器，其特征在于：两个制动轨(2)正常状态下内侧面间距为160-170mm；电磁铁的接通电源采用变化的电流。