CN113053616A - 一种电磁铁结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于磁轨制动技术领域，具体为一种电磁铁结构，包括铁芯、线圈、顶盖和盖板，其中铁芯的中部设置缠绕孔，线圈从铁芯顶部绕过缠绕孔并缠绕在铁芯上。铁芯的下部向下延伸形成对称设置的两部分极靴部，两部分极靴部之间预留安装缝隙，且在安装缝隙中安装由非导磁材料制成的隔板；所述顶盖通过螺栓固定的方式安装在铁芯的顶面；所述铁芯由左右两部分半芯组成，且两部分半芯之间通过螺栓固定。该实施例中，铁芯采用分体式设计，而将极靴与铁芯一体化设计，另外还将顶盖以螺栓固定的方式安装在铁芯顶部，通过以上结构设计，有效提高了整个电磁铁结构的使用寿命、降低加工难度，同时还提高了电磁铁的电磁吸力。

Description

一种电磁铁结构

技术领域

本发明属于轨道交通车辆制动技术领域，具体为一种电磁铁结构。

背景技术

磁轨制动装置不受轮轨粘着限制，独立于电空摩擦制动系统、电液摩擦制动系统，作为粘着制动的有效补充，在高速列车、普通机车车辆及城轨车辆上都有成功的应用，特别是在低地板有轨电车上作为必须配备的一种制动模式。磁轨制动装置按磁铁悬挂方式可分为高位悬挂和低位悬挂磁轨制动，高位悬挂磁轨一般采用升降气缸，适用于干线铁路；低位悬挂磁轨多采用弹簧悬挂，适用于城轨车辆，特别是低地板有轨电车制动系统。但其核心均是电磁铁。

电磁铁是决定磁轨制动装置性能的核心部件，由铁芯和电磁线圈等组成，工作时通过下部的极靴与钢轨摩擦，从而起到制动作用。现有电磁铁结构的极靴部均是用过螺栓安装在铁芯下部，其与铁芯之间存在间隙，这会增加磁阻，从而降低电磁铁结构的磁力。

另外，由于传统工艺及成本控制等方面制约，铁芯一般采用机加工或铸造成型结构；电磁线圈防护一般采用增加绝缘层、隔热层后不锈钢顶盖激光焊接方式。这种电磁铁在制造过程中易产生焊接不良导致泄漏，散热不良破坏线圈绝缘，进而影响磁轨制动装置制动效果，甚至会导致磁轨制动装置失效，而且这种电磁铁结构一旦损坏就很难维修。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁铁结构，该电磁铁结构对各部分功能结构进行再设计，通过结构的改进来精简其加工工艺，同时提高其磁性及使用寿命，并为后续的检修工作提供便利。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电磁铁结构，包括铁芯、线圈、顶盖和盖板，其中铁芯的中部设置缠绕孔，线圈从铁芯顶部绕过缠绕孔并缠绕在铁芯上，所述顶盖位于铁芯顶面并盖合线圈，盖板位于线圈的下方并遮盖线圈。所述铁芯的下部向下延伸形成对称设置的两部分极靴部，两部分极靴部之间预留安装缝隙，且在安装缝隙中安装由非导磁材料制成的隔板；所述顶盖通过螺栓固定的方式安装在铁芯的顶面；所述铁芯由左右两部分半芯组成，且两部分半芯之间通过螺栓固定。

在上述技术方案中，将铁芯的下部向下延伸并作为与铁轨接触的与极靴部，与现有极靴组装式电磁铁相比，这种设计可以消除极靴与铁芯之间的间隙，从而避免间隙内的空气增大磁阻，从而提升电磁铁的电磁吸力。由于省去独立的极靴结构，因此可以省掉对极靴安装位的加工、极靴的加工以及极靴的安装，因此，这种铁芯和极靴一体化的设计可以有效提高生产效率。另外，铁芯采用分体式设计，可以通过更换损坏部件来使电磁铁继续正常工作，提高了整个电磁铁结构的使用寿命、降低加工难度，同时还提高了电磁铁的电磁吸力；而将顶盖以螺栓固定的方式安装在铁芯顶部，可以避免焊接对电磁铁性能产生的影响，不仅加工工艺简单，且同样可以提高通电磁铁的电磁吸力。

优选地，所述安装缝隙连通缠绕孔，在缠绕孔与安装缝隙的接通处开设向两侧扩展的两个安装槽口，两个安装槽之间形成安装位，所述盖板以卡合结构在该安装位中。将极靴与铁芯一体化设计之后，用于安装盖板的空间变小，采用卡合结构安装盖板有利于简化安装工艺，提高生产效率。

优选地，所述半芯的上部相接触，且在半芯上设置水平贯相接部位的螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的锁紧螺栓固定。将原本一体成型的铁芯分体设置，然后通过锁紧螺栓将两部分半芯固定在一起，通过这一设计，可以降低铁芯的生产难度，同时，避免局部生产误差造成整个铁芯成为残品的概率。同时，磁轨制动装置中的电磁铁结构内的电磁线圈可作为大修必换件进行报废，而极靴部也作为磨损件，而分体式电芯也可以通过更换损坏半芯来延长整个电磁铁结构的使用寿命。

优选地，所述螺栓孔包括定位部和螺纹部，其中定位部从一个半芯延伸至对面的半芯，螺纹部连通设置在定位部的末端；所述定位部的直径大于螺纹部的最大直径，且在定位部中安装定位套，所述锁紧螺栓穿过定位套的内孔，且锁紧螺栓前端的螺纹段与螺纹部螺纹配合；所述定位套的外壁贴合定位部的内壁，且锁紧螺栓穿过定位套的部分的外周贴合定位套的内孔孔壁，这可以缩小锁紧螺栓与螺栓孔之间的间隙，最大限度的使分体式电芯保持原有磁性，同时也可以提高两个半芯之间的安装稳定性。

优选地，两部分半芯的接触部的接触面上设置相互配合的插合部，两部分半芯组合固定后，插合部嵌合并使接触部的接触面紧密贴合，且插合部通过配合能够阻止两部分半芯纵向错位，进一步提高两个半芯之间的安装稳定性。

优选地，该电磁铁结构还包括设置在铁芯顶部的顶盖，该顶盖遮盖线圈；所述顶盖的下边缘向外延伸形成固定裙边，固定裙边上纵向设置安装口，与安装口对应地在半芯上设置固定螺栓孔，并通过螺栓将顶盖安装在半芯顶部。现有顶盖是通过激光焊接固定在电芯上，其存在漏焊、高温灼烧以及需要填充隔热层等弊端，使用螺栓固定代替传统焊接，可以避免出现焊接工艺对焊接效果的影响，且不需要在壳内增加用于阻滞焊接热量的隔热层。对于相同大小的顶盖，这会使壳内空间增加，能够增加线圈匝数，从而提高输出的电磁吸力；另外，顶盖具有可拆装的特点，因此可对该电磁铁结构进行维修，通过更换损坏线圈来延长其使用寿命，同时方便对损坏原因进行记录分析

优选地，在固定裙边的背面和铁芯的顶部之间设置密封条，顶盖固定后，密封条经过形变紧密贴合固定裙边和铁芯，以提高顶盖的密封性。

优选地，所述安装口具有压合部和避让部，其中压合部正对半芯上的固定螺栓孔，并位于避让部的同一侧，且直接连通避让部，并且压合部与避让部在顶盖的长度方向具有相同的对称线；所述压合部的口径小于螺栓的螺帽尺寸，避让部的口径大于螺栓的螺帽尺寸。螺栓通过紧压压合部来紧固顶盖，而当避让部对准螺帽时，可以在不完全拆除螺栓的情况下将顶盖拆除，这可以有效提高顶盖的安装与拆卸效率。

优选地，所述避让部的孔边缘设置向上凸起的阻滞部，螺栓固定好后，螺帽的圆形外缘顶触阻滞部。通过螺帽的外缘在水平方向顶触阻滞部，可以防止固定状态下的顶盖相对于铁芯发生移动，同时，螺帽与阻滞部之间的摩擦力可以降低螺栓松动的几率，进而保证顶盖的安装稳定性。

附图说明

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

图1为本发明的实施例在使用状态下的纵向剖切结构示意图；

图2为固定裙边上的安装口的结构示意图。

图中，铁芯1、极靴部2、安装缝隙3、隔板4、插合齿5、锁紧螺栓6、定位部7、螺纹部8、定位套9、线圈10、顶盖11、螺栓12、固定裙边13、固定螺栓孔14、密封条15、嵌合槽16、安装槽口17、盖板18、压合部19、避让部20、凸沿21。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图1和图2为本发明的一个实施例，一种电磁铁结构。如图1所示，铁芯1由左右两部分半芯通过螺栓固定而成，顶盖11通过螺栓安装在铁芯1的顶部。在组合形成的铁芯1的中部设置缠绕孔，线圈10从铁芯顶部绕过缠绕孔并缠绕在铁芯上，且在缠绕孔下部设置盖板18，该盖板遮盖线圈10下部。具体地，铁芯1的下部向下延伸形成对称设置两部分的极靴部2，两部分极靴部之间预留安装缝隙3，该安装缝隙3连通缠绕孔，且在安装缝隙3中安装由非导磁材料制成的隔板4；在缠绕孔与安装缝隙的接通处开设向两侧扩展的两个安装槽口17，两个安装槽17之间形成安装位，所述盖板18卡装在该安装位中。

具体地，为保证由两个半芯组合而成的铁芯的稳定性，使半芯的上部相接触，且在半芯上设置水平贯相接部位的螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的锁紧螺栓6固定。具体地，两部分半芯的接触部的接触面上设置相互配合的插合齿5，两部分半芯组合固定后，插合齿5嵌合并使接触部的接触面紧密贴合。而所用螺栓孔包括定位部7和螺纹部8，其中定位部7从一个半芯延伸至对面的半芯，螺纹部8连通设置在定位部7的末端；所述定位部7的直径大于螺纹部8的最大直径，且在定位部7中安装定位套9，所述锁紧螺栓6穿过定位套9的内孔，且锁紧螺栓6前端的螺纹段与螺纹部8螺纹配合；所述定位套9的外壁贴合定位部7的内壁，且锁紧螺栓6穿过定位套的部分的外周贴合定位套的内孔孔壁，这可以缩小锁紧螺栓6与螺栓孔之间的间隙，最大限度的使分体式电芯保持原有磁性，同时也可以提高两个半芯之间固定稳定性。

以上结构中，将原本一体成型的铁芯分体设置，然后通过锁紧螺栓6将两部分半芯固定在一起，通过这一设计，可以降低铁芯的生产难度，同时，避免局部生产误差造成整个铁芯成为残品的概率。同时，磁轨制动装置中的电磁铁结构内的电磁线圈可作为大修必换件进行报废，而极靴部也作为磨损件，而分体式电芯也可以通过更换损坏半芯来延长整个电磁铁结构的使用寿命。

该实施例采用的顶盖11的下边缘向外延伸形成固定裙边13，固定裙边13上纵向设置安装口，与安装口对应地在半芯上设置固定螺栓孔14，并通过螺栓12将顶盖安装在半芯顶部。且在固定裙边13的背面设置向下延伸的密封条15，在铁芯1的顶部和固定裙边13的背面均设置嵌合槽16，顶盖11固定后，密封条15的上部和下部嵌入嵌合槽16中并填充嵌合槽16，从而使顶盖与铁芯1之间保持密封状态。为方便拆装顶盖，所用安装口具有压合部19和避让部20，如图2所示，其中压合部19正对半芯上的固定螺栓孔14，并位于避让部20的同一侧，且直接连通避让部20，并且压合部19与避让部20在顶盖的长度方向具有相同的对称线；所述压合部19的口径小于螺栓12的螺帽尺寸，避让部20的口径大于螺栓的螺帽尺寸。螺栓12通过紧压压合部19来紧固顶盖11，而当避让部20对准螺帽时，可以在不完全拆除螺栓12的情况下将顶盖11拆除，这可以有效提高顶盖的安装与拆卸效率。另外在避让部20的孔边缘设置向上凸起的凸沿21，采用内六角螺栓压紧压合部19后，螺帽的外缘水平顶触阻滞部。这不仅可以防止固定状态下的顶盖11相对于铁芯发生移动，同时，螺帽与阻滞部之间的摩擦力可以降低螺栓松动的几率，进而保证顶盖的安装稳定性

上述使用螺栓固定代替传统焊接的结构，可以避免出现焊接工艺对焊接效果的影响，且不需要在壳内增加用于阻滞焊接热量的隔热层。对于相同大小的顶盖，这会使壳内空间增加，能够增加线圈匝数，从而提高输出的电磁吸力；另外，顶盖11具有可拆装的特点，因此可对该电磁铁结构进行维修，通过更换损坏线圈来延长其使用寿命，同时方便对损坏原因进行记录分析。

在该实施例中，将铁芯的下部向下延伸并作为与铁轨接触的与极靴部2，与现有极靴组装式电磁铁相比，这种设计可以消除极靴与铁芯之间的间隙，从而避免间隙内的空气增大磁阻，从而提升电磁铁的电磁吸力。由于省去独立的极靴结构，因此可以省掉对极靴安装位的加工、极靴的加工以及极靴的安装，因此，这种铁芯和极靴一体化的设计可以有效提高生产效率。另外，铁芯采用分体式设计，可以通过更换损坏部件来使电磁铁继续正常工作，提高了整个电磁铁结构的使用寿命、降低加工难度，同时还提高了电磁铁的电磁吸力；而将顶盖以螺栓固定的方式安装在铁芯顶部，可以避免焊接对电磁铁性能产生的影响，不仅加工工艺简单，且同样可以提高通电磁铁的电磁吸力。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电磁铁结构，包括铁芯、线圈、顶盖和盖板，其中铁芯的中部设置缠绕孔，线圈从铁芯顶部绕过缠绕孔并缠绕在铁芯上，所述顶盖位于铁芯顶面并盖合线圈，盖板位于线圈的下方并遮盖线圈，其特征在于：所述铁芯的下部向下延伸形成对称设置的两部分极靴部，两部分极靴部之间预留安装缝隙，且在安装缝隙中安装由非导磁材料制成的隔板；所述顶盖通过螺栓固定的方式安装在铁芯的顶面；所述铁芯由左右两部分半芯组成，且两部分半芯之间通过螺栓固定。

2.如权利要求1所述的一种电磁铁结构，其特征在于：所述安装缝隙连通缠绕孔，在缠绕孔与安装缝隙的接通处开设向两侧扩展的两个安装槽口，两个安装槽之间形成安装位，所述盖板以卡合结构在该安装位中。

3.如权利要求1所述的一种电磁铁结构，其特征在于：所述半芯的上部相接触，且在半芯上设置水平贯相接部位的螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的锁紧螺栓固定。

4.如权利要求3所述的一种电磁铁结构，其特征在于：所述螺栓孔包括定位部和螺纹部，其中定位部从一个半芯延伸至对面的半芯，螺纹部连通设置在定位部的末端；所述定位部的直径大于螺纹部的最大直径，且在定位部中安装定位套，所述锁紧螺栓穿过定位套的内孔，且锁紧螺栓前端的螺纹段与螺纹部螺纹配合；所述定位套的外壁贴合定位部的内壁，且锁紧螺栓穿过定位套的部分的外周贴合定位套的内孔孔壁。

5.如权利要求3所述的一种电磁铁结构，其特征在于：两部分半芯的接触部的接触面上设置相互配合的插合部，两部分半芯组合固定后，插合部嵌合并使接触部的接触面紧密贴合，且插合部通过插合接触阻止两部分半芯纵向错位。

6.如权利要求3至5中任一项所述的一种电磁铁结构，其特征在于：该电磁铁结构还包括设置在铁芯顶部的顶盖，该顶盖遮盖线圈；所述顶盖的下边缘向外延伸形成固定裙边，固定裙边上纵向设置安装口，与安装口对应地在半芯上设置固定螺栓孔，并通过螺栓将顶盖安装在半芯顶部。

7.如权利要求6所述的一种电磁铁结构，其特征在于：在固定裙边的背面和铁芯的顶部之间设置密封条。

8.如权利要求6所述的一种电磁铁结构，其特征在于：所述安装口具有压合部和避让部，其中压合部正对半芯上的固定螺栓孔，并位于避让部的同一侧，且直接连通避让部，并且压合部与避让部在顶盖的长度方向具有相同的对称线；所述压合部的口径小于螺栓的螺帽尺寸，避让部的口径大于螺栓的螺帽尺寸。

9.如权利要求8所述的一种电磁铁结构，其特征在于：所述避让部的孔边缘设置向上凸起的阻滞部，螺栓固定好后，螺帽的圆形外缘顶触阻滞部。

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