CN1810558A - 一种永磁式可控铁路驼峰减速器 - Google Patents

Abstract

一种永磁式可控铁路驼峰减速器，涉及一种铁路调车永磁减速系统的改进。包括有钕铁硼永磁体(11)、摩擦片(3)、导磁缸(6)、气缸(10)、导磁环(5)、导磁板(7)、活动导磁环(8)、活塞环(9)；其中，钕铁硼永磁体置于导磁缸的内部中心位置，气缸设置在导磁缸内壁与钕铁硼永磁体之间，导磁板设置在钕铁硼永磁体外侧端面上，导磁环设置在导磁缸的端面上，摩擦片设置在导磁板、导磁环靠近铁轨(2)的端面上，活动导磁环由活塞环推动在气缸内移动，活动导磁环能够与导磁环和导磁板之间的间隙紧密接触。该装置具有磁力线封闭性好，磁能利用率高，钕铁硼永磁体固定，控制性能优良的优点。

Description

一种永磁式可控铁路驼峰减速器

技术领域

本发明是一种利用钕铁硼永磁体作为制动力来源对铁路驼峰调车车组进行减速的装置，涉及一种铁路调车永磁减速系统的改进。

背景技术

随着铁路运输的快速发展，铁路车辆的编组调度的效率成为越来越重要的问题。我国编组站的作业量大，各项设备的负荷较重，车辆在站的作业、停留时间，随着负荷的增加而成指数增长，延误列车也成倍增多。因此，从我国铁路编组站实际出发，研制技术经济效果较佳的编组站设备具有重要意义。其中调车驼峰就是编组设备中最重要的装备之一。

钕铁硼是一种磁性能优异永磁体，它具有高的矫顽力以及高的磁能积，且具有良好的动态回复特性。其可加工性好，尺寸精度高，已经广泛应用于汽车、计算机、核磁共振成像、机床等领域。近年来钕铁硼永磁体在铁路制动领域也开始得到了一定的发展。

驼峰调车是当代铁路调车的主要方式。驼峰调车作业中的核心问题是车组溜放速度控制问题。目前，世界各国都采用驼峰在编组线内设置减速器以提高解体能力与安全性。我国也先后研制并使用了多种车辆减速器，如油气减速单元(减速顶)、双轨条液压浮轨重力式减速器、气动浮轨重力式减速器等。这些减速装置存在的如系统比较复杂、结构庞大、液压系统在北方冬季容易出现冻结等不足在专利申请：一种铁路驼峰调车永磁减速器(申请号：2005100719557)中已经基本解决(如图1、图2)。但这种类型的永磁减速器也存在着一些不足，如系统动作时永磁体必须进行转动，容易磨耗或破损；磁力线封闭不严密，漏磁较严重；在对外显示磁性时(如图2)，磁开关组件仅有前半部分起作用，永磁体的磁能利用率低于50％。

发明内容

本发明的目的在于改善原有驼峰永磁减速器磁能利用率低、永磁体转动易磨损破裂、漏磁严重等不足，设计一种磁能利用率高、磁封闭性好、永磁体固定、控制性能优良、可靠性高、能源消耗少的永磁驼峰减速器。

本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器所采用的技术方案，其结构参见图3～10，该装置由磁开关组件15构成，磁开关组件15沿平行于铁轨2方向布置，包括钕铁硼永磁体11，用来与车辆轮缘接触时增大摩擦系数的摩擦片3，磁开关组件15还包括导磁缸6、由绝磁材料制成的气缸10、导磁环5、导磁板7、活动导磁环8以及活塞环9；其中，钕铁硼永磁体11置于导磁缸6内部中心位置，钕铁硼永磁体11的外侧端面靠近铁轨2平面，环状气缸10设置在导磁缸6内壁与钕铁硼永磁体11之间，导磁板7设置在钕铁硼永磁体11外侧的端面上，导磁环5设置在导磁缸6的端面上，摩擦片3设置在导磁板7、导磁环5靠近铁轨2的端面上，活动导磁环8由活塞环9推动在气缸10内移动；导磁环5与导磁板7之间的环状间隙与气缸10连通，间隙形状与活动导磁环8的形状相同，当活动导磁环8位于间隙内时，钕铁硼永磁体11、导磁板7、活动导磁环8、导磁环5、导磁缸6构成封闭的导磁回路。

所述的导磁环5与导磁板7之间的间隙外侧还设置有绝磁材料制作的使气缸10形成封闭缸体的压板4。

所述的导磁缸(6)内侧底部中心位置设置的台阶孔，将钕铁硼永磁体(11)磁极的一端放置在台阶孔内，与导磁缸(6)固定。

所述的活动导磁环8是具有梯形剖面的圆环体。

所述的在气缸10两端设置与气缸连通的左侧气阀13、右侧气阀14来控制活动导磁环8的移动；或者在活塞环9上设置螺杆16，螺杆16上设置带有螺纹的齿轮17，齿轮17与外部设置的电机20带有的电动齿轮18配合，由电机的转动控制活塞环9的移动。

所述的由钕铁硼永磁体11、导磁缸6、活塞环9组成磁开关组件，沿铁轨2的方向上布置2个以上磁开关组件在磁头框体12内。

所述的连接活塞环9的螺杆16沿圆周方向均匀布置2根以上。

本发明的工作原理和过程是：当车辆通过并需要减速时，左侧气阀13进气使活动导磁环8远离位于端面的导磁板7，使钕铁硼永磁体11处于对外显示磁性状态(如图3)，在车轮1轮缘内侧与磁开关组件15接近到一定距离时，二者吸合构成闭合回路，依靠正压力产生的摩擦力使车辆减速。车辆通过后，右侧气阀14进气使活动导磁环8移动至气缸10顶部并与位于端面的导磁环5和导磁板7紧密接触，使磁力线屏蔽于封闭的导磁缸6内部，系统恢复到对外不显示磁性状态(如图4)。通过平行对称布置多组该系统，可方便的调节不同车重所需的制动力，从而使溜放车组达到限定的速度。

本发明的主要优点是：1)磁力线封闭性好。对外不显示磁性时永磁体磁力线在导磁缸内封闭严密，磁力线泄漏极少。2)磁能利用率高。永磁体N极与S极均得到有效利用，磁能利用率较原永磁减速器提高一倍，可以在相同的体积内产生更大的摩擦力。3)钕铁硼永磁体固定。系统的磁路通断由活塞环控制，钕铁硼永磁体无磨耗且不易破损，可靠性高。4)控制性能优良。高压气源或电机控制导磁环直线动作，能够产生较大的驱动力，可控性好，工作可靠。

附图说明

图1：发明专利申请：一种铁路驼峰调车永磁减速器(申请号：2005100719557)对外不显示磁性时的示意图。

图2：发明专利申请：一种铁路驼峰调车永磁减速器(申请号：2005100719557)对外显示磁性时的示意图。

图3：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器剖面结构示意图(系统处于对外显示磁性状态)；

图4：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器剖面结构示意图(系统处于对外不显示磁性状态)；

图5：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器总体结构示意图的正面视图(拆去摩擦片3)；

图6：图5的A-A剖视图(系统处于对外显示磁性状态并拆去摩擦片3)；

图7：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器安装位置示意图；

图8：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器的实施方式二的剖视图(系统处于对外显示磁性状态)；

图9：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器的实施方式二的剖视图(系统处于对外不显示磁性状态)；

图10：本发明的一种永磁式可控铁路驼峰减速器的实施方式二的后向视图(拆去电机托架19及电机20)；

图中：1、车轮，2、铁轨，3、摩擦片，4、压板，5、导磁环，6、导磁缸，7、导磁板，8、活动导磁环，9、活塞环，10、气缸，11、钕铁硼永磁体，12、磁头框体，13、左侧气阀，14、右侧气阀，15、磁开关组件，16、螺杆，17、齿轮，18、电机齿轮，19、电机托架，20、电机。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

实施方式一，参见图3～7。磁开关组件主要由钕铁硼永磁体11，导磁缸6，活动导磁环8和端面的导磁板7及导磁环5构成，并和位于靠近铁轨平面的压板4形成封闭的环形腔体，左侧气阀13及右侧气阀14分别位于活塞环9的左右两侧。端面开口的导磁缸6内侧底部设置有与钕铁硼永磁体11大小符合的台阶沉孔用于固定钕铁硼永磁11体磁极的一端，钕铁硼永磁体11磁极的另一端端面与梯形剖面的导磁板7紧密吸合，并可与活动导磁环8的梯形剖面紧密配合。钕铁硼永磁体11与导磁缸6内侧的间隙中设置由绝磁材料加工的气缸10，可有效防止磁力线短路。活动导磁环8与导磁板7相接触时，永磁体磁力线被屏蔽于由导磁缸6、导磁环5、导磁板7、活动导磁环8、压板4形成的封闭腔体内，磁开关组件15对外不显示磁性。当需要制动时，活塞左侧的左侧气阀13动作进入高压气体，推动活动导磁环8与导磁板7脱离，并远离钕铁硼永磁体11磁极，系统对外显示磁性，与车辆吸合完成制动动作，车辆通过后活塞右侧的右侧气阀14动作进入高压气体，推动活动导磁环8与导磁板7吸合，系统恢复至对外不显示磁性状态。

实施方式二，参见图8～10。磁开关组件15中控制活动导磁环8移动的左侧气阀13及右侧气阀14可由连接于活塞环9的4根螺杆16代替，其中螺杆16的移动由带有内螺纹的齿轮17及带有电机齿轮18的电机20转动进行控制。电机托架19与磁头框体12将齿轮17与电机齿轮18对外封闭形成闭式传动。该实施方式中其他实施条件同实施方式一。

Claims (7)

1、一种永磁式可控铁路驼峰减速器，由磁开关组件(15)构成，磁开关组件(15)平行于铁轨(2)方向布置，包括永磁体，用来与车辆轮缘接触时增大摩擦系数的摩擦片(3)，其特征在于：磁开关组件(15)还包括导磁缸(6)、由绝磁材料制成的环形气缸(10)、导磁环(5)、导磁板(7)、活动导磁环(8)以及活塞环(9)；其中，该装置的永磁体为钕铁硼永磁体(11)，钕铁硼永磁体(11)置于导磁缸(6)内部中心位置，钕铁硼永磁体(11)的外侧端面靠近铁轨(2)平面，气缸(10)设置在导磁缸(6)内壁与钕铁硼永磁体(11)之间，导磁板(7)设置在钕铁硼永磁体(11)外侧的端面上，导磁环(5)设置在导磁缸(6)的端面上，摩擦片(3)设置在导磁板(7)、导磁环(5)靠近铁轨(2)的端面上，活动导磁环(8)由活塞环(9)推动在气缸(10)内移动；导磁环(5)与导磁板(7)之间的间隙与气缸(10)连通，间隙形状与活动导磁环(8)的形状相同，当活动导磁环(8)位于间隙内时，钕铁硼永磁体(11)、导磁板(7)、活动导磁环(8)、导磁环(5)、导磁缸(6)构成封闭的导磁回路。

2、根据权利要求1所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：导磁环(5)与导磁板(7)之间的间隙外侧还设置有绝磁材料制作的使气缸(10)形成封闭缸体的压板(4)。

3、根据权利要求1所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：所述的导磁缸(6)内侧底部中心位置设置的台阶孔，将钕铁硼永磁体(11)磁极的一端放置在台阶孔内，与导磁缸(6)固定。

4、根据权利要求1所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：活动导磁环(8)是具有梯形剖面的圆环体。

5、根据权利要求1所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：在气缸(10)两端设置与气缸连通的左侧气阀(13)、右侧气阀(14)来控制活动导磁环(8)的移动；或者在活塞环(9)上设置螺杆(16)，螺杆(16)上设置带有螺纹的齿轮(17)，齿轮(17)与外部设置的电机(20)带有的电动齿轮(18)配合，由电机(20)的转动控制活塞环(9)的移动。

6、根据权利要求1所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：沿铁轨(2)的方向上布置2个以上磁开关组件(15)在磁头框体(12)内。

7、根据权利要求5所述的一种永磁式可控铁路驼峰减速器，其特征在于：连接活塞环(9)的螺杆(16)沿圆周方向均匀布置2根以上。

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