專利名稱：一種永磁式可控鐵路駝峰減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用釹鐵硼永磁體作為制動(dòng)力來(lái)源對(duì)鐵路駝峰調(diào)車(chē)車(chē)組進(jìn)行減速的裝置，涉及一種鐵路調(diào)車(chē)永磁減速系統(tǒng)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
隨著鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，鐵路車(chē)輛的編組調(diào)度的效率成為越來(lái)越重要的問(wèn)題。我國(guó)編組站的作業(yè)量大，各項(xiàng)設(shè)備的負(fù)荷較重，車(chē)輛在站的作業(yè)、停留時(shí)間，隨著負(fù)荷的增加而成指數(shù)增長(zhǎng)，延誤列車(chē)也成倍增多。因此，從我國(guó)鐵路編組站實(shí)際出發(fā)，研制技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果較佳的編組站設(shè)備具有重要意義。其中調(diào)車(chē)駝峰就是編組設(shè)備中最重要的裝備之一。
釹鐵硼是一種磁性能優(yōu)異永磁體，它具有高的矯頑力以及高的磁能積，且具有良好的動(dòng)態(tài)回復(fù)特性。其可加工性好，尺寸精度高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、核磁共振成像、機(jī)床等領(lǐng)域。近年來(lái)釹鐵硼永磁體在鐵路制動(dòng)領(lǐng)域也開(kāi)始得到了一定的發(fā)展。
駝峰調(diào)車(chē)是當(dāng)代鐵路調(diào)車(chē)的主要方式。駝峰調(diào)車(chē)作業(yè)中的核心問(wèn)題是車(chē)組溜放速度控制問(wèn)題。目前，世界各國(guó)都采用駝峰在編組線內(nèi)設(shè)置減速器以提高解體能力與安全性。我國(guó)也先后研制并使用了多種車(chē)輛減速器，如油氣減速單元(減速頂)、雙軌條液壓浮軌重力式減速器、氣動(dòng)浮軌重力式減速器等。這些減速裝置存在的如系統(tǒng)比較復(fù)雜、結(jié)構(gòu)龐大、液壓系統(tǒng)在北方冬季容易出現(xiàn)凍結(jié)等不足在專利申請(qǐng)一種鐵路駝峰調(diào)車(chē)永磁減速器(申請(qǐng)?zhí)?005100719557)中已經(jīng)基本解決(如圖1、圖2)。但這種類型的永磁減速器也存在著一些不足，如系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)永磁體必須進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，容易磨耗或破損；磁力線封閉不嚴(yán)密，漏磁較嚴(yán)重；在對(duì)外顯示磁性時(shí)(如圖2)，磁開(kāi)關(guān)組件僅有前半部分起作用，永磁體的磁能利用率低于50％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改善原有駝峰永磁減速器磁能利用率低、永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)易磨損破裂、漏磁嚴(yán)重等不足，設(shè)計(jì)一種磁能利用率高、磁封閉性好、永磁體固定、控制性能優(yōu)良、可靠性高、能源消耗少的永磁駝峰減速器。
本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器所采用的技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖3～10，該裝置由磁開(kāi)關(guān)組件15構(gòu)成，磁開(kāi)關(guān)組件15沿平行于鐵軌2方向布置，包括釹鐵硼永磁體11，用來(lái)與車(chē)輛輪緣接觸時(shí)增大摩擦系數(shù)的摩擦片3，磁開(kāi)關(guān)組件15還包括導(dǎo)磁缸6、由絕磁材料制成的氣缸10、導(dǎo)磁環(huán)5、導(dǎo)磁板7、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8以及活塞環(huán)9；其中，釹鐵硼永磁體11置于導(dǎo)磁缸6內(nèi)部中心位置，釹鐵硼永磁體11的外側(cè)端面靠近鐵軌2平面，環(huán)狀氣缸10設(shè)置在導(dǎo)磁缸6內(nèi)壁與釹鐵硼永磁體11之間，導(dǎo)磁板7設(shè)置在釹鐵硼永磁體11外側(cè)的端面上，導(dǎo)磁環(huán)5設(shè)置在導(dǎo)磁缸6的端面上，摩擦片3設(shè)置在導(dǎo)磁板7、導(dǎo)磁環(huán)5靠近鐵軌2的端面上，活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8由活塞環(huán)9推動(dòng)在氣缸10內(nèi)移動(dòng)；導(dǎo)磁環(huán)5與導(dǎo)磁板7之間的環(huán)狀間隙與氣缸10連通，間隙形狀與活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8的形狀相同，當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8位于間隙內(nèi)時(shí)，釹鐵硼永磁體11、導(dǎo)磁板7、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8、導(dǎo)磁環(huán)5、導(dǎo)磁缸6構(gòu)成封閉的導(dǎo)磁回路。
所述的導(dǎo)磁環(huán)5與導(dǎo)磁板7之間的間隙外側(cè)還設(shè)置有絕磁材料制作的使氣缸10形成封閉缸體的壓板4。
所述的導(dǎo)磁缸(6)內(nèi)側(cè)底部中心位置設(shè)置的臺(tái)階孔，將釹鐵硼永磁體(11)磁極的一端放置在臺(tái)階孔內(nèi)，與導(dǎo)磁缸(6)固定。
所述的活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8是具有梯形剖面的圓環(huán)體。
所述的在氣缸10兩端設(shè)置與氣缸連通的左側(cè)氣閥13、右側(cè)氣閥14來(lái)控制活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8的移動(dòng)；或者在活塞環(huán)9上設(shè)置螺桿16，螺桿16上設(shè)置帶有螺紋的齒輪17，齒輪17與外部設(shè)置的電機(jī)20帶有的電動(dòng)齒輪18配合，由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制活塞環(huán)9的移動(dòng)。
所述的由釹鐵硼永磁體11、導(dǎo)磁缸6、活塞環(huán)9組成磁開(kāi)關(guān)組件，沿鐵軌2的方向上布置2個(gè)以上磁開(kāi)關(guān)組件在磁頭框體12內(nèi)。
所述的連接活塞環(huán)9的螺桿16沿圓周方向均勻布置2根以上。
本發(fā)明的工作原理和過(guò)程是當(dāng)車(chē)輛通過(guò)并需要減速時(shí)，左側(cè)氣閥13進(jìn)氣使活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8遠(yuǎn)離位于端面的導(dǎo)磁板7，使釹鐵硼永磁體11處于對(duì)外顯示磁性狀態(tài)(如圖3)，在車(chē)輪1輪緣內(nèi)側(cè)與磁開(kāi)關(guān)組件15接近到一定距離時(shí)，二者吸合構(gòu)成閉合回路，依靠正壓力產(chǎn)生的摩擦力使車(chē)輛減速。車(chē)輛通過(guò)后，右側(cè)氣閥14進(jìn)氣使活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8移動(dòng)至氣缸10頂部并與位于端面的導(dǎo)磁環(huán)5和導(dǎo)磁板7緊密接觸，使磁力線屏蔽于封閉的導(dǎo)磁缸6內(nèi)部，系統(tǒng)恢復(fù)到對(duì)外不顯示磁性狀態(tài)(如圖4)。通過(guò)平行對(duì)稱布置多組該系統(tǒng)，可方便的調(diào)節(jié)不同車(chē)重所需的制動(dòng)力，從而使溜放車(chē)組達(dá)到限定的速度。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1)磁力線封閉性好。對(duì)外不顯示磁性時(shí)永磁體磁力線在導(dǎo)磁缸內(nèi)封閉嚴(yán)密，磁力線泄漏極少。2)磁能利用率高。永磁體N極與S極均得到有效利用，磁能利用率較原永磁減速器提高一倍，可以在相同的體積內(nèi)產(chǎn)生更大的摩擦力。3)釹鐵硼永磁體固定。系統(tǒng)的磁路通斷由活塞環(huán)控制，釹鐵硼永磁體無(wú)磨耗且不易破損，可靠性高。4)控制性能優(yōu)良。高壓氣源或電機(jī)控制導(dǎo)磁環(huán)直線動(dòng)作，能夠產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)力，可控性好，工作可靠。


圖1發(fā)明專利申請(qǐng)一種鐵路駝峰調(diào)車(chē)永磁減速器(申請(qǐng)?zhí)?005100719557)對(duì)外不顯示磁性時(shí)的示意圖。
圖2發(fā)明專利申請(qǐng)一種鐵路駝峰調(diào)車(chē)永磁減速器(申請(qǐng)?zhí)?005100719557)對(duì)外顯示磁性時(shí)的示意圖。
圖3本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器剖面結(jié)構(gòu)示意圖(系統(tǒng)處于對(duì)外顯示磁性狀態(tài))；
圖4本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器剖面結(jié)構(gòu)示意圖(系統(tǒng)處于對(duì)外不顯示磁性狀態(tài))；圖5本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器總體結(jié)構(gòu)示意圖的正面視圖(拆去摩擦片3)；圖6圖5的A-A剖視圖(系統(tǒng)處于對(duì)外顯示磁性狀態(tài)并拆去摩擦片3)；圖7本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器安裝位置示意圖；圖8本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器的實(shí)施方式二的剖視圖(系統(tǒng)處于對(duì)外顯示磁性狀態(tài))；圖9本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器的實(shí)施方式二的剖視圖(系統(tǒng)處于對(duì)外不顯示磁性狀態(tài))；圖10本發(fā)明的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器的實(shí)施方式二的后向視圖(拆去電機(jī)托架19及電機(jī)20)；圖中1、車(chē)輪，2、鐵軌，3、摩擦片，4、壓板，5、導(dǎo)磁環(huán)，6、導(dǎo)磁缸，7、導(dǎo)磁板，8、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)，9、活塞環(huán)，10、氣缸，11、釹鐵硼永磁體，12、磁頭框體，13、左側(cè)氣閥，14、右側(cè)氣閥，15、磁開(kāi)關(guān)組件，16、螺桿，17、齒輪，18、電機(jī)齒輪，19、電機(jī)托架，20、電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式一，參見(jiàn)圖3～7。磁開(kāi)關(guān)組件主要由釹鐵硼永磁體11，導(dǎo)磁缸6，活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8和端面的導(dǎo)磁板7及導(dǎo)磁環(huán)5構(gòu)成，并和位于靠近鐵軌平面的壓板4形成封閉的環(huán)形腔體，左側(cè)氣閥13及右側(cè)氣閥14分別位于活塞環(huán)9的左右兩側(cè)。端面開(kāi)口的導(dǎo)磁缸6內(nèi)側(cè)底部設(shè)置有與釹鐵硼永磁體11大小符合的臺(tái)階沉孔用于固定釹鐵硼永磁11體磁極的一端，釹鐵硼永磁體11磁極的另一端端面與梯形剖面的導(dǎo)磁板7緊密吸合，并可與活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8的梯形剖面緊密配合。釹鐵硼永磁體11與導(dǎo)磁缸6內(nèi)側(cè)的間隙中設(shè)置由絕磁材料加工的氣缸10，可有效防止磁力線短路?；顒?dòng)導(dǎo)磁環(huán)8與導(dǎo)磁板7相接觸時(shí)，永磁體磁力線被屏蔽于由導(dǎo)磁缸6、導(dǎo)磁環(huán)5、導(dǎo)磁板7、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8、壓板4形成的封閉腔體內(nèi)，磁開(kāi)關(guān)組件15對(duì)外不顯示磁性。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，活塞左側(cè)的左側(cè)氣閥13動(dòng)作進(jìn)入高壓氣體，推動(dòng)活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8與導(dǎo)磁板7脫離，并遠(yuǎn)離釹鐵硼永磁體11磁極，系統(tǒng)對(duì)外顯示磁性，與車(chē)輛吸合完成制動(dòng)動(dòng)作，車(chē)輛通過(guò)后活塞右側(cè)的右側(cè)氣閥14動(dòng)作進(jìn)入高壓氣體，推動(dòng)活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8與導(dǎo)磁板7吸合，系統(tǒng)恢復(fù)至對(duì)外不顯示磁性狀態(tài)。
實(shí)施方式二，參見(jiàn)圖8～10。磁開(kāi)關(guān)組件15中控制活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)8移動(dòng)的左側(cè)氣閥13及右側(cè)氣閥14可由連接于活塞環(huán)9的4根螺桿16代替，其中螺桿16的移動(dòng)由帶有內(nèi)螺紋的齒輪17及帶有電機(jī)齒輪18的電機(jī)20轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制。電機(jī)托架19與磁頭框體12將齒輪17與電機(jī)齒輪18對(duì)外封閉形成閉式傳動(dòng)。該實(shí)施方式中其他實(shí)施條件同實(shí)施方式一。
權(quán)利要求
1.一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，由磁開(kāi)關(guān)組件(15)構(gòu)成，磁開(kāi)關(guān)組件(15)平行于鐵軌(2)方向布置，包括永磁體，用來(lái)與車(chē)輛輪緣接觸時(shí)增大摩擦系數(shù)的摩擦片(3)，其特征在于磁開(kāi)關(guān)組件(15)還包括導(dǎo)磁缸(6)、由絕磁材料制成的環(huán)形氣缸(10)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、導(dǎo)磁板(7)、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)以及活塞環(huán)(9)；其中，該裝置的永磁體為釹鐵硼永磁體(11)，釹鐵硼永磁體(11)置于導(dǎo)磁缸(6)內(nèi)部中心位置，釹鐵硼永磁體(11)的外側(cè)端面靠近鐵軌(2)平面，氣缸(10)設(shè)置在導(dǎo)磁缸(6)內(nèi)壁與釹鐵硼永磁體(11)之間，導(dǎo)磁板(7)設(shè)置在釹鐵硼永磁體(11)外側(cè)的端面上，導(dǎo)磁環(huán)(5)設(shè)置在導(dǎo)磁缸(6)的端面上，摩擦片(3)設(shè)置在導(dǎo)磁板(7)、導(dǎo)磁環(huán)(5)靠近鐵軌(2)的端面上，活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)由活塞環(huán)(9)推動(dòng)在氣缸(10)內(nèi)移動(dòng)；導(dǎo)磁環(huán)(5)與導(dǎo)磁板(7)之間的間隙與氣缸(10)連通，間隙形狀與活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)的形狀相同，當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)位于間隙內(nèi)時(shí)，釹鐵硼永磁體(11)、導(dǎo)磁板(7)、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、導(dǎo)磁缸(6)構(gòu)成封閉的導(dǎo)磁回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于導(dǎo)磁環(huán)(5)與導(dǎo)磁板(7)之間的間隙外側(cè)還設(shè)置有絕磁材料制作的使氣缸(10)形成封閉缸體的壓板(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于所述的導(dǎo)磁缸(6)內(nèi)側(cè)底部中心位置設(shè)置的臺(tái)階孔，將釹鐵硼永磁體(11)磁極的一端放置在臺(tái)階孔內(nèi)，與導(dǎo)磁缸(6)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)是具有梯形剖面的圓環(huán)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于在氣缸(10)兩端設(shè)置與氣缸連通的左側(cè)氣閥(13)、右側(cè)氣閥(14)來(lái)控制活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)的移動(dòng)；或者在活塞環(huán)(9)上設(shè)置螺桿(16)，螺桿(16)上設(shè)置帶有螺紋的齒輪(17)，齒輪(17)與外部設(shè)置的電機(jī)(20)帶有的電動(dòng)齒輪(18)配合，由電機(jī)(20)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制活塞環(huán)(9)的移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于沿鐵軌(2)的方向上布置2個(gè)以上磁開(kāi)關(guān)組件(15)在磁頭框體(12)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，其特征在于連接活塞環(huán)(9)的螺桿(16)沿圓周方向均勻布置2根以上。
全文摘要
一種永磁式可控鐵路駝峰減速器，涉及一種鐵路調(diào)車(chē)永磁減速系統(tǒng)的改進(jìn)。包括有釹鐵硼永磁體(11)、摩擦片(3)、導(dǎo)磁缸(6)、氣缸(10)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、導(dǎo)磁板(7)、活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)(8)、活塞環(huán)(9)；其中，釹鐵硼永磁體置于導(dǎo)磁缸的內(nèi)部中心位置，氣缸設(shè)置在導(dǎo)磁缸內(nèi)壁與釹鐵硼永磁體之間，導(dǎo)磁板設(shè)置在釹鐵硼永磁體外側(cè)端面上，導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在導(dǎo)磁缸的端面上，摩擦片設(shè)置在導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁環(huán)靠近鐵軌(2)的端面上，活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)由活塞環(huán)推動(dòng)在氣缸內(nèi)移動(dòng)，活動(dòng)導(dǎo)磁環(huán)能夠與導(dǎo)磁環(huán)和導(dǎo)磁板之間的間隙緊密接觸。該裝置具有磁力線封閉性好，磁能利用率高，釹鐵硼永磁體固定，控制性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B61K7/02GK1810558SQ20061005799
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者李德勝, 李翔, 董天午 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)