帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及軌道車輛行車制動【技術領域】，具體地說，涉及一種磁軌制動器用極靴，該極靴配合安裝有帶有永磁體隔板結構的磁軌制動器使用，本發(fā)明增加了極靴與軌頭所構成磁路的磁阻，在制動緩解狀態(tài)下，起到對永磁體所產生磁力線的分流作用，從而減小磁軌制動器對鋼軌的吸力，改善其復位困難的問題；同時，將隔板永磁體與極靴相隔離，降低了極靴的熱傳遞效率，從而減小磁軌制動器與軌面摩擦生熱對永磁體磁性能的影響，增加了帶有永磁體隔板結構的磁軌制動器的穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明極靴設計為分體式結構，在磨耗層達到磨耗上限時，可僅對極靴的磨耗層進行更換，可有效提高磁軌制動器(包括傳統(tǒng)形勢)的極靴利用率，減少資源消耗，降低運行成本。
【專利說明】帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道車輛行車制動【技術領域】，具體地說，涉及一種磁軌制動器用極靴，該極靴配合安裝有帶有永磁體隔板結構的磁軌制動器使用。
【背景技術】
[0002]磁軌制動是近幾十年發(fā)展起來的一種新型制動技術，相比傳統(tǒng)的制動形式，具有不受輪軌粘著條件影響的特點，可較好地減少制動距離，提高行車安全。目前，磁軌制動器作為一種緊急制動裝置安裝于有軌電車上，旨在提高制動力，降低制動距離，因此，磁軌制動器的制動力越大越好。
[0003]如圖1所示，磁軌制動器主要包括電磁鐵、側板2、極靴3以及隔板4，當電磁鐵勵磁時，線圈5產生的磁力線經過導磁材料的鐵芯1、側板2、極靴3、軌頭閉合，從而產生與軌道間的吸力，磁軌制動器吸附到鋼軌上；當對電磁鐵斷電，磁軌制動器在復位彈簧的作用下與鋼軌分離，恢復至初始位置。其中，其中非導磁材料的隔板起隔絕兩極靴間磁通及防止磨耗所產生鐵屑將極靴短路的作用。
[0004]為了提高磁軌制動器的制動力，世界上多國工程師及研究工作者正努力采取多種措施以增大軌道制動器的制動力。其中一種措施便是通過在隔板上安裝永磁體，從而在工作狀態(tài)下正向并入一處磁通源，以達到增大磁軌制動器吸力，增大行車制動力的目的，該方法效果顯著，且磁軌制動器吸力隨著隔板中所裝永磁體量的增多而增大(相同條件下，永磁體體積越大，所提供的磁通源越大)。
[0005]隔板安裝有永磁體的磁軌制動器，當隔板中安裝的永磁體總量較大時，可取得較好的制動效果，然而，當磁軌制動器由制動狀態(tài)向緩解狀態(tài)切換時，存在磁軌制動器可能無法復位的問題。其原因如下:
[0006](I)當磁軌制動器處于初始位置且線圈未勵磁時，隔板中永磁體所產生的磁力線會經過極靴、側板、鐵芯進行閉合，此時，磁軌制動器對鋼軌基本不表現吸力；當線圈勵磁，磁軌制動器吸附到鋼軌上時，電磁鐵連同永磁體所產生的磁力線主要經過軌頭進行閉合；當線圈斷電后，電磁鐵所產生的磁力線消失，永磁體所產生的磁力線則繼續(xù)存在，由于此時的極靴和軌面處于緊密貼合狀態(tài)，極靴與軌頭形成的磁路磁阻比極靴、側壁、鐵芯所形成的磁路磁阻小，使得磁力線繼續(xù)保持原來路徑不變，即磁軌制動器對鋼軌表現出一定吸力；
[0007](2)由于磁軌制動器吸力、自身重力、復位彈簧拉力三者共同構成對軌面的壓力，故制動狀態(tài)下，復位彈簧拉力需略大于磁軌制動器自身重力，以使其恰好抬起為宜。由于制動緩解后，磁軌制動器對鋼軌仍表現出一定吸力，當該吸力大于彈簧拉力和磁軌制動器自身重力的合力時，將出現磁軌制動器難以復位的問題。
[0008]對上述問題，如果隔板中永磁體量少，所產生的吸力也較小，在磁軌制動器隨列車啟動瞬間，可能會自動彈起，但當隔板中永磁體量較大時，所產生的吸力也較大，此時，就極有可能出現磁軌制動器難以復位緩解的問題。這將造成列車啟動困難、能源浪費、制造額外噪音、極靴過度磨耗，甚至造成列車晚點等事故，對行車安全及社會效益均不利。[0009]再者，磁軌制動器在制動過程中，極靴、隔板與軌面劇烈摩擦，產生大量熱量，致使極靴、隔板的溫度升高。盡管永磁體已經通過橡膠墊進行了減震及隔熱處理，且也可選擇上限工作溫度較高的永磁材料，但過高的溫度仍然可能引起永磁體的退磁，對磁軌制動器性能造成不利影響。
[0010]此外，磁軌制動器主要通過極靴與鋼軌摩擦，產生切向制動力。為盡量降低磁軌制動器對鋼軌的磨損，要求極靴的硬度低于鋼軌的硬度。故在實際運行中，極靴屬于磨耗型部件，就實際情況來看，極靴總體厚度多為40-50mm，其允許的磨耗量一般不超過12mm，故其有效利用率僅約為25%，浪費比較嚴重。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明針對現有帶有永磁體結構隔板的磁軌制動器復位困難、極靴利用率低等上述不足，提供了一種帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，該極靴結構簡單，能夠改善帶有永磁體結構隔板的磁軌制動器復位困難的問題，降低磁軌制動器與軌面摩擦生熱對永磁體磁性能所造成的不利影響，提高磁軌制動器的極靴利用率，降低運行成本。
[0012]本發(fā)明的技術方案是:一種帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，包括極靴本體，極靴本體設置為上、下分體式結構，其中上分體部分為固定層，下分體部分為磨耗層，固定層與磨耗層之間設置有非導磁材料制作而成的隔層。
[0013]優(yōu)選的是，固定層和磨耗層之間通過卡槽式結構相互耦合。
[0014]優(yōu)選的是，固定層與磨耗層的耦合面包括水平接觸面和豎直接觸面，隔層位于固定層與磨耗層的水平接觸面之間。
[0015]進一步的，固定層、磨耗層和隔層三者之間通過螺栓進行緊固。
[0016]優(yōu)選的是，隔層的厚度為0.4mm-0.6mm。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:與傳統(tǒng)形式磁軌制動器中的極靴相比，本發(fā)明在只對磁軌制動器吸力造成微小不利影響條件下，增加了極靴與軌頭所構成磁路的磁阻，在制動緩解狀態(tài)下(即磁軌制動器仍貼合在軌面上)，起到對永磁體所產生磁力線的分流作用，從而減小磁軌制動器對鋼軌的吸力，改善其復位困難的問題；同時，本發(fā)明在一定程度上將隔板永磁體與極靴相隔離，降低了極靴的熱傳遞效率，從而減小磁軌制動器與軌面摩擦生熱對永磁體磁性能的影響，增加了帶有永磁體隔板結構的磁軌制動器的穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明極靴設計為分體式結構，在磨耗層達到磨耗上限時，可僅對極靴的磨耗層進行更換，可有效提高磁軌制動器(包括傳統(tǒng)形勢)的極靴利用率，減少資源消耗，降低運行成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖1為現有電磁式磁軌制動器的結構示意圖。
[0019]附圖2為本發(fā)明極靴與安裝有永磁體的隔板的截面圖。
[0020]附圖3為本發(fā)明具體實施例的結構示意圖。
[0021]附圖4為本發(fā)明圖3中A部分的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。[0023]如圖2至4所示，一種帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，包括極靴本體，極靴本體設置為上、下分體式結構，其中上分體部分為固定層31，下分體部分為磨耗層32，固定層31與磨耗層32之間設置有非導磁材料制作而成的隔層33。
[0024]上述固定層31和磨耗層32之間通過卡槽式結構相互耦合，固定層31與磨耗層32的耦合面包括水平接觸面34和豎直接觸面35，隔層33位于固定層31與磨耗層32的水平接觸面34之間。由于極靴3中的磁力線以豎直方向為主，故與水平接觸面34呈正交關系，與豎直接觸面35呈平行狀態(tài)，因此，水平接觸面34起到增加磁路磁阻，改變磁力線走向的主要作用，豎直接觸面35則主要作為受力面，以平衡磁軌制動器制動過程中極靴3所受到的強大切向力。
[0025]如圖3所示，固定層31、磨耗層32和隔層33三者之間通過螺栓36進行緊固，在磨耗層32達到磨耗上限時，可僅對極靴3的磨耗層32進行更換。當磁軌制動器進行制動時，作用于極靴3上的切向力通過螺栓36及豎直接觸面35進行平衡。
[0026]隔層33的厚度為0.4mm-0.6mm,本實施例中取隔層33的厚度為0.5mm,由于隔層33的厚度很小，使得其作用主要體現為改變其磁路走向，而非通過氣隙消耗磁勢。同時，隔層33兼具低熱傳遞性能，降低了極靴3與鋼軌摩擦生熱對隔板永磁體41性能所產生的影響。
[0027]工作原理:本發(fā)明將極靴3設置為上、下分體式結構，且在其水平接觸面34上放置非導磁材料制作的隔層33，增加了極靴3與軌頭所構成磁路的磁阻，在制動緩解狀態(tài)下(即磁軌制動器仍貼合在軌面上)，使隔板永磁體41所產生的磁力線盡量通過側板2和鐵芯閉合，從而起到對隔板永磁體41所產生磁力線的分流作用，從而減小磁軌制動器對鋼軌的吸力，改善其復位困難的問題。
[0028]在本發(fā)明所述技術方案范疇，所屬【技術領域】的技術人員所作各種簡單變形與修飾，均應包含在以上申請專利范圍中。
【權利要求】
1.一種帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，包括極靴本體，其特征在于:極靴本體設置為上、下分體式結構，其中上分體部分為固定層，下分體部分為磨耗層，固定層與磨耗層之間設置有非導磁材料制作而成的隔層。
2.根據權利要求1所述的帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，其特征在于:固定層和磨耗層之間通過卡槽式結構相互耦合。
3.根據權利要求2所述的帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，其特征在于:固定層與磨耗層的耦合面包括水平接觸面和豎直接觸面，隔層位于固定層與磨耗層的水平接觸面之間。
4.根據權利要求3所述的帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，其特征在于:固定層、磨耗層和隔層三者之間通過螺栓進行緊固。
5.根 據權利要求1至4任意一項所述的帶有隔層的磁軌制動器用分體式極靴，其特征在于:隔層的厚度為0.4mm-0.6mm。
【文檔編號】B61H7/08GK104015752SQ201410254866
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】楊磊, 王明星, 郝保磊, 湯勁松, 李家寶, 崔雷 申請人:青島四方車輛研究所有限公司