專利名稱：軌道渦流制動試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗裝置，尤其是模擬列車軌道渦流制動并測試其制動力的試驗裝置。
長期以來，列車的制動大都采用列車基礎制動、電阻制動和再生制動，近期還有盤形制動。這些制動方式都依賴輪緣與鋼軌間的粘著力，通過摩擦，實現(xiàn)制動，所以不可避免地存在著輪軌間摩擦、打滑、電阻發(fā)熱、或需經(jīng)常更換被磨損的制動部件，同時產(chǎn)生制動摩擦和摩擦粉塵污染等這樣或那樣的缺陷，對于高速列車這些缺陷更為突出。八十年代開始，德國、法國、日本相繼開始了利用電磁鐵在軌面產(chǎn)生的渦流對高速運行的列車進行制動的研究。這種軌道渦流制動的原理是懸掛在轉(zhuǎn)向架下與軌面保持一定氣隙并通以直流電流的電磁鐵，會在軌道表面層中產(chǎn)生渦流，在渦流磁通的作用下，正常分布的磁通畸變?yōu)樾本€分布的磁通，斜線分布的磁通分解為垂直軌面和平行軌面的兩個磁通分量，前者吸引鋼軌，使列車粘著重量增加，有利于制動，后者通過電磁鐵拉住前進的列車，成為制動力。
利用該原理，日本研制了一種軌道輪不旋轉(zhuǎn)、而由電磁鐵繞軌道輪轉(zhuǎn)動模擬列車運動的軌道渦流制動試驗臺，由于該試驗臺需要利用電刷為旋轉(zhuǎn)的電磁鐵通以大電流，因而除維護檢修量大外，有時還會因電刷接觸不良影響制動力的穩(wěn)定發(fā)揮；而德國研制的在“ZEV-GLAS，1985，109(9)368”中公開的軌道渦流制動試驗臺，雖然其電磁鐵不旋轉(zhuǎn)、而利用軌道輪旋轉(zhuǎn)模擬列車運動，因而不需電刷，無電接觸、維護檢修的問題，但由于其電磁鐵及支架采用斜倚式，大部分重量都依托在測試動力承臺上，因而對轉(zhuǎn)動輪的動平衡要求很高，振動較大，對制動力測試的干擾也大。
本實用新型的目的是提供一種制動力穩(wěn)定、振動小、測試數(shù)據(jù)準確的軌道渦流制動試驗臺。
本實用新型的解決方案是，一種軌道渦流制動試驗臺，由機械部分、電氣部分、測量部分組成，機械部分由基座、電機、主軸、軌道輪、支架、制動電磁鐵構(gòu)成，電機帶動主軸旋轉(zhuǎn)，軌道輪安裝在主軸中部，制動電磁鐵通過連接在支架頂部的拉桿吊裝在支架內(nèi)、軌道輪的輪緣外側(cè)并與軌道輪保持一定氣隙，支架底端通過軸承安裝在主軸上；測量裝置由轉(zhuǎn)速計、測力傳感器、記錄儀器構(gòu)成，其特征在于；軌道輪一側(cè)還同軸安裝有一與軌道輪直徑相同的慣性輪，支架通過軸承垂直安裝在主軸上，并可繞主軸向兩側(cè)作小幅擺動，軌道輪與慣性輪位于支架內(nèi)，制動電磁鐵通過兩根裝有拉力傳感器的拉桿吊裝在軌道輪正上方的支架上，支架兩側(cè)還有兩個測力座，每個測力座頂端均沿軌道輪切線方向安裝了一個壓力傳感器，轉(zhuǎn)速計安裝在主軸端部。
所述拉桿上部有螺紋，拉桿通過螺紋配合緊固在支架頂端，調(diào)整拉桿可以改變制動電磁鐵與軌道輪間氣隙大小。
所述制動電磁鐵由弧形磁軛和安裝在磁軛內(nèi)并串聯(lián)的6～8塊電磁鐵構(gòu)成，制動電磁鐵與軌道輪的氣隙為4～10mm。
所述磁軛還經(jīng)一吊桿與支架頂部相連，正常情況下該吊桿處于非受力狀況。
所述支架兩側(cè)端板上對應于磁軛的位置等距離通過螺紋配合安裝了2～10個定位裝置，并在對應于制動電磁鐵的部位開有1～4個通風、觀察窗口。
所述電機通過傳動皮帶與主軸相連，帶動主軸旋轉(zhuǎn)。
所述電氣部分由IGBT直流斬波勵磁控制柜和交流傳動IGBT變頻調(diào)速柜構(gòu)成，IGBT直流斬波勵磁控制柜為制動電磁鐵提供0～200A的直流電；交流傳動IGBT變頻調(diào)速柜為電動機提供頻率在0～60Hz任意可調(diào)的交流電。
本實用新型由于將支架和制動電磁鐵安裝在軌道輪的正上方，避免了試驗臺振動過大的現(xiàn)象，在慣性輪和軌道輪以300公里／小時的速度高速運轉(zhuǎn)時試驗臺僅產(chǎn)生微小振動，保證了試驗安全，制動力測試數(shù)據(jù)可靠、準確；另外，安裝在支架頂部與制動電磁鐵連接的非受力吊桿還能在拉桿斷裂時承受制動電磁鐵的重量，防止制動電磁鐵在意外情況下墜落引發(fā)的嚴重事故。
下面，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。


圖1為本實用新型的組裝圖；圖2為本實用新型制動電磁鐵部分的割面圖。
實施例從圖1可見，本實用新型由基座1、主軸6、軌道輪4、慣性輪5、支架17、軸承7、支承套8、制動電磁鐵14、定位裝置3、拉桿15、拉力傳感器16、吊桿2、測力座12、壓力傳感器13、電機11、剎車裝置10、傳動皮帶9組成。主軸6的兩端經(jīng)支承套8安裝在基座上，其一端端部通過傳動皮帶9與電機11的軸端相連，剎車裝置10安裝在電機11與傳動皮帶9間，支架17的底部經(jīng)軸承7安裝在主軸6上，軌道輪4、慣性輪5套裝在主軸6中部的支架17內(nèi)，測力座12位于支架17兩側(cè)，其頂部沿軌道輪4的切線方向安裝有壓力傳感器13。由圖2可知，支架17的兩側(cè)端板上對應于制動電磁鐵14的磁軛18部位各有三個等距離的定位裝置3，該定位裝置3由一端帶螺紋的螺桿和嵌入螺桿另一端的滾珠構(gòu)成，以使制動電磁鐵14定位。在支架17的兩側(cè)端板上對應于制動電磁鐵14部位等距離開有二個通風、觀察窗口19。制動電磁鐵14由磁軛18和六個串聯(lián)的電磁鐵14構(gòu)成，它經(jīng)拉桿15和拉力傳感器16吊裝在支架17上，并位于軌道輪4的正上方。拉桿15上部有螺紋，其下部聯(lián)結(jié)拉力傳感器16，拉桿15上部通過螺母緊固在支架17頂部，調(diào)節(jié)拉桿15可以改變制動電磁鐵14與軌道輪4之間的氣隙，以便將氣隙調(diào)整在規(guī)定范圍。制動電磁鐵14的磁軛18中部還與支架17頂部連接有一吊桿2，吊桿2在正常情況時處于非受力狀態(tài)，一旦拉桿15斷裂，吊桿2就承受制動電磁鐵14的重量，避免制動電磁鐵14墜落損壞和事故發(fā)生。
當電機11得電時，電機11轉(zhuǎn)動帶動傳動皮帶9運動，傳動皮帶9帶動主軸6旋轉(zhuǎn)，進而使軌道輪4、慣性輪5旋轉(zhuǎn)，軌道輪4的轉(zhuǎn)速可通過改變聯(lián)接電機11的交流傳動IGBT變頻調(diào)速柜的輸出電源頻率給定。安裝在主軸6端部的轉(zhuǎn)速計經(jīng)抗干擾導線與記錄裝置相聯(lián)，隨時將主軸6的轉(zhuǎn)速傳至記錄裝置。在軌道輪4高速旋轉(zhuǎn)時，當IGBT直流斬波勵磁控制柜為制動電磁鐵14通以電流量一定的直流勵磁電流時，制動電磁鐵14周圍產(chǎn)生磁埸，磁埸穿過僅與制動電磁鐵保持4～10mm氣隙且高速旋轉(zhuǎn)的軌道輪4表面，就會在軌道輪4的表面產(chǎn)生渦流；并由此產(chǎn)生一個垂直于軌道輪4表面的吸力和一個在軌道輪4表面切線方向的制動力，這個吸力通過拉桿15上的拉力傳感器16傳至記錄裝置，制動力通過支架17兩側(cè)的壓力傳感器13傳至記錄裝置；在高速旋轉(zhuǎn)的軌道輪4因渦流制動作用迅速減速到停的全過程中，制動力、拉力及轉(zhuǎn)速等信號通過抗干擾導線和抗干擾處理，實時地送到記錄裝置，由其記錄和打印。
權(quán)利要求1.一種軌道渦流制動試驗臺，由機械部分、電氣部分、測量部分組成，機械部分由基座、電機、主軸、軌道輪、支架、制動電磁鐵構(gòu)成，電機帶動主軸旋轉(zhuǎn)，軌道輪安裝在主軸中部，制動電磁鐵通過連接在支架頂部的拉桿吊裝在支架內(nèi)、軌道輪的輪緣外側(cè)并與軌道輪保持一定氣隙，支架底端通過軸承安裝在主軸上，測量裝置由轉(zhuǎn)速計、測力傳感器、記錄儀器構(gòu)成，其特征在于軌道輪一側(cè)還同軸安裝有一與軌道輪直徑相同的慣性輪，支架通過軸承垂直安裝在主軸上，并可繞主軸向兩側(cè)作小幅擺動，軌道輪與慣性輪位于支架內(nèi)，制動電磁鐵通過兩根裝有拉力傳感器的拉桿吊裝在軌道輪正上方的支架上，支架兩側(cè)還有兩個測力座，每個測力座頂端均沿軌道輪切線方向安裝了一個壓力傳感器，轉(zhuǎn)速計安裝在主軸端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于所述拉桿上有螺紋，拉桿通過螺紋配合緊固在支架頂端，調(diào)整拉桿可以改變制動電磁鐵與軌道輪間氣隙大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于所述制動電磁鐵由弧形磁軛和安裝在磁軛內(nèi)并串聯(lián)的6～8塊電磁鐵構(gòu)成，制動電磁鐵與軌道輪的氣隙為4～10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于所述磁軛還經(jīng)一吊桿與支架頂部相連，且正常情況時該吊桿處于非受力狀況。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于在所述支架兩側(cè)端板上對應于磁軛的位置等距離通過螺紋配合安裝了2～10個定位裝置，并在對應于制動電磁鐵的部位開有1～4個通風、觀察窗口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于所述電機通過傳動皮帶與主軸相連，帶動主軸旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道渦流制動試驗臺，其特征在于所述電器部分由IGBT直流斬波勵磁控制柜和交流傳動IGBT變頻調(diào)速柜構(gòu)成，IGBT直流斬波勵磁控制柜為制動電磁鐵提供0～200A的直流電，交流傳動IGBT變頻調(diào)速柜為電動機提供頻率在0～60Hz任意可調(diào)的交流電。
專利摘要本實用新型涉及一種進行列車軌道渦流制動試驗并測試其制動力的試驗裝置。它由采用基座、電機、主軸、軌道輪、剎車裝置、支架、制動電磁鐵構(gòu)成的機械部分、測量部分、電氣部分組成,其特征在于:它還有一個與軌道輪同軸的慣性輪,支架和制動電磁鐵位于軌道輪的正上方,支架兩側(cè)沿軌道輪切線方向設置了兩個壓力傳感器。其優(yōu)點是試驗臺振動小,制動力測試數(shù)據(jù)的可靠、準確。
文檔編號G01N27/90GK2415359SQ0022438
公開日2001年1月17日 申請日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者邵丙衡, 朱先福, 付俊英, 夏為林, 應之丁, 趙懸輝, 王敷政 申請人:株洲電力機車廠, 上海鐵道大學