一種電磁渦流制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)*

滕健文，孔 敏，王中流，張善文,徐志富

(1.揚(yáng)州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州華鐵鐵路配件有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225006)

0 引言

目前我國(guó)鐵路運(yùn)輸迅速發(fā)展，列車(chē)速度逐步提升，列車(chē)運(yùn)輸量日益增長(zhǎng)，列車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性就成了主要研究的方向。當(dāng)前擁有的技術(shù)能夠讓軌道列車(chē)保持中低速運(yùn)行，然而列車(chē)進(jìn)行高速運(yùn)行的時(shí)候，只能采取非粘著制動(dòng)。目前適合高速軌道列車(chē)的常見(jiàn)非粘著制動(dòng)有渦流制動(dòng)和磁軌制動(dòng)，但是，在保證高速運(yùn)行的同時(shí)，在磁軌制動(dòng)器和軌道接觸面的摩擦因數(shù)出現(xiàn)大幅度降低的情況下，制動(dòng)力明顯不足，以至于達(dá)不到制動(dòng)需求，因此有必要設(shè)計(jì)一種專(zhuān)用制動(dòng)裝置來(lái)滿(mǎn)足高速列車(chē)的制動(dòng)需求。

為改善列車(chē)在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和安全性，保證列車(chē)在高速運(yùn)行的同時(shí)具有足夠的制動(dòng)力，本文設(shè)計(jì)了一種電磁渦流制動(dòng)裝置。

1 電磁渦流制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1為電磁渦流制動(dòng)裝置總體結(jié)構(gòu)。該裝置主要由勵(lì)磁線圈單元、升降裝置、制動(dòng)傳力裝置、調(diào)隙裝置和支撐板裝置五部分組成，依次完成提供穩(wěn)定可靠制動(dòng)力、承受制動(dòng)器重力和電磁吸力的合力、傳遞制動(dòng)力、調(diào)整間隙大小、支撐升降裝置和制動(dòng)力傳遞裝置的功能。

1.1 勵(lì)磁線圈單元設(shè)計(jì)

圖2為勵(lì)磁線圈單元，該結(jié)構(gòu)中包括勵(lì)磁線圈1、鐵芯2、橫梁3、鋁板4和罩子5。鐵芯2通過(guò)螺栓與罩子5連接，勵(lì)磁線圈1纏繞設(shè)置在鐵芯2上，橫梁3兩端與罩子5采用螺栓連接，鋁板4兩側(cè)與罩子5螺栓連接。

1.2 升降裝置設(shè)計(jì)

圖3為升降裝置，包括氣缸1、支撐板2、第一上鉸鏈3和第一下鉸鏈4。氣缸1固定設(shè)置在支撐板2上，第一上鉸鏈3通過(guò)平頭銷(xiāo)釘、開(kāi)口銷(xiāo)與第一下鉸鏈4相連接，氣缸1通過(guò)銷(xiāo)軸、開(kāi)口銷(xiāo)與第一上鉸鏈3相連接，第一下鉸鏈4固定設(shè)置在罩子上。

1-勵(lì)磁線圈單元；2-升降裝置；3-制動(dòng)傳力裝置；4-調(diào)隙裝置；5-支撐板裝置圖1 電磁渦流制動(dòng)裝置總體結(jié)構(gòu)

1-勵(lì)磁線圈；2-鐵芯；3-橫梁；4-鋁板；5-罩子圖2 勵(lì)磁線圈單元

1.3 制動(dòng)傳力裝置設(shè)計(jì)

圖4為制動(dòng)傳力裝置，包括第二鉸鏈1、支撐桿2、側(cè)面支撐架3、第一法蘭盤(pán)4、彈簧5和第二法蘭盤(pán)6。第二鉸鏈1固定設(shè)置在支撐板的下方，第二鉸鏈1通過(guò)銷(xiāo)軸、開(kāi)口銷(xiāo)與支撐桿2相連接，側(cè)面支撐架3固定設(shè)置在罩子上，彈簧5設(shè)置在第一法蘭盤(pán)4與第二法蘭盤(pán)6之間。

1.4 調(diào)隙裝置設(shè)計(jì)

圖5為調(diào)隙裝置，包括第三上鉸鏈1、第三下鉸鏈2、左支撐架3和右支撐架4。第三上鉸鏈1通過(guò)平頭銷(xiāo)釘、開(kāi)口銷(xiāo)與第三下鉸鏈2連接，第三上鉸鏈1設(shè)置在支撐架上，第三下鉸鏈2固定設(shè)置在罩子上。

1-氣缸；2-支撐板；3-第一上鉸鏈；4-第一下鉸鏈圖3 升降裝置

1-第二鉸鏈；2-支撐桿；3-側(cè)面支撐架；4-第一法蘭盤(pán)；5-彈簧；6-第二法蘭盤(pán)圖4 制動(dòng)傳力裝置

1-第三上鉸鏈；2-第三下鉸鏈；3-左支撐架；4-右支撐架圖5 調(diào)隙裝置

1.5 支撐板裝置

圖6為支撐板裝置，包括支撐板1、上橫梁架2和下橫梁架3。上橫梁架2與下橫梁架3之間采用螺栓連接，下橫梁架3固定設(shè)置在支撐板1上。

2 電磁渦流制動(dòng)裝置工作過(guò)程

電磁渦流制動(dòng)裝置具體工作過(guò)程如下：如圖1所示，當(dāng)運(yùn)行列車(chē)需要制動(dòng)時(shí)，升降裝置2充氣放下勵(lì)磁單元1，勵(lì)磁單元1通電在鐵軌上產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生渦流的鐵軌對(duì)勵(lì)磁單元1產(chǎn)生電磁制動(dòng)力，電磁制動(dòng)力依次通過(guò)制動(dòng)傳力裝置3、支撐板裝置5傳遞到列車(chē)轉(zhuǎn)向架的橫梁上；當(dāng)勵(lì)磁單元1與鐵軌間隙較大時(shí)，利用調(diào)隙裝置4，通過(guò)增加或減少支撐架與上鉸鏈之間的墊片厚度來(lái)調(diào)整制動(dòng)間隙；電磁渦流制動(dòng)裝置不工作時(shí)，勵(lì)磁單元1斷電，升降裝置2放氣提升勵(lì)磁單元1遠(yuǎn)離鐵軌。

1-支撐板；2-上橫梁架；3-下橫梁架圖6 支撐板裝置

3 結(jié)語(yǔ)

為了滿(mǎn)足高速列車(chē)的制動(dòng)需求，設(shè)計(jì)了一種電磁渦流制動(dòng)裝置，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了介紹。該電磁渦流制動(dòng)裝置主要由勵(lì)磁線圈單元、升降裝置、制動(dòng)傳力裝置、調(diào)隙裝置和支撐板裝置五部分組成，具有結(jié)構(gòu)新穎、布置合理、操作簡(jiǎn)單、整體安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。