一种电磁涡流制动装置设计*

2021-03-18滕健文王中流张善文徐志富

机械工程与自动化 2021年1期

滕健文，孔敏，王中流，张善文,徐志富

(1.扬州大学机械工程学院，江苏扬州 225127；2.扬州华铁铁路配件有限公司，江苏扬州 225006)

0 引言

目前我国铁路运输迅速发展，列车速度逐步提升，列车运输量日益增长，列车运行的稳定性和安全性就成了主要研究的方向。当前拥有的技术能够让轨道列车保持中低速运行，然而列车进行高速运行的时候，只能采取非粘着制动。目前适合高速轨道列车的常见非粘着制动有涡流制动和磁轨制动，但是，在保证高速运行的同时，在磁轨制动器和轨道接触面的摩擦因数出现大幅度降低的情况下，制动力明显不足，以至于达不到制动需求，因此有必要设计一种专用制动装置来满足高速列车的制动需求。

为改善列车在高速运行时的稳定性和安全性，保证列车在高速运行的同时具有足够的制动力，本文设计了一种电磁涡流制动装置。

1 电磁涡流制动装置结构设计

图1为电磁涡流制动装置总体结构。该装置主要由励磁线圈单元、升降装置、制动传力装置、调隙装置和支撑板装置五部分组成，依次完成提供稳定可靠制动力、承受制动器重力和电磁吸力的合力、传递制动力、调整间隙大小、支撑升降装置和制动力传递装置的功能。

1.1 励磁线圈单元设计

图2为励磁线圈单元，该结构中包括励磁线圈1、铁芯2、横梁3、铝板4和罩子5。铁芯2通过螺栓与罩子5连接，励磁线圈1缠绕设置在铁芯2上，横梁3两端与罩子5采用螺栓连接，铝板4两侧与罩子5螺栓连接。

1.2 升降装置设计

图3为升降装置，包括气缸1、支撑板2、第一上铰链3和第一下铰链4。气缸1固定设置在支撑板2上，第一上铰链3通过平头销钉、开口销与第一下铰链4相连接，气缸1通过销轴、开口销与第一上铰链3相连接，第一下铰链4固定设置在罩子上。

1-励磁线圈单元；2-升降装置；3-制动传力装置；4-调隙装置；5-支撑板装置图1 电磁涡流制动装置总体结构

1-励磁线圈；2-铁芯；3-横梁；4-铝板；5-罩子图2 励磁线圈单元

1.3 制动传力装置设计

图4为制动传力装置，包括第二铰链1、支撑杆2、侧面支撑架3、第一法兰盘4、弹簧5和第二法兰盘6。第二铰链1固定设置在支撑板的下方，第二铰链1通过销轴、开口销与支撑杆2相连接，侧面支撑架3固定设置在罩子上，弹簧5设置在第一法兰盘4与第二法兰盘6之间。

1.4 调隙装置设计

图5为调隙装置，包括第三上铰链1、第三下铰链2、左支撑架3和右支撑架4。第三上铰链1通过平头销钉、开口销与第三下铰链2连接，第三上铰链1设置在支撑架上，第三下铰链2固定设置在罩子上。

1-气缸；2-支撑板；3-第一上铰链；4-第一下铰链图3 升降装置

1-第二铰链；2-支撑杆；3-侧面支撑架；4-第一法兰盘；5-弹簧；6-第二法兰盘图4 制动传力装置

1-第三上铰链；2-第三下铰链；3-左支撑架；4-右支撑架图5 调隙装置

1.5 支撑板装置

图6为支撑板装置，包括支撑板1、上横梁架2和下横梁架3。上横梁架2与下横梁架3之间采用螺栓连接，下横梁架3固定设置在支撑板1上。

2 电磁涡流制动装置工作过程

电磁涡流制动装置具体工作过程如下：如图1所示，当运行列车需要制动时，升降装置2充气放下励磁单元1，励磁单元1通电在铁轨上产生涡流，产生涡流的铁轨对励磁单元1产生电磁制动力，电磁制动力依次通过制动传力装置3、支撑板装置5传递到列车转向架的横梁上；当励磁单元1与铁轨间隙较大时，利用调隙装置4，通过增加或减少支撑架与上铰链之间的垫片厚度来调整制动间隙；电磁涡流制动装置不工作时，励磁单元1断电，升降装置2放气提升励磁单元1远离铁轨。