水平转轴垂直负荷磁力卸载机构的制作方法

本发明涉及永磁磁铁应用的技术领域,特别是利用磁力减轻转水平轴对轴承压力的一种水平转轴垂直负荷磁力卸载机构。

背景技术：
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各种车辆的轮系运动组件中,一般包括车架、轴、轴承和车轮，运动方式包括两种典型的结构，一种车架固定在轴上，轴两端装有轴承，车轮装在轴承上，这种结构的轴保持不转动，这种运动车辆的轴称为定轴，一般的汽车、自行车和其他轮式车辆都是这种结构。另一种的结构形式为车轮固定在车轴两端，车轮和车轴一起转动，在车轴的两外侧另套装有轴承，车架装在轴承上，在行进时，这种结构的轴与车轮一起转动，以这种方式运动车辆的轴称为转轴，比如火车轮就是这种结构。火车的轮系最小单元一般包括四个车轮，前后两根车轴分别将左右两个车轮连接在一起，位于左、右一侧的前后两车轮通过侧架连接，该侧架通过承载鞍架在轴承上，两侧架通过摇枕固定连接为整体，负载架固定该侧架和摇枕，在运动时，四个车轮沿着铁轨运动。

由于火车的自重和运载货物或旅客，重量非常大，这巨大的负载都施加在轴承上，轴承将所承受的重力传递给车轴和车轮，在该运动系中，轴承始终是薄弱环节，在运输过程中轴承非常容易损坏，有时，仅完成一次运输任务，就需要更换轴承。这严重影响了运营成本和运营效率。减少轴承的承重和摩擦力是目前重要技术任务。现在减少摩擦力的常规方法是增加轴承的制造精度、提高轴承摩擦面的光洁度和硬度，或者保障轴承的润滑等技术手段。但这些技术手段都没有从根本上减轻运动部件的摩擦力。为了解决这一技术问题，本发明人利用永磁材料的磁吸引力作用原理，经过研究和多次试验，研制成功了本发明的水平转轴垂直负荷磁力卸载机构。

技术目的

本发明的目的在于公开一种水平转轴垂直负荷磁力卸载机构,该磁力卸载机构利用永磁材料的异性磁极相互吸引，以及磁块对磁感材料(比如铁等金属) 相互吸引的特性，异性磁极相吸，或磁材料对磁感材料相吸的作用原理，将车的自重和载重施加给轴承的力，转移到车轴上，施加给车轴的自重和载重力通过车轮直接传递到地面，从而施加给轴承的压力得以部分减少或完全减少，轴承的摩擦力大大降低，增加了轴承的实用寿命。

技术方案

本发明的水平转轴垂直负荷磁力卸载机构是以如下方式来实施的：

一种水平转轴垂直负荷磁力卸载机构，主要包括转轴、车轮、负载梁，转轴两端套装有轴承，该负载梁置放在该轴承上，其特征在于：在负载梁中间设有吊架，该吊架向下延伸通过转轴，在转轴下方位置，一托架固定在该吊架下方，在该托架上固定有磁块，与托架上的磁块正对的转轴上也设有磁块，托架上的磁块与转轴上磁块磁极相反，组成相互吸引的磁吸引力副。

该固定在托架上的磁块为磁感体，固定在转轴上的磁块与托架上的磁感体组成相互吸引的磁吸引力副。

该托架为磁感体，在转轴上固定有轴套，在该轴套上固定有磁块，该通过轴套固定在转轴上的磁块与托架组成相互吸引的磁吸引力副。

该磁吸引力副为在轴套上固定两个或两个以上的磁块，该两个或两个以上磁块之间保持一间隙，并平行并列放置，该两个或两个以上磁块的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在托架上设一个或一个以上磁阻槽，该一个或一个以上磁阻槽分别正对两个或两个以上磁块之间的间隙；该一个或一个以上磁阻槽和该两个或两个以上间隙的宽带相同；该以一定间隙固定在轴套上的两个或两个以上磁块与具有一个或一个以上磁阻槽的托架一起构成一个或一个以上具有定位功能的磁力单元。

在该转轴上的磁块为磁感体，固定在托架上的磁块与转轴上的磁感体组成相互吸引的磁吸引力副。

在该转轴上固定一轴套，该轴套为磁感体，固定在托架上的磁块与固定在转轴上的轴套组成相互吸引的磁吸引力副。

该相互吸引的磁吸引力副为在固定在托架上的两个磁块，该两个磁块之间保持一间隙，并平行并列放置，该两个磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在轴套开设一磁阻槽，该磁阻槽正对两个磁块之间的间隙；该磁阻槽和该间隙的宽 带相同；该以一定间隙固定在托架上的两个磁块与具有磁阻槽的轴套一起构成一个具有定位功能的磁力单元。

该相互吸引的磁吸引力副为在固定在托架上的三个磁块，该三个磁块之间保持一间隙，并平行并列放置，该三个磁块的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在轴套开设两个磁阻槽，该两个磁阻槽分别正对三个磁块之间的间隙；该两个磁阻槽和该两个间隙的宽带相同；该以一定间隙固定在托架上的三个磁块与具有两个磁阻槽的轴套一起构成具有定位功能的两个磁力单元。

该相互吸引的磁吸引力副为在固定在托架上的三个磁块，该三个磁块之间保持一间隙，并平行并列放置，该三个磁块的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在轴套开设两个磁阻槽，该两个磁阻槽分别正对三个磁块之间的间隙；该两个磁阻槽和该两个间隙的宽带相同；该以一定间隙固定在托架上的三个磁块与具有两个磁阻槽的轴套一起构成具有定位功能的两个磁力单元。

该相互吸引的磁吸引力副为在固定在托架上的三个以上的磁块，该三个以上磁块之间保持一间隙，并平行并列放置，该三个以上磁块的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在轴套开设两个以上磁阻槽，该两个以上磁阻槽分别正对三个以上磁块之间的间隙；该两个以上磁阻槽和该两个以上间隙的宽带相同；该以一定间隙固定在托架上的三个以上磁块与具有两个以上磁阻槽的轴套一起构成具有定位功能的两个以上磁力单元。

本发明的水平转轴垂直负荷磁力卸载机构，利用永磁材料的异性磁极相互吸引，以及磁块对磁感材料(比如铁等金属)相互吸引的特性，异性极相吸，或磁材料对磁感材料相吸的作用原理，将之前施加给轴承的力，转移到直接施加给车轴，并通过车轮传递到地面，施加给轴承的压力得以减轻或完全减少，使轴承的摩擦力大大降低。

为了更好地理解本发明的结构和工作原理，下面结合附图，通过具体实施例对本发明进行详细说明

附图说明

图1本发明的俯视总体结构示意图；

图2为图1的B-B截面图；

图3为图1的A-A截面图；

图4为图5的A-A截面图；

图5为本发明的实施例磁力副结构示意图；

图6本发明另一实施例的磁力副结构示意图；

图7本发明再一实施例的磁力副结构示意图；

图8具有一组定位功能的磁力副结构示意图；

图9具有两组定位功能的磁力副结构示意图；

图10具有三组定位功能的磁力副结构示意图；

附图中：

1-车轮，

2-转轴、21、26-磁阻槽、22、25-磁感体、23-轴套；

3-负载梁、31-悬臂、32-吊架、33-托架、34-侧架；35-磁感体、36-磁阻槽；

4-磁块；

5-轴承；

具体实施例

本发明中所说的磁块，有时为磁感材料，当上下两个磁块组成磁力副时，两磁块的异性磁极相对，当其中一个磁块替换为磁感材料时，磁块的任意一极都能对磁感材料产生磁力，形成磁力副。

图1本发明的俯视总体结构示意图、图2为图1的B-B截面图和图3为图1的A-A截面图，如图所示，是火车的轮系最小单元一般包括四个车轮1，两根车轴2分别将左右两个车轮1连接在一起，位于左、右一侧的前后两车轮1通过侧架34连接，该侧架34通过承载鞍架(图中未标出)在轴承5上，两侧架34通过摇枕(图中未显示)固定连接为整体，负载架3固定该侧架34和摇枕上。该水平转轴垂直负荷磁力卸载机构，主要包括转轴2、车轮1、负载梁3，转轴2两端套装有轴承5，该负载梁3置放在该轴承5上，在负载梁中间设有吊架32，该吊架32向下延伸通过转轴2，在转轴2下方位置，一托架33固定在该吊架32下方，在该托架33上固定有六个磁块。在转轴上对应设有该六个磁块，该六个磁块与托架上的磁块正对，托架上的磁块与转轴上磁块磁极相反，组成相互 吸引的磁吸引力副。

在其他实施例中，该固定在托架上的磁块4为磁感体，或者托架本身为磁感体，该固定在转轴2上的磁块与托架33上的磁感体组成相互吸引的磁吸引力副。

图8具有一组定位功能的磁力副结构示意图；如图所示，该托架33为磁感体，在转轴2上固定有轴套23，在该轴套23上固定有两个磁块4，该两个磁块4之间设有间隙B，且磁极相反，向下伸出该轴套23表面；在在托架上开设一磁阻槽A，该磁阻槽A正对两个磁块4之间的间隙B；该磁阻槽A和该间隙B的宽带相同；该以一定间隙固定在轴套上的两个磁块与具有磁阻槽的托架一起构成一个具有定位功能的磁力单元。

固定轴套23上的两个磁块4之间设有间隙B，在正对该间隙B处开有磁阻槽A，在磁阻槽A的左边为感应磁极S’，在磁阻槽A的右边为感应磁极N’，左边的磁块4与感应磁极S’产生磁吸引力，右边的磁块4与感应磁极N’产生磁吸引力。由于磁阻槽A的存在，切断了左边的磁块4对感应磁极N’的磁力线，以及切断了右边的磁块4对感应磁极S’的磁力线，因此，由左右磁块4和具有磁阻槽A的托架33组成具有定位功能的磁力副结构。

图9具有两组定位功能的磁力副结构示意图；如图所示，该相互吸引的磁吸引力副为在固定在托架上的三个磁块4，该三个磁块4之间保持间隙B1和B2，并平行并列放置，该三个磁块4的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架33表面；在轴套23开设两个磁阻槽A1和A2，该两个磁阻槽A1和A2分别正对三个磁块4之间的间隙B1和B2；该两个磁阻槽A1和A2和该两个间隙B1和B2的宽带相同；该以间隙A1和A2固定在托架上的三个磁块4与具有两个磁阻槽B1和B2的轴套一起构成具有定位功能的两个磁力单元。

图10具有三组定位功能的磁力副结构示意图；如图所示，该实施例的磁吸引力副是在托架33上的四个磁块4，该四个磁块之间保持间隙B1、B2和B3，并平行并列放置，该四个磁块4的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该托架表面；在轴套23开设三个磁阻槽A1、A2和A3，该三个磁阻槽A1、A2和A3分别正对磁块之间的三个间隙B1、B2和B3；该三个磁阻槽A1、A2和A3与该三个间隙B1、B2和B3的宽带相同；构成具有定位功能的三个磁力单元。

所述的间隙的宽度B的尺寸范围是0.1毫米(mm)到10毫米(mm)。间隙的垂直高度的尺寸范围是大于或者等于0.1毫米(mm)。

所述的磁阻槽的开口宽度A的尺寸范围是0.1毫米(mm)到10毫米(mm)。磁阻槽的垂直深度的尺寸范围是大于或者等于0.1毫米(mm)。

图4为图5的A-A截面图，图5为本发明的实施例磁力副结构示意图；如图所示，主要包括转轴2、车轮1、负载梁3，转轴2两端套装有轴承5，该负载梁3置放在该轴承5上，在负载梁中间设有吊架32，该吊架32向下延伸通过转轴2，在转轴2下方位置，一托架33通过螺栓固定在该吊架32下方。在该托架33上固定有六个磁块4。该六个磁块4之间保持一间隙，并平行并列放置，该六个磁块4的相邻的各磁块的磁极相反，向上伸出该托架33表面；在转轴上开设五个磁阻槽，该五个磁阻槽分别正对六个磁块之间的间隙；该五个磁阻槽和该五个间隙的宽带相同；该以一定间隙固定在托架上的六个磁块与具有五个磁阻槽的转轴一起构成具有定位功能的五个磁力单元。

与托架上的磁块正对的转轴上也设有磁块，托架上的磁块与转轴上磁块磁极相反，组成相互吸引的磁吸引力副。

图6本发明另一实施例的磁力副结构示意图；图6与图5中的实施例的主要区别是在转轴上固定有轴套23，在轴套23上开设磁阻槽。在该托架33上固定有六个磁块4。该六个磁块4之间保持一间隙，并平行并列放置，该六个磁块4的相邻的各磁块的磁极相反，向上伸出该托架33表面；在轴套23开设五个磁阻槽26，该五个磁阻槽26分别正对六个磁块之间的间隙；该五个磁阻槽26和该五个间隙的宽带相同；两相邻磁阻槽26之间的凸台25与各对应的磁块4形成磁力副。该以一定间隙固定在托架上的六个磁块4与具有五个磁阻槽26的轴套23一起构成具有定位功能的五个磁力单元。

在另外的实施例中，该托架33可为磁感体，在转轴2上固定有轴套23，在该轴套上固定有磁块，该通过轴套固定在转轴上的磁块与托架组成相互吸引的磁吸引力副。

图7本发明再一实施例的磁力副结构示意图；如图所示，在转轴2上固定有轴套23，磁块4固定在轴套23上。该六个磁块4之间保持一间隙，并平行并列放置，该六个磁块4的相邻的各磁块的磁极相反，伸出该轴套23的外周面；在托架上开设五个磁阻槽34，该五个磁阻槽34分别正对六个磁块之间的间隙；两相邻磁阻槽36之间的凸台35与各对应的磁块4形成磁力副。该五个磁阻槽和该五个间隙的宽带相同；构成具有定位功能的五个磁力单元。

根据发明的构思和工作原理，本领域的普通技术人员可对本说明书中公开的实施例进行变换，这些改变都属于本发明的保护范围，为了节省篇幅，其他实施例在此不再赘述。