专利名称：轨道涡流制动试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验装置，尤其是模拟列车轨道涡流制动并测试其制动力的试验装置。
长期以来，列车的制动大都采用列车基础制动、电阻制动和再生制动，近期还有盘形制动。这些制动方式都依赖轮缘与钢轨间的粘着力，通过摩擦，实现制动，所以不可避免地存在着轮轨间摩擦、打滑、电阻发热、或需经常更换被磨损的制动部件，同时产生制动摩擦和摩擦粉尘污染等这样或那样的缺陷，对于高速列车这些缺陷更为突出。八十年代开始，德国、法国、日本相继开始了利用电磁铁在轨面产生的涡流对高速运行的列车进行制动的研究。这种轨道涡流制动的原理是悬挂在转向架下与轨面保持一定气隙并通以直流电流的电磁铁，会在轨道表面层中产生涡流，在涡流磁通的作用下，正常分布的磁通畸变为斜线分布的磁通，斜线分布的磁通分解为垂直轨面和平行轨面的两个磁通分量，前者吸引钢轨，使列车粘着重量增加，有利于制动，后者通过电磁铁拉住前进的列车，成为制动力。
利用该原理，日本研制了一种轨道轮不旋转、而由电磁铁绕轨道轮转动模拟列车运动的轨道涡流制动试验台，由于该试验台需要利用电刷为旋转的电磁铁通以大电流，因而除维护检修量大外，有时还会因电刷接触不良影响制动力的稳定发挥；而德国研制的在“ZEV-GLAS，1985，109(9)368”中公开的轨道涡流制动试验台，虽然其电磁铁不旋转、而利用轨道轮旋转模拟列车运动，因而不需电刷，无电接触、维护检修的问题，但由于其电磁铁及支架采用斜倚式，大部分重量都依托在测试动力承台上，因而对转动轮的动平衡要求很高，振动较大，对制动力测试的干扰也大。
本实用新型的目的是提供一种制动力稳定、振动小、测试数据准确的轨道涡流制动试验台。
本实用新型的解决方案是，一种轨道涡流制动试验台，由机械部分、电气部分、测量部分组成，机械部分由基座、电机、主轴、轨道轮、支架、制动电磁铁构成，电机带动主轴旋转，轨道轮安装在主轴中部，制动电磁铁通过连接在支架顶部的拉杆吊装在支架内、轨道轮的轮缘外侧并与轨道轮保持一定气隙，支架底端通过轴承安装在主轴上；测量装置由转速计、测力传感器、记录仪器构成，其特征在于；轨道轮一侧还同轴安装有一与轨道轮直径相同的惯性轮，支架通过轴承垂直安装在主轴上，并可绕主轴向两侧作小幅摆动，轨道轮与惯性轮位于支架内，制动电磁铁通过两根装有拉力传感器的拉杆吊装在轨道轮正上方的支架上，支架两侧还有两个测力座，每个测力座顶端均沿轨道轮切线方向安装了一个压力传感器，转速计安装在主轴端部。
所述拉杆上部有螺纹，拉杆通过螺纹配合紧固在支架顶端，调整拉杆可以改变制动电磁铁与轨道轮间气隙大小。
所述制动电磁铁由弧形磁轭和安装在磁轭内并串联的6～8块电磁铁构成，制动电磁铁与轨道轮的气隙为4～10mm。
所述磁轭还经一吊杆与支架顶部相连，正常情况下该吊杆处于非受力状况。
所述支架两侧端板上对应于磁轭的位置等距离通过螺纹配合安装了2～10个定位装置，并在对应于制动电磁铁的部位开有1～4个通风、观察窗口。
所述电机通过传动皮带与主轴相连，带动主轴旋转。
所述电气部分由IGBT直流斩波励磁控制柜和交流传动IGBT变频调速柜构成，IGBT直流斩波励磁控制柜为制动电磁铁提供0～200A的直流电；交流传动IGBT变频调速柜为电动机提供频率在0～60Hz任意可调的交流电。
本实用新型由于将支架和制动电磁铁安装在轨道轮的正上方，避免了试验台振动过大的现象，在惯性轮和轨道轮以300公里／小时的速度高速运转时试验台仅产生微小振动，保证了试验安全，制动力测试数据可靠、准确；另外，安装在支架顶部与制动电磁铁连接的非受力吊杆还能在拉杆断裂时承受制动电磁铁的重量，防止制动电磁铁在意外情况下坠落引发的严重事故。
下面，结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
图1为本实用新型的组装图；图2为本实用新型制动电磁铁部分的割面图。
实施例从图1可见，本实用新型由基座1、主轴6、轨道轮4、惯性轮5、支架17、轴承7、支承套8、制动电磁铁14、定位装置3、拉杆15、拉力传感器16、吊杆2、测力座12、压力传感器13、电机11、刹车装置10、传动皮带9组成。主轴6的两端经支承套8安装在基座上，其一端端部通过传动皮带9与电机11的轴端相连，刹车装置10安装在电机11与传动皮带9间，支架17的底部经轴承7安装在主轴6上，轨道轮4、惯性轮5套装在主轴6中部的支架17内，测力座12位于支架17两侧，其顶部沿轨道轮4的切线方向安装有压力传感器13。由图2可知，支架17的两侧端板上对应于制动电磁铁14的磁轭18部位各有三个等距离的定位装置3，该定位装置3由一端带螺纹的螺杆和嵌入螺杆另一端的滚珠构成，以使制动电磁铁14定位。在支架17的两侧端板上对应于制动电磁铁14部位等距离开有二个通风、观察窗口19。制动电磁铁14由磁轭18和六个串联的电磁铁14构成，它经拉杆15和拉力传感器16吊装在支架17上，并位于轨道轮4的正上方。拉杆15上部有螺纹，其下部联结拉力传感器16，拉杆15上部通过螺母紧固在支架17顶部，调节拉杆15可以改变制动电磁铁14与轨道轮4之间的气隙，以便将气隙调整在规定范围。制动电磁铁14的磁轭18中部还与支架17顶部连接有一吊杆2，吊杆2在正常情况时处于非受力状态，一旦拉杆15断裂，吊杆2就承受制动电磁铁14的重量，避免制动电磁铁14坠落损坏和事故发生。
当电机11得电时，电机11转动带动传动皮带9运动，传动皮带9带动主轴6旋转，进而使轨道轮4、惯性轮5旋转，轨道轮4的转速可通过改变联接电机11的交流传动IGBT变频调速柜的输出电源频率给定。安装在主轴6端部的转速计经抗干扰导线与记录装置相联，随时将主轴6的转速传至记录装置。在轨道轮4高速旋转时，当IGBT直流斩波励磁控制柜为制动电磁铁14通以电流量一定的直流励磁电流时，制动电磁铁14周围产生磁埸，磁埸穿过仅与制动电磁铁保持4～10mm气隙且高速旋转的轨道轮4表面，就会在轨道轮4的表面产生涡流；并由此产生一个垂直于轨道轮4表面的吸力和一个在轨道轮4表面切线方向的制动力，这个吸力通过拉杆15上的拉力传感器16传至记录装置，制动力通过支架17两侧的压力传感器13传至记录装置；在高速旋转的轨道轮4因涡流制动作用迅速减速到停的全过程中，制动力、拉力及转速等信号通过抗干扰导线和抗干扰处理，实时地送到记录装置，由其记录和打印。
权利要求1.一种轨道涡流制动试验台，由机械部分、电气部分、测量部分组成，机械部分由基座、电机、主轴、轨道轮、支架、制动电磁铁构成，电机带动主轴旋转，轨道轮安装在主轴中部，制动电磁铁通过连接在支架顶部的拉杆吊装在支架内、轨道轮的轮缘外侧并与轨道轮保持一定气隙，支架底端通过轴承安装在主轴上，测量装置由转速计、测力传感器、记录仪器构成，其特征在于轨道轮一侧还同轴安装有一与轨道轮直径相同的惯性轮，支架通过轴承垂直安装在主轴上，并可绕主轴向两侧作小幅摆动，轨道轮与惯性轮位于支架内，制动电磁铁通过两根装有拉力传感器的拉杆吊装在轨道轮正上方的支架上，支架两侧还有两个测力座，每个测力座顶端均沿轨道轮切线方向安装了一个压力传感器，转速计安装在主轴端部。
2.根据权利要求1所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于所述拉杆上有螺纹，拉杆通过螺纹配合紧固在支架顶端，调整拉杆可以改变制动电磁铁与轨道轮间气隙大小。
3.根据权利要求1所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于所述制动电磁铁由弧形磁轭和安装在磁轭内并串联的6～8块电磁铁构成，制动电磁铁与轨道轮的气隙为4～10mm。
4.根据权利要求2所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于所述磁轭还经一吊杆与支架顶部相连，且正常情况时该吊杆处于非受力状况。
5.根据权利要求1所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于在所述支架两侧端板上对应于磁轭的位置等距离通过螺纹配合安装了2～10个定位装置，并在对应于制动电磁铁的部位开有1～4个通风、观察窗口。
6.根据权利要求1所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于所述电机通过传动皮带与主轴相连，带动主轴旋转。
7.根据权利要求1所述的轨道涡流制动试验台，其特征在于所述电器部分由IGBT直流斩波励磁控制柜和交流传动IGBT变频调速柜构成，IGBT直流斩波励磁控制柜为制动电磁铁提供0～200A的直流电，交流传动IGBT变频调速柜为电动机提供频率在0～60Hz任意可调的交流电。
专利摘要本实用新型涉及一种进行列车轨道涡流制动试验并测试其制动力的试验装置。它由采用基座、电机、主轴、轨道轮、刹车装置、支架、制动电磁铁构成的机械部分、测量部分、电气部分组成,其特征在于:它还有一个与轨道轮同轴的惯性轮,支架和制动电磁铁位于轨道轮的正上方,支架两侧沿轨道轮切线方向设置了两个压力传感器。其优点是试验台振动小,制动力测试数据的可靠、准确。
文档编号G01N27/90GK2415359SQ0022438
公开日2001年1月17日 申请日期2000年3月17日 优先权日2000年3月17日
发明者邵丙衡, 朱先福, 付俊英, 夏为林, 应之丁, 赵悬辉, 王敷政 申请人:株洲电力机车厂, 上海铁道大学