Магниторельсовое тормозное устройство
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к магниторельсовым тормозным устройствам. Магниторельсовое тормозное устройство содержит магнитное основное и/или несущее тело, зону полюсных башмаков, причем зона полюсных башмаков имеет участок, проводящий магнитный поток, и участок, прерывающий магнитный поток. Магнитное основное и/или несущее тело выполнено из материалов с разными магнитными характеристиками, что предотвращает возрастание индукции в воздушном зазоре между магниторельсовым тормозом и головкой рельса по мере износа в зоне полюсных башмаков. Магнитное основное и/или несущее тело содержит по два колена и промежуточную зону между коленами. Два колена выполнены из первого магнитного материала, а промежуточная зона основного тела между коленами выполнена из второго магнитного материала. Обращенная к рельсу часть зоны полюсных башмаков выполнена из фрикционного материала. Фрикционный материал является спеченным материалом. Участок, прерывающий магнитный поток, выполнен в виде промежуточной планки, проходящей в продольном направлении магнитного рельсового тормоза. Техническим результатом является обеспечение эффективного торможения, а также улучшение технических характеристик устройства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к магниторельсовому тормозному устройству, содержащему магнитное основное и/или несущее тело и зону полюсных башмаков, причем зона полюсных башмаков содержит участок, проводящий магнитный поток, и участок, прерывающий магнитный поток.
Магниторельсовые тормоза выполнены в виде электромагнита, состоящего из вытянутой в направлении рельса катушки и подковообразных магнитных сердечников. Протекающий в катушке постоянный ток вызывает магнитное напряжение, вырабатывающее в сердечнике магнитный поток, который замыкается через головку рельса. Величина тормозной силы магниторельсового тормоза зависит от магнитного сопротивления магнитной цепи, т.е. геометрии и проницаемости, от создаваемой током намагничивающей силы, от коэффициента трения между магнитным башмаком и рельсом, а также от состояния рельса.
В принципе, по конструкции различают два вида тормозных магнитов. В первой форме выполнения магнитный сердечник состоит из двух стальных пластин, прочно привинченных с обеих сторон к каркасу катушки. В качестве альтернативы можно выполнить тормозной магнит в виде звенного магнита. У подобной формы выполнения магнитный сердечник разделен на два концевых отрезка и несколько промежуточных звеньев. Концевые отрезки прочно свинчены с каркасом катушки, а звенья могут свободно перемещаться в отверстии кожуха катушки и повторять неровности рельса.
В отношении формы выполнения магниторельсовых тормозов следует сослаться на публикацию Bremsen fur Schienenfahrzeuge, Handbuch bremstechnische Begriffe und Werte, Seite 45 der Knorr-Bremse AG, Munchen, 1990.
В качестве фрикционных материалов в зоне полюсных башмаков в магнитных рельсовых тормозах в соответствии с уровнем техники применялась преимущественно сталь St37. Недостатком применения фрикционного слоя из St37 было то, что возникали нагартовки, сильно уменьшавшие тормозную силу тормоза. Для ее восстановления требовалось удалять нагартовки от руки, что приводило к высоким затратам на обслуживание. Применение стального литья GGG40 вызывало, правда, меньшие нагартовки, однако с помощью подобных фрикционных слоев удавалось приложить лишь небольшие тормозные силы.
Фрикционным материалом, отличающимся небольшой склонностью к нагартовке и обеспечивающим достаточный срок службы, является, например, спеченный материал в качестве фрикционного материала для зоны полюсных башмаков, причем спеченный материал содержит, по меньшей мере, одну долю порошкообразного, сдерживающего износ материала и долю образующего защитный слой порошка.
Недостатком применения спеченных материалов в качестве фрикционного материала была та проблема, что по мере износа полюсных башмаков сильно возрастали удерживающая сила и тем самым также вырабатываемые тормозные силы. Последние возрастали вдвое-втрое по сравнению с новым состоянием.
Задачей изобретения является поэтому создание магниторельсового тормоза, у которого в качестве фрикционного материала для зоны полюсных башмаков во избежание нагартовок могут применяться, например, спеченные материалы, у которых устранены недостатки уровня техники. Согласно изобретению, задача решена за счет того, что магнитное основное и/или несущее тело содержит материалы с разными магнитными характеристиками, что предотвращает возрастание индукции в воздушном зазоре между магниторельсовым тормозом и рельсом по мере износа в зоне полюсных башмаков. За счет комбинации материалов с разными магнитными характеристиками в магнитной цепи достигается то, что возрастающая за счет износа полюсных башмаков индукция вызывает более сильное магнитное насыщение материалов в определенных зонах основного тела и тем самым противодействует возрастанию удерживающей силы, т.е. возрастанию индукции в воздушном зазоре между магниторельсовым тормозом и рельсом. В одном предпочтительном выполнении изобретения может быть предусмотрено, что магнитное основное и/или несущее тело содержит по два колена и промежуточную зону между коленами. Каждые два колена содержат первый магнитный материал, а промежуточная зона между коленами содержит второй магнитный материал. Второй магнитный материал, помещаемый между коленами, является материалом с отличной от основного материала, т.е. материала колен, магнитной характеристикой и располагает требуемыми магнитными свойствами.
Преимущество данного изобретения состоит, в частности, в том, что одинаковая тормозная сила обеспечивается за пределами срока службы полюсных башмаков. Связанную с возрастанием тормозных сил более высокую механическую нагрузку магниторельсового тормоза можно, таким образом, предотвратить.
Ниже изобретение изложено на примере с помощью чертежа, на котором изображен схематичный вид отрезка рельса с магниторельсовым тормозом с полюсными башмаками.
Изображенный на чертеже магниторельсовый тормоз 1 состоит из вытянутой в продольном направлении рельса 3 катушки (не показана) и магнитного сердечника или основного или несущего тела 5, колена 5.1, 5.2 которого проходят параллельно друг другу. На концах колен 5.1, 5.2 расположены полюсные башмаки 7.1, 7.2. Между полюсными башмаками 7.1, 7.2 и головкой рельса 3 образован воздушный зазор 9. Полюсные башмаки изготовлены предпочтительно из фрикционного материала, в частности спеченного материала.
В промежутке между левым 7.1 и правым 7.2 полюсными башмаками (соответственно северный и южный полюса) может быть расположена заполняющая промежуток немагнитная, предельно износостойкая, ударопрочная и температуростойкая промежуточная планка 11.
Согласно изобретению, магнитное основное или несущее тело содержит два материала с разными температурными характеристиками. В данном случае для обоих колен 5.1, 5.2 применяют первый магнитный материал, а для промежуточной зоны 13 между обоими коленами 5.1, 5.2 основного тела - второй магнитный материал. Второй магнитный материал в промежуточной зоне 13 основного тела отличается такой магнитной характеристикой, что когда за счет износа полюсных башмаков магнитное сопротивление из-за меньшего пути, т.е. уменьшающегося воздушного зазора 9, уменьшается, а индукция возрастает, второй материал промежуточной зоны 13 основного тела, отличающийся от материала колен 5.1, 5.2, приобретает дальнейшее магнитное насыщение, что противодействует возрастанию удерживающей силы, т.е. возрастанию индукции в воздушном зазоре 9.
Благодаря изобретению впервые создан магниторельсовый тормоз, отличающийся постоянной тормозной силой за пределами срока службы полюсных башмаков, что предотвращает связанную с возрастанием тормозных сил более высокую механическую нагрузку магниторельсового тормоза.
1. Магниторельсовое тормозное устройство, содержащее магнитное основное и/или несущее тело (5), зону полюсных башмаков, причем зона полюсных башмаков имеет участок, проводящий магнитный поток, и участок, прерывающий магнитный поток, отличающееся тем, что магнитное основное и/или несущее тело (5) выполнено из материалов с разными магнитными характеристиками, что предотвращает возрастание индукции в воздушном зазоре между магниторельсовым тормозом и головкой рельса (3) по мере износа в зоне полюсных башмаков.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитное основное и/или несущее тело (5) содержит по два колена (5.1, 5.2) и промежуточную зону (13) между коленами (5.1, 5.2).
3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что каждые два колена (5.1, 5.2) выполнены из первого магнитного материала, а промежуточная зона (13) основного тела между коленами (5.1, 5.2) выполнена из второго магнитного материала.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что обращенная к рельсу (3) часть зоны полюсных башмаков выполнена из фрикционного материала.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фрикционный материал является спеченным материалом.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что участок, прерывающий магнитный поток, выполнен в виде промежуточной планки (11), проходящей в продольном направлении магнитного рельсового тормоза.
