ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ ШАХТНОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к шахтному транспорту и касается конструкции тормозных систем.
Известен рельсовый тормоз шахтного локомотива, содержащий корпус с размещенным в нем гидроприводом, шток которого кинематически связан с органами для захвата рельса, в нижней части корпуса смонтирован стакан, подпружиненный относительно корпуса, а в днище стакана выполнено отверстие, через которое пропущен указанный шток, снабженный проушиной, имеющей фигурный паз, через который пропущен валик, жестко соединенный с рычагом и тягой, один конец которой шарнирно связан с корпусом, а другой - с указанным рычагом [а.с. SU №984912 A1, B61H 7/12, опубл. 1982.12.30].
Недостатками данного устройства являются относительно низкая эффективность торможения при несоосности с продольной плоскостью рельса и наличие быстро изнашиваемого и труднопредсказуемого механизма фиксации (валик с лыской и фигурный паз).
Известно тормозное устройство для железнодорожного транспорта, содержащее наружный цилиндр-корпус с крепежным фланцем и рукояткой. Вращательное движение рукоятки при помощи кривошипно-шатунного механизма преобразуется в поступательное движение внутреннего цилиндра со смонтированным внутри него тормозным механизмом. Тормозной механизм состоит из плавающего клина с одной степенью свободы, усилие на который передается через пружину, и двух тормозных рычагов. Каждый из рычагов закреплен на индивидуальной оси и приводится в действие плавающим клином. При повороте вокруг своих осей рычаги осуществляют захват за оголовок рельса [патент RU №2570972 C2, B61H 7/12, опубл. 2015.12.20].
Недостатками данного устройства являются относительно низкая эффективность торможения.
Известен рельсовый электромагнитный тормоз, содержащий электромагнит, механизм крепления электромагнита к кронштейну рамы тележки вагона и шарнирный направляющий механизм. Направляющий механизм выполнен в виде шарнирного пятизвенника, одним из подвижных звеньев которого является электромагнит, шарнирно соединенный перекрещивающимся рычагами равной длины с балансиром, центр которого шарнирно закреплен на стойке, установленной на кронштейне рамы тележки вагона. При этом рельсовый электромагнитный тормоз работает следующим образом. При подаче питания в обмотки электромагнита возникает магнитная сила, под действием которой он перемещается вниз, до соприкосновения с рельсом. Между рабочей поверхностью электромагнита и рельсом создается тормозное усилие трения [а.с. SU 1220992 A1, B61H 7/08, опубл. 1986.03.30].
Недостатком аналога является значительные энергозатраты, так как требуется источник питания большой мощности.
Известен также рельсовый тормоз с постоянными магнитами, включающий элементы подвески его к транспортному средству, общий корпус с размещенным в нем множеством пар удлиненных в пространство стационарных постоянных магнитов, каждая из которых снабжена электрической катушкой, размещенной на якоре, а также немагнитной пластинкой, вставленной между якорем и ферромагнитными полюсными наконечниками [патент RU 2185984 C2, B61H 7/12, опубл. 2000.07.07].
Недостатком известного рельсового тормоза является наличие пружин, обеспечивающих возврат тормоза в первоначальное положение, которые с течением времени требуют замены вследствие усталости материала, из которого они изготовлены, а также использование фрикционных сил для торможения транспортного средства. Также недостатком является низкий КПД.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является магнитный тормоз, содержащий токопроводящую реактивную шину, образованную из медного материала, установленную на основании и выполненную с одной горизонтальной стенкой и не более чем с тремя установленными на ней вертикальными стенками; а также дополнительно содержит установленные по длине данной токопроводящей шины, в горизонтальной и вертикальных ее стенках, постоянные с чередующейся полярностью магниты, прочно закрепленные в линию на нижней, с усиленной жесткостью, части тормозимого движущегося средства, которые установлены с возможностью расположения этой линии постоянных магнитов вдоль токопроводящей шины магнитного тормоза при следовании тормозимого средства к месту торможения, плоские электромагнитные катушки, изготовленные из изолированного медного материала, соединенные между собой по принятой в двигателестроении схеме, и статический обратимый полупроводниковый частотный преобразователь двухзвенного типа [патент RU 2621906 Cl, В61Н 7/08 B60L 7/28, опубл. 2016.06.17].
Недостатком данного устройства торможения является низкий КПД и громоздкость конструкций.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и оптимизация тормозной системы шахтного транспорта.
Технический результат - повышение эффективности тормозной системы шахтного транспорта.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что электромагнитный тормоз для шахтного транспорта с колесной парой и индуктором содержит радиально расположенные постоянные магниты, закрепленные на статоре индуктора, электропроводящий немагнитный стаканообразный ротор, внутренний неявнополюсный сердечник, регулировочное кольцо, состоящее из ферромагнитных и немагнитных секторов, расположенных между постоянными магнитами и электропроводящим немагнитным стаканообразным ротором с возможностью поворота регулировочного кольца с шагом на 90 электрических градусов и фиксированием в его крайних положениях, причем индуктор расположен на колесной паре шахтного транспорта, а внутренний неявнополюсной сердечник представляет собой ось колесной пары.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2а и 2б - положения регулировочного кольца, соответствующие максимальному и минимальному тормозному моменту соответственно.
Электромагнитный тормоз для шахтного транспорта состоит из цилиндрического корпуса, в котором установлен индуктор 1 с радиально расположенными постоянными магнитами 2 (фиг. 1). Внутри индуктора 1 с постоянными магнитами 2 находится регулировочное кольцо 3, состоящее из ферромагнитных 4 и немагнитных секторов 5 (фиг. 2а). Количество секторов равно количеству постоянных магнитов 2 индуктора 1. Регулировочное кольцо 3вращается на подшипниках качения с шагом на 90 электрических градусов под воздействием механического привода (на чертеже не представлен)и имеет возможность фиксироваться в крайних положениях фиксирующим механизмом (на чертеже не представлен). Внутри регулировочного кольца 3 находится электропроводящий немагнитный стаканообразный ротор 6, который закреплен на цилиндрической оси колесной пары 7, выполняющей функцию магнитного сердечника (фиг. 2б).
Электромагнитный тормоз для шахтного транспорта работает следующим образом. При его включении регулировочное кольцо 3 занимает такое положение, что ферромагнитный сектор 4 регулировочного кольца 3 (фиг. 2а) располагается между постоянными магнитами 2 и цилиндрической осью колесной пары 7, и линии магнитного потока, генерируемые постоянными магнитами 2, проходят через электропроводящий немагнитный стаканообразный ротор 6 и ось колесной пары 7, как показано на фиг. 2а. При вращении оси с электропроводящим немагнитным стаканообразным ротором 6, магнитное поле будет индуцировать токи, которые, по правилу Ленца, будут препятствовать изменению магнитного потока. Поэтому на цилиндрическую ось колесной пары 7 с закрепленным на нем электропроводящим немагнитным стаканообразным ротором 6 будет действовать электромагнитный тормозной момент, и вращение оси будет замедляться.
При нахождении регулировочного кольца 3 в положении, показанном на фиг. 2а, тормозной момент будет максимален. Так как магнитный поток будет проходить через ферромагнитный сектор 4 регулировочного кольца 3, зазор между постоянными магнитами 2 и осью колесной пары 7 с минимальным сопротивлением, то на электропроводящий немагнитный стаканообразный ротор 6 наводится максимальный магнитный поток. А, следовательно, наибольшими будут и ЭДС, и вихревые токи, и тормозной момент.
Для уменьшения тормозного момента регулировочное кольцо 3 перемещают на 90 электрических градусов. И регулировочное кольцо 3принимает положение, так что, ферромагнитные сектора 4 располагаются между постоянными магнитами 2, как показано на фиг. 2б. Линии магнитного потока будут замыкаться внутри ферромагнитного сектора 4 регулировочного кольца 3, как показано на фиг. 2б. Магнитный поток, пронизывающий электропроводящий немагнитный стаканообразный ротор 6, будет близким к нулю. Поэтому тормозной момент будет минимален.
Поворот регулировочного кольца 3 из рабочего положения в нерабочее и наоборот будет осуществляться механическим приводом под управлением машиниста либо пассажира вагонетки (на чертежах не представлен).
Итак, заявленная полезная модель позволяет упростить и оптимизировать конструкцию тормозной системы шахтного транспорта путем расположения индуктора на колесной паре шахтного транспорта и возможностью управления тормозной системой с помощью регулировочного кольца.