一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装的制作方法

1.本实用新型涉及永磁悬浮轨道交通的技术领域，特别涉及一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装。


背景技术：

2.磁悬浮技术是利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。目前主要有电磁悬浮、超导抗磁悬浮和永磁悬浮三大种类。
3.其中永磁悬浮是利用充磁永磁体经过特殊组合以后提供稳定的强大磁场，与列车车架上的同极磁场相排斥的作用力，实现列车的悬浮而不产生机械接触，具有无摩擦、低碳静音、舒适安全、造价相对较低、维护成本低等特点。烧结钕铁硼永磁体是实现永磁悬浮技术的物质基础，具有高磁能密度、高抗退磁能力、高性价比等特点，号称磁性材料中的“磁王”。
4.永磁悬浮技术的核心是将充磁永磁体按海尔贝克阵列完成排布组合。海尔贝克阵列（halbach array）是一种磁体组合结构，是工程上的近似理想结构，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。它的特殊意义体现在，使组合排列的一侧的磁场较强，而另一侧的磁场强度近乎为零。
5.永磁体按照海尔贝克阵列进行组合排列之前，必须先经过技术磁化到饱和状态，每一块用于永磁悬浮轨道交通领域的永磁体经过饱和磁化以后的表面磁场强度达数千高斯，与铁磁性物质会产生几百公斤的吸力，组装过程极其危险。并且永磁体采用机械力经工装设备组装后，由于加工精度的影响，仍然存在部分磁体凹凸不平或倾斜一侧的问题，进而影响永磁悬浮轨道单元整体的平面度，对磁浮列车的运行形成干涉。而若将加工精度提高到极高的程度，以消除其影响，将耗费极大的成本，提高永磁悬浮轨道交通的整体造价，不利于永磁悬浮轨道单元的推广运用。
6.因此既要优化永磁悬浮轨道单元的平面度，又要使列车运行期间，永磁悬浮轨道单元的整体平面度得到长久保持，在机械固定的基础上，需要增加一种固定工装。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装，永磁体的固定更加稳定可靠，且不会影响海尔贝克阵列的磁力线分布情况。
8.为实现上述目的，本实用新型提供的一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装，包括至少一个夹持机构，所述夹持机构安装于永磁悬浮轨道单元以阻止永磁体的上浮，所述夹持机构包括位于永磁体上方的上夹板、位于基座下方的下夹板、连接上夹板和下夹板的螺栓，所述上夹板阻止永磁体的上浮，所述上夹板、下夹板和螺栓均为非导磁性物件。
9.本技术方案是在上浮的永磁体底部涂覆粘结材料与基座粘结的基础上设置的，在永磁体和基座粘合后，本夹持机构对永磁体和基座进行预压，保证粘胶强度达到最大值之前得到暂时性固定，减轻对粘胶界面的破坏，具有安全的特点；夹持机构使用螺栓连接提供
夹紧力，可通过调整预紧力的方式控制永磁体平面度固定效果，依据永磁体实际平面度改变夹紧数量，使用便捷，调整效果明显。
10.作为优选，所述夹持工装设有多个夹持机构，各所述夹持机构沿基座长度方向平行排列。
11.本技术方案根据永磁悬浮轨道单元组装完成后，根据永磁悬浮的状态来选择夹持机构的数量，使用方便可以有效控制固化的质量。
12.作为优选，所述上夹板、下夹板和螺栓由不锈钢材料制作而成；夹持机构选用不锈钢材料，具有不导磁且强度大的特点，不会被永磁悬浮轨道单元吸附，具有安全的特点。
13.作为优选，该固定工装还包括至少一根压紧条，所述压紧条沿基座长度方向设置，位于永磁体和上夹板之间，所述压紧条阻止永磁体的上浮，所述压紧条为非导磁性物件。
14.结合上述技术方案，可以依据永磁悬浮轨道单元的平面度调整压紧条的位置、限定压紧条的数量来控制压紧力，达到紧固后提高平面度的作用。
15.作为优选，所述压紧条为不锈钢压紧条。
16.本技术方案，选用不锈钢材料制作压紧条既满足了非导磁的特性，又具有很好的强度，对永磁体进行压紧设置。
17.本实用新型的有益效果：通过粘结材料对永磁悬浮轨道单元进行粘合后，通过本实用新型对永磁悬浮轨道单元进行夹持预固定，提高单个永磁体受到的结合力，确保不会浮起，缩短固化时间。
18.本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
19.图1是本永磁体取向方向及磁力线方向。
20.图2是永磁体海尔贝克阵列受力方向示意图。
21.图3是永磁体浮起状态结构示意图。
22.图4是本实用新型的结构示意图。
23.图中：1-基座、2-上夹板、3-下夹板、4-螺栓、5-压紧条。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
25.本实施例的一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装，其充磁永磁体按海尔贝克阵列排布如图1所示，实线和箭头为永磁体充磁取向方向，箭头所指的方向为n极，虚线为磁力线走向。
26.本实用新型以5个充磁永磁体排布方式固定于基座1的容纳腔内为例，相比于3个充磁永磁体的排布方式，其表面的磁场强度更强，产生的悬浮力更大，使磁悬浮列车的载重得到提升。
27.当永磁体在永磁悬浮轨道单元阵列组合后，磁铁之间相互影响，如图2所示为各磁
铁受力方向。因此，第2和第4列的磁体会向永磁悬浮轨道单元的固定结构底部贴紧，而第1、第3、第5列的磁铁则会向上浮起，如图3所示，最终装配完成后，第1、第3、第5列的磁体仍然会有1.3mm左右的浮起，而实际永磁悬浮轨道单元的平面度要求需要小于0.5mm。
28.由于永磁体表面会涂覆有防护层，本实用新型的材料基座1优选为铝合金，因此无法焊接，只能选择粘结材料用于粘合永磁体和基座1来提高表面平面度，并利用夹持机构和压紧条的夹持、压紧状态下进行一定时间的固化，确保固化时永磁悬浮轨道单元的平面度满足实际使用要求，使永磁悬浮轨道单元的平面度要求保持在0.1mm以内。
29.如图4所示，本实用新型的夹持机构和压紧条均采用非导磁性物质，夹持机构设置有多个，可以为2个、3个、4个或者更多，其具体数量可以根据实际永磁悬浮轨道单元 的夹持状况而定。
30.具体的，再如图4所示，夹持机构包括上夹板2、下夹板3、连接上夹板2和下夹板3的螺栓4，上夹板2位于永磁体上方，沿永磁体宽度方向设置，压紧条5位于永磁体和上夹板2之间，压紧条5沿基座1的长度方向设置，下夹板3位于基座1的下方，与上夹板2对应设置，螺栓4位于基座1长度的两侧连接上夹板2和下夹板3，通过调节螺栓4提供夹紧力使上夹板2、压紧条5和下夹板3固定拧紧，通过调整预紧力的方式控制平面度固定效果，对永磁体粘结起到预压的功能，可以依据平面度调整压紧条5的位置和限定压紧条5的数量来控制压紧力，以达到紧固后提高平面度的作用。本实用新型的夹持机构可以依据实际平面度改变数量，使用便捷，调整效果明显。
31.本实用新型中永磁体和基座1的粘结固化，可以采用胶水实现两者之间的粘结，在夹持固化时，可以根据胶水的特性选择合适的固化条件，使胶水粘结力更大，确保永磁悬浮轨道单元的表面平面度。
32.本实用新型一种永磁悬浮轨道单元的夹持工装，在永磁悬浮轨道单元完成装配后，放入压紧条5，根据实际情况安装相应数量的夹持机构增加永磁体和基座1之间的粘合力，保证粘胶强度达到最大值之前得到暂时性固定，减轻对粘胶界面的破坏。
33.本实用新型中提及的基座1各个表面应保证一定的光洁度，整体应保证较小的挠度和平面度，外表面的表面光洁度是为了更加美观，内表面的光洁度是为了与充磁永磁体粘胶时的粘接强度符合要求，不能太小，也不能太大；较小的挠度和平面度是为了充磁永磁体能顺利组装到基座1的凹槽当中。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。