[實用新型]一種中低速磁浮列車用F型鋼軌及懸浮和推進系統結構

有效

• 申請號: 201420436573.4
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN204059111U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 董杰
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: E01B25/32
• 分類號: E01B25/32;B60L13/04
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王敬波

技術領域

本實用新型涉及磁浮列車軌道領域，具體地，涉及一種中低速磁浮列車軌道用F型鋼軌及懸浮和推進系統結構。

背景技術

早在20世紀70年代美國、德國和日本等國家即進入磁浮列車的應用研究，中低速磁浮的研究主要是德國和日本，70年代后期日本從德國引進中低速磁浮軌道交通專利技術，德國就轉向主要研究高速磁浮。日本經過近40多年的研究，使中低速磁浮軌道交通技術有了新的發展，并建成名古屋8.9km運營線。我國20世紀90年代開始進行磁浮軌道交通技術的研究，先后有中科院、鐵科院、西南交大、國防科大等開始進行磁浮列車的研究工作，1992年磁浮列車關鍵技術研究列入“八五”國家重點科技攻關計劃，取得階段性研究結果，并于1995年首次成功實現了實驗室內全尺寸單轉向架的載人運行。2002年到2012年，我國先后建成國防科大200米、唐山1500米、上海1700米、株洲1600米的中低速磁浮試驗線，列車試驗速度達到80-120公里/小時。

中國專利CN200820174074.7公開了一種中低速磁懸浮列車軌道用熱軋F型異型鋼的形狀，直接通過熱軋的方法生產。該異型鋼的橫斷面為F形，表面是一個平臺面，異型鋼平臺面的一側設有一個傾斜伸出段，該傾斜伸出段的中心線與槽底平面的法線方向間有一個夾角，異型鋼的中部設有一個垂直伸出段，垂直伸出段的中心線垂直于槽底平面，與傾斜伸出段相對的平臺面的另一側設有一個平行于槽底平面的水平伸出段，各拐角處為圓弧形。這種設計是為了保證該產品能夠直接通過熱軋的方法生產而不需焊接和機械加工。

中國專利CN01126937.5公開了一種磁懸浮列車用高性能軟磁鋼，其成分C：0.010-0.070％，Si：1.0-2.0％，Mn：0.30-0.80％，P：≤0.020％，S：≤0.01％，AlT：0.02-0.090％，Cr：0.60-1.0，Cu：0.20-0.60％，Ti：≤0.008％，N：≤0.01％，Ni：≤0.8％，Ca：≤100ppm，其余為鐵和不可避免的夾雜。鋼板正火溫度控制在930-970，冷卻速度控制在0.5-2/s之間，當鋼板溫度≤650時，鋼板自然空冷到室溫。該專利所生產薄鋼板是用于高速磁浮列車定子繞組的疊片鋼，成分復雜，生產過程控制復雜，生產成本高。

現有的中低速磁懸浮列車軌道用F型鋼和國內已經建成的幾條試驗線主要是由萊鋼集團采用Q235B鋼生產和供應。F型鋼軌兩磁極腿與對應的懸浮U型磁鐵的兩個鐵芯磁極形成中低速磁浮列車的懸浮系統，F型鋼軌與其上面的感應鐵芯作為整體由熱軋工藝生產,感應鐵芯上面安裝有感應鋁板做為直線電機的轉子，與車上的直線電機定子線圈組成推動動力系統；懸浮系統電磁鐵采用直流電產生不變磁場，F型鋼軌宜采用硬磁性材料更有利于提高懸浮性能，目前采用的Q235B鋼屬于一般的軟磁性材料，顯然不能更好地滿足磁浮列車節能的要求；F型鋼軌的上表面做為直線電機的轉子與感應鋁板配合，直線電機采用的是三向交流電，在定子產生交變的磁場，同時在F型鋼上表面產生異步交變的感應磁場，交變的感應磁場需要軟磁性能更好的材料，由于目前F型鋼軌采用整體由熱軋工藝生產，只能采用同一鋼種Q235B鋼，Q235B鋼也不是軟磁性能最好的材料，顯然不能更好地滿足磁浮列車節能的要求；目前采用整體直接熱軋生產的F型鋼其材質無法同時滿足集硬磁性和軟磁性于一體的節能技術要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是，針對上述問題，提供一種中低速磁浮列車用F型鋼軌，并進一步地提供一種同時提高懸浮力和直線電機推進力的中低速磁浮列車軌道用懸浮和推進系統結構。

本實用新型的中低速磁浮列車用F型鋼軌，包括F型鋼1、鋁感應板3和緊固螺栓4，所述F型鋼1的下表面分別設有外磁極腿5和內磁極腿6，本實用新型所述F型鋼軌還包括感應鐵芯2；

所述F型鋼1橫斷面為F形，上表面7是一個平面；所述鋁感應板3設于感應鐵芯2上方，與感應鐵芯2采用同一組緊固螺栓4安裝在F型鋼的上表面7上，組成直線電機的轉子結構。

作為上述技術方案的一種改進，所述的感應鐵芯2為軟磁鋼，所述軟磁鋼的化學成分組成，優選地，按重量百分比為：C：0.005％～0.15％，Mn：0.25％～0.60％，Si：0.30％～1.0％，Re:0.003％～0.006％，P與S均小于0.025％，其余為Fe和微量雜質。所述軟磁鋼成分控制簡單、易于生產、生產成本低，稀土Re的加入進一步提高了鋼的磁性能。采用軟磁鋼感應鐵芯2比目前F型鋼整體材質采用Q235B鋼達到同樣的推力下減少勵磁電流15％～20％。