CN101716893A - 伞齿棘轮补偿装置 - Google Patents

Abstract

一种伞齿棘轮补偿装置，包括棘轮本体(1)、棘轮制动架(2)、长螺栓销(3)、棘轮框架连扳(4)、制动卡板(5)、平衡轮(6)、钢丝绳I(7)钢丝绳II(7′)及线夹(8)；棘轮本体(1)的大轮(12)的外圆上制有两排相互对称的伞齿，且伞齿由直齿(24)和侧齿(25)构成，直齿(24)位于大轮(12)圆周面的两侧，侧齿(25)位于大轮(12)的侧壁上；制动卡板(5)的前端制有“U”型制动口(26)，且制动口(26)的宽度与两侧齿25的底部间距一致。本发明棘齿采用直齿加侧齿形成的伞齿结构，且通过优化结构设计，简化制造工艺，提高安全使用性能，使用工作张力达到38.85kN，补偿距离达到800m。不但能满足高速电气化铁路接触网大张力与补偿距离的要求，而且安装维护更方便。

Description

伞齿棘轮补偿装置

技术领域

本发明涉及一种伞齿棘轮补偿装置，属于高速电气化铁路接触网零件制造技术领域。

背景技术

棘轮补偿装置主要用于电气化铁道接触网以及城轨交通柔性悬挂下锚处补偿调整线索的张力。随着高速电气化铁路的发展，客运专线的速度不断提高，对接触网的张力要求较高，目前客运专线线路的补偿张力已提升到30kN，但随今后高速铁路发展的要求，更高速度的铁路线路的补偿张力已提升到37kN，甚至有可能高达50kN，因此棘轮补偿装置的综合性能必须满足大张力补偿的要求。而现有的棘轮补偿装置由于补偿距离不大，额定工作张力较小(线路的补偿张力最大为15kN)；补偿绳耐受张力小，支架刚性不足，补偿绳在工作时跑偏、摩擦等影响棘轮的使用寿命和传动效果；棘轮支架采用开放式钩口、焊接制造，保证不了平行度和垂直度的要求，易导致棘轮出现偏斜，且一致性较差，很难互换；棘轮轴承盖板与框架侧板间隙过小，易发生夹紧现象使棘轮转动不灵活，影响补偿效果。至今为止还没有可以满足高速电气化铁路接触网37kN以上大张力补偿的棘轮补偿装置。

发明内容

本发明解决的技术问题：设计一种伞齿棘轮补偿装置，棘齿采用直齿加侧齿形成的伞齿结构，且通过优化结构设计，简化制造工艺，提高安全使用性能，使用工作张力达到38.85kN，补偿距离达到800m。不但能满足高速电气化铁路接触网大张力与补偿距离的要求，而且安装维护更方便。

本发明的技术解决方案：一种伞齿棘轮补偿装置，包括棘轮本体(1)、棘轮制动架(2)、长螺栓销(3)、棘轮框架连扳(4)、制动卡板(5)、平衡轮(6)、钢丝绳I(7)钢丝绳II(7′)及线夹(8)；棘轮本体(1)安装在棘轮框架连扳(4)的前端，棘轮本体(1)上制有大轮(12)和小轮I(13)、小轮II(13′)，且小轮I(13)和小轮II(13′)对称位于大轮(12)的两侧；钢丝绳I(7)的一端与线夹(8)连接，另一端依次缠绕在大轮(12)上后端头固定在大轮(12)的一侧；钢丝绳II(7′)的一端固定在两小轮之间，另一端依次缠绕在小轮I(13)后穿过平衡轮(6)再依次缠绕在另一侧小轮II(13′)上，端头固定在两小轮之间；棘轮框架连扳(4)的后端铰接在棘轮制动架(2)的上端；制动卡板(5)呈一定角度固定在棘轮制动架(2)的中部，棘轮制动架(2)通过长螺栓销(3)与下锚底座连接。棘轮本体(1)的大轮(12)的外圆上制有两排相互对称的伞齿，且伞齿由直齿(24)和侧齿(25)构成，直齿(24)位于大轮(12)圆周面的两侧，侧齿(25)位于大轮(12)的外侧壁上；制动卡板(5)的前端制有“U”型制动口(26)，且制动口(26)的形状与伞齿底部的形状相同。

所述棘轮本体(1)通过一对自润滑滑动轴承(10)安装在棘轮轴(11)上，棘轮轴(11)的两端固定在棘轮框架连扳(4)的前端，且棘轮轴(11)的两端安装有端面自润滑轴承(14)，端面自润滑轴承(14)位于棘轮框架连扳(4)与自润滑滑动轴承(10)之间。

所述大轮(12)的圆周面上制有引导绳槽I(9)，钢丝绳(7)位于引导绳槽I(9)中；小轮I(13)、小轮II(13′)的圆周面上均制有引导绳槽II(17)，外端面制有挡边(15)，钢丝绳II(7′)位于引导绳槽II(17)中。

所述棘轮框架连扳(4)的后端锚固有横支撑(16)。

所述自润滑滑动轴承(10)为翻边铜基自润滑滑动轴承，且其翻边位于外侧。

所述棘轮制动架(2)由焊管(18)、立筋(19)和“V”型连接板(20)构成，立筋(19)焊接在焊管(18)的内侧，“V”型连接板(20)固定在焊管(18)的上端；垫板(21)焊接在焊管(18)及立筋(19)的中部；制动卡板(5)呈一定角度固定在垫板(21)的上端；棘轮框架连扳(4)的后端通过螺栓(22)穿过钢管(23)铰接在“V”型连接板(20)上，并使钢管(23)位于棘轮框架连扳(4)之间。

所述棘轮本体(1)采用金属模低压铸造而成，棘轮轴(11)为不锈钢轴，钢丝绳I(7)、钢丝绳II(7′)为浸沥青型镀锌钢丝绳。

本发明与现有技术相比具有的优点和效果：

1、本发明采用直齿加侧齿形成的伞齿棘轮，且制动卡板的前端制有“U”型制动口，断线制动时直齿与“U”型制动口的端面配合，侧齿与“U”型制动口的两侧边配合，既有直齿制动功能又有侧齿制动功能，实现了三个方面的制动，能耐受强大的冲击力，其综合制动性能更加牢靠保险。适应于超大张力的补偿(理论可达50kN)，补偿距离可达800km。

2、本发明采用翻边铜基自润滑轴承与端面自润滑轴承配合的转动模式，既提高传动效率，又可避免棘轮本体偏移时棘轮本体两侧的小轮端面与棘轮框架连扳内侧的直接摩擦，导致棘轮卡滞转动不灵活的现象发生。特别是翻边铜基自润滑轴承与端面自润滑轴承的使用，免去了铁路现场高空加油维护的工作。

3、本发明棘轮本体的大小轮上都带有引导绳槽，且小轮端面带有挡边，克服了补偿钢丝绳跑偏、相互磨擦、叠压的现象发生。由于有绳槽导向和限制，使补偿钢丝绳在工作时相互间无摩擦、不跑偏，大大增加了补偿钢丝绳的使用寿命，提高了棘轮的安全裕度；棘轮小轮端面有挡边，就是缠满补偿钢丝绳也不会滑落到轮外造成卡滞事故。

4、本发明棘轮制动架为焊管加立筋结构，整体刚性好，强度高，使用过程中不变形，保证了平行度和垂直度的要求，棘轮工作时不易出现偏斜，且一致性好，互换性强。

5、本发明棘轮框架连扳后端增设锚固有横支撑，可在适当加大两连板间距，增加补偿距离的情况下提高棘轮框架的稳定性，且棘轮框架连扳与棘轮制动架采用螺栓套钢管的连接方式，连接可靠牢固，既可防止棘轮框架跳出又便于保证制造精度。

6、本发明结构新颖，安装维护简便，安全可靠，补偿钢丝绳为浸沥青型镀锌钢丝绳(其综合破断力≥95kN)，使用工作张力达到38.85kN，补偿距离达到800m，可完全满足高速电气化铁路接触网以及城轨交通柔性悬挂下锚处补偿调整张力的需要。

附图说明

图1为本发明的结构主视图，

图2为本发明棘轮本体的结构剖视图，

图3为本发明的立体图，

图4为本发明伞齿的结构立体图，

图5为本发明制动卡板的立体图，

图6为本发明的安装示意图。

具体实施方式

结合附图1、2、3、4、5、6描述本发明的一种实施例。

一种伞齿棘轮补偿装置，包括棘轮本体1、棘轮制动架2、长螺栓销3、棘轮框架连扳4、制动卡板5、平衡轮6、钢丝绳I7钢丝绳II7′及双耳楔形线夹8。棘轮本体1通过一对翻边铜基自润滑滑动轴承10安装在棘轮轴11上，翻边位于外侧。棘轮轴11的两端固定在棘轮框架连扳4的前端，且棘轮轴11的两端安装有端面自润滑轴承14，端面自润滑轴承14位于棘轮框架连扳4与自润滑滑动轴承10之间，当棘轮本体偏移使自润滑滑动轴承的翻边与端面自润滑轴承接触时，二者相对转动，避免了棘轮本体与棘轮框架连扳的直接磨擦，导致棘轮卡滞转动不灵活的现象发生。

棘轮本体1上制有大轮12和小轮I13、小轮II13′，且小轮I13和小轮II13′对称位于大轮12的两侧；大轮12的圆周面上制有引导绳槽I9，钢丝绳7位于引导绳槽I9中；小轮I13、小轮II13′的圆周面上均制有引导绳槽II17，外端面制有挡边15，钢丝绳II7′位于引导绳槽II17中。钢丝绳I7的一端与线夹8连接，另一端通过引导绳槽I9依次缠绕在大轮12上后端头固定在大轮12的一侧；钢丝绳II7′的一端固定在两小轮之间，另一端通过引导绳槽II17依次缠绕在小轮I13后穿过平衡轮6再依次缠绕在另一侧小轮II13′上，端头固定在两小轮之间。

棘轮本体1的大轮12的外圆上制有两排相互对称的伞齿，且伞齿由直齿24和侧齿25构成，直齿24位于大轮12圆周面的两侧，侧齿25位于大轮12的侧壁上；制动卡板5的前端制有“U”型制动口26，且制动口26的宽度与两侧齿25的底部间距一致。

棘轮框架连扳4的后端锚固有横支撑16，横支撑16由两端带台的钢轴形成。横支撑16的两端锚固在棘轮框架连扳4上，并位于棘轮框架连扳4之间。

棘轮制动架2由焊管18、立筋19和“V”型连接板20构成。立筋19焊接在焊管18的内侧，“V”型连接板20固定在焊管18的上端；钢管23焊接在“V”型连接板20上；垫板21焊接在焊管18及立筋19的中部；制动卡板5呈一定角度固定在垫板21的上端；棘轮框架连扳4的后端通过螺栓22穿过钢管23铰接在“V”型连接板20上，并使钢管23位于棘轮框架连扳4之间。长螺栓销3穿过焊管18与下锚底座连接。

棘轮本体1采用金属模低压铸造，表面进行喷砂处理制成。棘轮轴11为不锈钢轴，提高了防腐性能。钢丝绳I7、钢丝绳II7′为浸沥青型镀锌钢丝绳(其综合破断力≥95kN)。平衡轮6直径增大，使小轮两侧绳间空间变大，防止棘轮摆动大时碰到绳子。

使用方法：通过长螺栓销3采用垫圈、螺母、开口销把棘轮制动架2固定在下锚底座上。通过螺栓22调整棘轮框架连扳4的位置，使棘轮本体1位于设计安装位置，然后用手将螺栓22端部的螺母拧上。调整制动卡板5前端“U”型制动口26与棘轮本体1的大轮12上的直齿24和侧齿25的距离，使其达到工作状态。根据具体线路将平衡轮6与承力索或接触线端部的U型旋转双耳或球头挂环进行连接，确保接触线或承力索承受正确和持续的补偿力。

制动原理：断线制动时，棘轮本体1的大轮12上的直齿24卡在“U”型制动口的端面上，侧齿卡在“U”型制动口的两侧边上，既有直齿制动功能又有侧齿制动功能，实现了三个方面的制动，能耐受强大的冲击力，其综合制动性能更加牢靠保险。

Claims (7)

1.一种伞齿棘轮补偿装置，包括棘轮本体(1)、棘轮制动架(2)、长螺栓销(3)、棘轮框架连扳(4)、制动卡板(5)、平衡轮(6)、钢丝绳I(7)钢丝绳II(7′)及线夹(8)；棘轮本体(1)安装在棘轮框架连扳(4)的前端，棘轮本体(1)上制有大轮(12)和小轮I(13)、小轮II(13′)，且小轮I(13)和小轮II(13′)对称位于大轮(12)的两侧；钢丝绳I(7)的一端与线夹(8)连接，另一端依次缠绕在大轮(12)上后端头固定在大轮(12)的一侧；钢丝绳II(7′)的一端固定在两小轮之间，另一端依次缠绕在小轮I(13)后穿过平衡轮(6)再依次缠绕在另一侧小轮II(13′)上，端头固定在两小轮之间；棘轮框架连扳(4)的后端铰接在棘轮制动架(2)的上端；制动卡板(5)呈一定角度固定在棘轮制动架(2)的中部，棘轮制动架(2)通过长螺栓销(3)与下锚底座连接，其特征是：棘轮本体(1)的大轮(12)的外圆上制有两排相互对称的伞齿，且伞齿由直齿(24)和侧齿(25)构成，直齿(24)位于大轮(12)圆周面的两侧，侧齿(25)位于大轮(12)的侧壁上；制动卡板(5)的前端制有“U”型制动口(26)，且制动口(26)的宽度与两侧齿(25)的底部间距一致。

2.根据权利要求1所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述棘轮本体(1)通过一对自润滑滑动轴承(10)安装在棘轮轴(11)上，棘轮轴(11)的两端固定在棘轮框架连扳(4)的前端，且棘轮轴(11)的两端安装有端面自润滑轴承(14)，端面自润滑轴承(14)位于棘轮框架连扳(4)与自润滑滑动轴承(10)之间。

3.根据权利要求1所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述大轮(12)的圆周面上制有引导绳槽I(9)，钢丝绳(7)位于引导绳槽I(9)中；小轮I(13)、小轮II(13′)的圆周面上均制有引导绳槽II(17)，外端面制有挡边(15)，钢丝绳II(7′)位于引导绳槽II(17)中。

4.根据权利要求1所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述棘轮框架连扳(4)的后端锚固有横支撑(16)。

5.根据权利要求2所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述自润滑滑动轴承(10)为翻边铜基自润滑滑动轴承，且其翻边位于外侧。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述棘轮制动架(2)由焊管(18)、立筋(19)和“V”型连接板(20)构成。立筋(19)焊接在焊管(18)的内侧，“V”型连接板(20)固定在焊管(18)的上端；钢管(23)焊接在“V”型连接板(20)上；垫板(21)焊接在焊管(18)及立筋(19)的中部；制动卡板(5)呈一定角度固定在垫板(21)的上端；棘轮框架连扳(4)的后端通过螺栓(22)穿过钢管(23)铰接在“V”型连接板(20)上，并使钢管(23)位于棘轮框架连扳(4)之间。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的伞齿棘轮补偿装置，其特征是：所述棘轮本体(1)采用金属模低压铸造而成，棘轮轴(11)为不锈钢轴，钢丝绳I(7)、钢丝绳II(7′)为浸沥青型镀锌钢丝绳。

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