CN101890914B - 离心式飞爪棘轮制动锁紧器及接触网补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了接触网技术领域内的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，包括内齿棘轮、飞爪和飞轮，内齿棘轮套装在飞轮上，飞轮的外圆周上至少设有一个飞爪槽，飞爪插接在飞爪槽中，飞爪与飞轮之间设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构，飞爪的端部与内齿棘轮的棘齿相对应。在接触网突然断线后迅速强制将飞轮制动。本发明还公开了带有上述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的接触网补偿装置，包括支架上设置的可转动的主轴，主轴上设有相互联动的大、小径张紧线轮，大径张紧线轮外绕装悬吊坠砣的钢丝绳，小径张紧线轮外绕装有联结导线或承力索的钢丝绳，上述内齿棘轮与支架固定连接，飞轮与主轴固定连接。本发明可彻底解决钢丝绳卡滞和偏磨现象。

Description

离心式飞爪棘轮制动锁紧器及接触网补偿装置

技术领域

本发明涉及一种电气化铁路的接触网补偿装置，特别涉及一种断线制动锁紧器及带有该制动锁紧器的接触网补偿装置。

背景技术

目前全世界电气化铁路接触网补偿装置的导线和承力索，是用钢丝绳与各种型式的补偿装置相联接，当导线和承力索在列车运行过程中突发性发生断线，棘轮补偿装置的坠砣重力或弹簧补偿装置的弹簧力形成强大的拉动力将会把断线的接触网瞬间拉向补偿装置的一边，造成线断网破的恶性事故，迫使列车停运。

中国专利数据库中公开了一种电气化铁路接触网的侧面制动棘轮张力补偿装置，其公开号： CN101695907，申请日：2009.10.30，公开日：2010.04.21；该装置包括制动支撑架，制动支撑架通过两旋臂与棘轮轴相连接，棘轮轴与棘轮本体通过采用自润滑复合材料制成的滑动轴承同轴设置，棘轮本体可绕棘轮轴转动，棘轮本体由轮毂、多个辐板和轮缘构成，棘轮本体辐板两侧、轮毂的外圆周表面分别设置有张紧轮槽和张紧轮槽，该两槽内设置有绳槽，轮缘外圆周表面设置有底部铸造有绳槽和钢丝绳孔的棘轮轮槽，轮缘的两侧对称铸造有制动齿圈，制动支撑架下端固接有缓冲制动装置。该装置采用侧面制动方式，在断线故障发生时，制动板与铸造在棘轮轮槽两侧面上的锥状波形制动齿摩擦、啮合制动，解决了径向制动式棘轮补偿装置断齿的问题。其不足之处在于：该装置体积大，重量重，结构复杂，制动距离长。

中国专利数据库中，还公开了一种具有断线制动保护功能的接触网补偿装置，其公开号：CN201320977，申请日：2008.07.25，公告日为：2009.10.07；该装置由定滑轮、动滑轮、补偿绳、凸轮、可调整推杆、调节装置、坠砣串及其连接、固定附件组成，该补偿装置安装于接触网支柱上，并连接接触网线索，正常工作时，通过调节装置和可调整推杆，并利用补偿绳的张力作用，使凸轮轮缘与补偿绳稳定保持一定的间隙，不影响补偿绳工作时的正常移动。在接触网线索断线时，整个框架部分失去平衡下摆，推杆推动凸轮旋转，使轮缘迅速靠向定滑轮，与定滑轮中的补偿绳接触，并利用坠砣串的重力使凸轮、补偿绳、定滑轮在瞬间完成自锁，达到迅速可靠制动的目的。其不足之处在于：该装置同样具有长，制动容易失灵，锁紧可靠性差。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种离心式飞爪棘轮制动锁紧器，使其能瞬间制动，且制动距离短，同时，其具有极高的承载能力，并具有张力锁定的功能。

本发明的目的之一是这样实现的：一种离心式飞爪棘轮制动锁紧器，包括内齿棘轮、飞爪和飞轮，所述内齿棘轮套装在飞轮上，飞轮的外圆周上至少设有一个飞爪槽，所述飞爪插接在飞爪槽中，飞爪与飞轮之间设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构，飞爪的端部与内齿棘轮的棘齿相对应。

该装置工作时，内齿棘轮与一个固定件固定连接，飞轮中心与转轴相固定，当转轴缓慢正向或反向转动时，由于有弹性机构的作用，飞爪贴靠在飞轮上，使转轴可以双向转动；当转轴突然受到迎向棘齿方向的大扭矩作用时，转轴的转动速度瞬间加快，在离心力作用下，飞爪飞动，脱离飞爪槽底部，迅速与内齿棘轮的棘齿相结合，然后，飞爪槽底部迅速抵住飞爪根部，实现制动，与现有技术相比：本发明由于飞爪动作灵敏，飞爪飞动卡住棘齿，可以更迅速地实现制动；当实现制动后，加在飞轮上的大扭矩可经飞爪、内齿棘轮而由固定件承受，其承载强度由受力强度最薄弱的棘齿所决定，由于棘齿在工作过程中主要受到的是来自于棘齿两端的推力，而受到的扭力较小，因此整个装置更容易实现高承载能力，可靠性高。该装置可用于各种接触网的补偿装置上，在接触网断线时，实现瞬间快速制动，避免线断破网事故。

为改善飞爪槽和飞爪之间的受力状况，所述飞爪槽的底部与飞爪根部之间为相互配合的圆弧面。在飞爪飞动后再次与飞爪槽结合时，飞爪槽底部与飞爪根部的整个圆弧面同时接触，可以承受较大冲击力，进一步保证了装置的使用可靠性。

为使得飞爪在初始状态或在微小转动的情况下，飞爪能可靠贴靠在飞轮上，飞爪与飞轮之间设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构，所述弹性机构为拉簧、压簧或扭簧。

为便于将飞轮与转轴相连，所述飞轮中心设有花键孔。通过花键孔与设有花键的主轴相连，具有较大的扭矩承受能力。当然，该装置也并不局限于采用花键方式连接，也可以是平键连接，或采用其他的连接方式，如螺钉连接、焊接等。

为了锁定补偿装置工地安装前的初始力，所述飞轮一侧设有外径大于飞轮的张力锁定板，张力锁定板周边均匀设有若干腰形张力锁定孔，内齿棘轮周边设有两个与腰形张力锁定孔位置相对应的圆形张力锁定孔。张力锁定板与内齿棘轮之间经穿过腰形孔的锁紧螺钉相连接。该方案方便了运输和初始安装。

作为本发明的优选方案之一，在飞轮外圆周方向上均匀设有两个或两个以上飞爪槽，可使得装置受力平衡，飞爪槽也可以仅设置一个。

本发明的目的之二是提供一种带有上述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的接触网补偿装置，使其能在接触网断线故障发生时，能迅速实现制动，避免造成线断网破的恶性事故。

本发明的目的之二是通过如下技术方案实现的：一种接触网补偿装置，包括恒张力弹簧补偿装置，在恒张力弹簧补偿装置上固定设有如上所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与恒张力弹簧补偿装置的一端侧板固定连接，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与恒张力弹簧补偿装置的主轴固定连接。

上述恒张力弹簧补偿装置为已有技术，其用于给接触网的输电导线或承力索提供恒定的张力；当发生接触网断线故障时，加在主轴上的张力瞬间失去，飞轮迅速转动，此时，飞爪在离心力作用下甩出，与内齿棘轮的棘轮结合，瞬间实现强制制动，避免出现将接触网强制拉向一边，造成破网事故，其可安全应用在电气化铁路的接触网补偿装置的架设中。

本发明的目的之二还可以通过过如下技术方案实现的：一种接触网补偿装置，包括设置在电杆上的支架，支架上安装有可转动的主轴，主轴上固定设有相互联动的大径张紧线轮和一个或两个小径张紧线轮，大径张紧线轮外绕装有钢丝绳，钢丝绳下端悬吊有坠砣，小径张紧线轮外绕装有联结导线或承力索的钢丝绳，所述主轴上固定设有如上所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与支架外侧板固定连接，离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与主轴固定连接。

工作时，坠砣始终通过大径张紧线轮和小径张紧线轮给接触网的输电导线或承力索提供恒定的张力，在热胀冷缩、自然伸长等因素的影响下，大径张紧线轮和小径张紧线轮适应性转动，由于转动速度缓慢，离心力不足以将飞爪甩出飞爪槽底部，因此，飞轮可随主轴的转动而转动；当输电线断线故障时，小径张紧线轮上的张力瞬间失去，全部坠砣的重量拉动大径紧线轮迅速转动，此时，飞爪在离心力作用下甩出，与内齿棘轮的棘轮结合，瞬间实现强制制动，避免出现将输电线强制拉向一边，造成破网事故。与现有技术相比，本发明结构简单，使用可靠，制动距离小于70mm。其可安全应用在电气化铁路的接触网补偿装置的架设中。

本发明的目的之二也可以通过过如下技术方案实现的：一种接触网补偿装置，其特征在于：包括设置在电杆上的支架，支架中间安装有可转动的主轴，主轴上固定设有相互联动的一个或两个大径张紧线轮和两个小径张紧线轮，大径张紧线轮和小径张紧线轮外分别绕装有钢丝绳，大径张紧线轮外的钢丝绳下端悬吊有大容量坠砣，两个小径张紧线轮外的钢丝绳用与两个互相垂直铰接的平衡板之一联结，另一平衡板联结导线张紧绳和承力索张紧绳，支架外侧板上设有一个或两个如权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与支架外侧板固定连接，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与主轴固定连接。

上述大容量坠砣可为两组或两组以上的坠砣，可提供更大重力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述张紧线轮和张紧线轮外圆设有螺旋绳槽。钢丝绳可有序排列在螺旋绳槽中，彻底解决了钢丝绳卡滞和偏磨现象。

作为上述技术方案的进一步改进，所述大径张紧线轮和小径张紧线轮的轮径比为3:1—4:1。可通过较轻的坠砣在输电线上提供足够大的张力。

附图说明

图1为本发明离心式飞爪棘轮制动锁紧器结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1中离心式飞爪棘轮制动锁紧器的立体图。

图4为图1中离心式飞爪棘轮制动锁紧器的另一角度的立体图。

图5为一种接触网恒张力弹簧补偿装置的结构示意图。

图6本发明又一种接触网补偿装置的立体结构示意图。

图7为图6的A向局部结构示意图。

图8为本发明第三种接触网补偿装置的立体结构示意图。

图9为本发明第四种接触网补偿装置的立体结构示意图。

其中，1腰形张力锁定孔，2安装孔，3张力锁定板，4花键孔，5拉簧，6弹簧固定螺钉，7飞爪，8内齿棘轮，9飞爪槽，10飞轮，11支架，12电杆，13钢丝绳， 14坠砣，14a大容量坠砣，15导线张紧绳，16大径张紧线轮，17离心式飞爪棘轮制动锁紧器，18、18a主轴，19小径张紧线轮，20恒张力弹簧补偿装置，21侧板，22承力索张紧绳，23平衡板。

具体实施方式

实施例1

如图1－4所示，为一种离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其结构主要包括有内齿棘轮8、飞爪7和飞轮10，内齿棘轮8套装在飞轮10上，两者之间留有间隙，飞轮10的外圆周上沿飞轮轴中心对称设有两个飞爪槽9，飞爪7插接在飞爪槽9中，飞爪7与飞轮10之间设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构，该弹性机构为拉簧5，飞爪7上设有拉簧固定螺钉6，飞轮10上设有拉簧安装槽，拉簧5一端固定在拉簧安装槽中，另一端连接在拉簧固定螺钉6上，飞爪7的端部与内齿棘轮8的棘齿相对应；飞爪槽9的底部与飞爪的7根部之间为相互配合的圆弧面；飞轮10中心设有花键孔4。

飞轮10外可以设置盖板，也可以如图所示，不设置盖板，而是在飞轮10的一侧设有外径大于飞轮10的张力锁定板3，该张力锁定板3与飞轮10一体制造，以简化结构，内齿棘轮8周边设有若干安装孔2和两个圆形张力锁定孔，张力锁定板3周边设有若干腰形张力锁定孔1，张力锁定板3与内齿棘轮8之间可经穿过腰形张力锁定孔1上的锁紧螺钉相连接，通过锁紧螺钉将内齿棘轮和飞轮相固定，便于运输和安装，安装后将锁紧螺钉拆除。

本发明并不局限于上述实施例，所述弹性机构为还可以为压簧或扭簧，位置可以设置在飞爪外侧，其只需要提供足够的将飞爪7推挤入飞爪槽9中的力即可；花键孔4也可以是带有单个键槽或双键槽的孔；此外，飞爪7可以设置一个或多个，在设置多个的情况下，宜在飞轮10圆周方向上均匀分布。

实施例2

如图5所示，为一种接触网补偿装置，包括恒张力弹簧补偿装置20，在恒张力弹簧补偿装置20的主轴18a上固定设有如实施例1的离心式飞爪棘轮制动锁紧器17，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器17的内齿棘轮与恒张力弹簧补偿装置的侧板21固定连接，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器17的飞轮与恒张力弹簧补偿装置的主轴18a固定连接。

实施例3

如图6－7所示，为安装有如实施例1所示的离心式飞爪棘轮制动锁紧器的接触网坠砣补偿装置，其结构主要包括设置在电杆12上的支架11，支架11上安装有可转动的主轴18，主轴18上设有相互联动的大径张紧线轮16和一个或两个小径张紧线轮19，大径张紧线轮16外绕装有钢丝绳13a，钢丝绳13a下端悬吊有坠砣14，小径张紧线轮19外绕装有联结导线或承力索的钢丝绳13b，离心式飞爪棘轮制动锁紧器17设置在主轴18上，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器17的内齿棘轮8与支架11固定的外侧板连接，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器17的飞轮10与主轴18固定连接；大径张紧线轮16和小径张紧线轮19的轮径比为3:1—4:1。

本实施例中大径张紧线轮16位于中部，小径张紧线轮19有两个并分别位于大径张紧线轮16两侧；所述大径张紧线轮和小径张紧线轮外圆设有螺旋绳槽。大径张紧线轮16和小径张紧线轮19的位置关系并不受上述局限，还可以有其他排布形式。

该装置工作时，坠砣14始终通过大径张紧线轮16和小径张紧线轮19给接触网的输电线提供恒定的张力，在输电线日常工作时，大径张紧线轮16和小径张紧线轮19会随输电线上的拉力作适应性转动，由于转动速度缓慢，离心力不足以将飞爪7甩出飞爪槽9底部，因此，飞轮10可随主轴18的转动而转动；当输电线突发断线故障时，小径张紧线轮19上的张力瞬间失去，全部坠砣的重量拉动大径张紧线轮16迅速转动，此时，飞爪7在离心力作用下甩出，与内齿棘轮8的棘轮结合，瞬间实现强制制动，其制动距离不大于70mm；同时可实现张力锁定，坠砣14上的重量形成的扭矩转移到支架11上。本发明可彻底解决钢丝绳卡滞和偏磨现象。

实施例4

如图8所示，为安装有如实施例1所示的离心式飞爪棘轮制动锁紧器的接触网大容量坠砣补偿装置，其结构主要包括设置在电杆12上的支架11，支架11上安装有可转动的主轴18，主轴18上一个大径张紧线轮16和两个小径张紧线轮19，大径张紧线轮16和小径张紧线轮19相联动，大径张紧线轮16外绕装有钢丝绳13a，钢丝绳13a下端悬吊有大容量坠砣14a，大容量坠砣14a可以通过两组坠砣得以实现，其重量大，但长度可以较小，小径张紧线轮19外另行绕装有钢丝绳13b，钢丝绳13b与两个互相垂直铰接的平衡板23之一相联结，导线张紧绳15和承力索张紧绳22与另一平衡板相联结。两个离心式飞爪棘轮制动锁紧器17设置在主轴18两端，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器17的内齿棘轮8与支架11的外侧板固定连接，该离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮10与主轴18固定连接；离心式飞爪棘轮制动锁紧器的工作原理与实施例1相同，大径张紧线轮16和小径张紧线轮19的轮径比为3:1—4:1。

如图9为本实施例的一个明显变形，其大径张紧线轮16为两个，大容量坠砣14a由两个大径张紧线轮16分别悬吊，离心式飞爪棘轮制动锁紧器可以只设置一个。

该技术方案解决了在一套装置上同时能解决张紧导线和承力索的下锚技术难题，简化了结构。本发明还可运用于接触网鼓轮并联补偿装置及一切需张力补偿技术领域的补偿装置。

在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其特征在于：包括内齿棘轮、飞爪和飞轮，所述内齿棘轮套装在飞轮上，飞轮的外圆周上至少设有一个飞爪槽，所述飞爪插接在飞爪槽中，飞爪与飞轮之间设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构，飞爪的端部与内齿棘轮的棘齿相对应。

2.根据权利要求1所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其特征在于：所述飞爪槽的底部与飞爪根部之间为相互配合的圆弧面。

3.根据权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其特征在于：所述弹性机构为拉簧、压簧或扭簧。

4.根据权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其特征在于：所述飞轮的一侧设有外径大于飞轮的张力锁定板，张力锁定板周边均匀设有若干腰形张力锁定孔，内齿棘轮周边设有至少两个与腰形张力锁定孔位置相对应的圆形张力锁定孔。

5.根据权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，其特征在于：所述飞爪槽在飞轮外圆周方向上均匀设有两个或两个以上。

6.一种接触网补偿装置，包括恒张力弹簧补偿装置，其特征在于：在恒张力弹簧补偿装置上固定设有如权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与恒张力弹簧补偿装置的一端侧板固定连接，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与恒张力弹簧补偿装置的主轴固定连接。

7.一种接触网补偿装置，包括设置在电杆上的支架，支架中间安装有可转动的主轴，主轴上固定设有相互联动的大径张紧线轮和一个或两个小径张紧线轮，大径张紧线轮外绕装有钢丝绳，钢丝绳下端悬吊有坠砣，小径张紧线轮外绕装有联结导线或承力索的钢丝绳，其特征在于：所述接触网补偿装置上固定设有如权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与支架外侧板固定连接，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与主轴固定连接。

8.一种接触网补偿装置，其特征在于：包括设置在电杆上的支架，支架中间安装有可转动的主轴，主轴上固定设有相互联动的一个或两个大径张紧线轮和两个小径张紧线轮，大径张紧线轮和小径张紧线轮外分别绕装有钢丝绳，大径张紧线轮外的钢丝绳下端悬吊有大容量坠砣，两个小径张紧线轮外的钢丝绳与两个互相垂直铰接的平衡板之一联结，另一平衡板联结导线张紧绳和承力索张紧绳，支架外侧板上设有一个或两个如权利要求1或2所述的离心式飞爪棘轮制动锁紧器，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的内齿棘轮与支架外侧板固定连接，所述离心式飞爪棘轮制动锁紧器的飞轮与主轴固定连接。

9.根据权利要求7或8所述的接触网补偿装置，其特征在于：所述大径张紧线轮、小径张紧线轮外圆分别设有螺旋绳槽。

10.根据权利要求7或8所述的接触网补偿装置，其特征在于：大径张紧线轮和小径张紧线轮的轮径比为3:1—4:1。

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