CN101934744B - 一种带制动器的弹簧补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带制动器的弹簧补偿装置，包括槽轮、左侧板、轴承、主轴、平面涡卷弹簧、外筒、右侧板、制动器、钢丝绳和止动板及连接板；左侧板、右侧板、外筒组成闭合式筒体；主轴通过轴承支承在左侧板和右侧板上；槽轮固定连接在主轴上；钢丝绳卷绕并有一端固定在槽轮上，另一端连接接触网；平面涡卷弹簧安装在闭合式筒体内，平面涡卷弹簧的内端弯钩与主轴连接，平面涡卷弹簧的外端弯钩与止动板连接；制动器为离心式飞爪棘轮制动器，包括内齿棘轮、飞爪、飞轮和弹性机构或永磁铁机构。本发明可以使接触网保持恒定张力的同时，还能够在接触网和/或钢丝绳断线时，通过飞爪和棘轮的啮合实现迅速制动，获得较好的制动效果。

Description

一种带制动器的弹簧补偿装置

技术领域

本发明涉及电气化铁路接触网下锚补偿装置，属于电气化铁路供电技术领域。特别涉及一种带制动器的弹簧补偿装置。

背景技术

随着电气化铁路高速列车的发展，列车运行速度提高到350km/h以上，对电气化铁路接触网接触线和承力索的补偿性能提出了更高的要求。

由于电气化铁路接触网受环境温度变化的影响发生热胀冷缩的现象，因此为避免引起电气化铁路接触网张力的变化，锚段两端均采取下锚补偿装置以补偿其变化。现有的下锚补偿装置采用棘轮补偿装置、滑轮补偿装置及弹簧补偿装置等几种类型。

公开号为CN101229782A，申请日为2007年1月23日，公布日为2008年7月30日，由本发明人提出的中国专利申请公布了一种“一种恒张力弹簧补偿装置”。该装置的断线制动装置104由渐开线槽轮1、制动轮13、楔块14、扭簧15、固定螺栓17、压簧18、钢球19、弹性垫圈20、螺母21、扁螺母22等组成。该装置在故障情况下(承力索、接触线、软横跨的导线断裂或补偿绳2断裂)时制动轮13和渐开线槽轮1的转动借助摩擦被止动到静止状态，确保恒张力接触网恒张力弹簧补偿装置的安全运行。

然而，该装置仍有不足之处在于：该装置对大张力制动效果不够明显，制造工艺要求高，且现场安装复杂等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带制动器的弹簧补偿装置，使电气化铁路接触网保持恒定张力的同时，还能够较好的对大张力的实现断线制动和张力锁紧的效果。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种带制动器的弹簧补偿装置，包括槽轮、左侧板、轴承、主轴、平面涡卷弹簧、外筒、右侧板、制动器、钢丝绳、连接板和止动板；

所述左侧板、右侧板、外筒组成闭合式筒体，所述止动板固定在所述外筒的内壁上；所述连接板固定在所述外筒的外壁上；

所述主轴通过所述轴承支承在所述左侧板和右侧板上；所述槽轮固定连接在所述主轴上；所述钢丝绳卷绕并有一端固定在所述槽轮上，另一端连接接触网；

所述平面涡卷弹簧安装在所述闭合式筒体内，所述平面涡卷弹簧的内端弯钩与所述主轴中间设有的沟槽连接，所述平面涡卷弹簧的外端弯钩与所述止动板连接；

所述制动器为离心式飞爪棘轮制动器，包括内齿棘轮、飞爪、飞轮和弹性机构或永磁铁机构，其中，

所述内齿棘轮与所述左侧板或右侧板固定连接，或铸合为一个整体，所述飞轮与所述主轴固定连接；所述内齿棘轮装配在所述飞轮的外侧；所述飞爪的一端插接在飞轮的飞爪槽中，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或永磁铁机构，所述飞爪的另一端与所述内齿棘轮的棘齿相对应。

作为对上述技术方案的优化，所述主轴两端设有花键，所述槽轮和飞轮的中心设有与所述主轴花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

作为对上述技术方案的优化，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧或恒扭矩平面涡卷弹簧。

作为对上述技术方案的优化，所述平面涡卷弹簧为一个或一个以上。

作为对上述技术方案的优化，所述槽轮为单槽或双槽。

作为对上述技术方案的优化，所述槽轮为一个，安装在所述主轴的一端或主轴的中心；或者，

所述槽轮为两个，对称安装在所述主轴的两端，并位于所述左侧板、右侧板的外端。

作为对上述技术方案的优化，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧时所述槽轮为渐开线槽轮；或者，

所述平面涡卷弹簧为恒扭矩平面涡卷弹簧时，所述槽轮为螺旋槽轮或定滑轮槽轮。

作为对上述技术方案的优化，所述弹性机构为拉簧，或者为压簧、板簧、扭簧。

作为对上述技术方案的优化，所述飞轮具有一个飞爪槽；或者，

所述飞轮具有两个或两个以上飞爪槽，所述多个飞爪槽沿飞轮的圆周方向均匀分布。

作为对上述技术方案的优化，所述制动器的飞轮的一侧设有外径大于飞轮的外径的张力锁定板，所述张力锁定板与飞轮一体制造；

所述张力锁定板上靠近边缘处均匀设有若干腰形张力锁定孔，所述内齿棘轮上设两个与腰形张力锁定孔对应的圆形的张力锁定孔，所述内齿棘轮上靠近边缘处设有若干安装孔。

作为对上述技术方案的优化，所述的制动器为一个，安装在左侧板或右侧板上；或者，

所述制动器为两个，分别安装在左侧板和右侧板上。

作为对上述技术方案的优化，所述主轴和槽轮与飞轮的连接孔的连接定位面为多方型。

本发明提供的一种带制动器的弹簧补偿装置，将电气化铁路接触网通过钢丝绳连接在槽轮上，槽轮驱动主轴，在垂直于主轴的平面内形成转动力矩，并与平面涡卷弹簧形成的力矩平衡，由于热胀冷缩的作用，平面涡卷弹簧会卷紧(热胀)和释放(冷缩)并促使钢丝绳(并进一步促使接触网)的卷紧(收缩)和释放(伸长)同步进行，从而抵消电气化铁路接触网因热胀冷缩发生的张力变化。当接触网(承力索、接触线)和/或钢丝绳断线时，本发明中的离心式飞爪棘轮制动器可以通过飞爪和棘轮的啮合实现迅速制动。因此，本发明可以使电气化铁路接触网保持恒定张力的同时，还能够实现较好的对大张力的断线制动和张力锁紧的效果。

附图说明

图1A是本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置的结构示意图。

图1B是图1A所示的一种带制动器的弹簧补偿装置的A-A剖视图。

图1C是图1A所示的一种带制动器的弹簧补偿装置的制动器的侧面结构示意图。

图1D是图1C所示的制动器的另一侧面结构示意图。

图2A是本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置在支柱上的安装示意图。

图2B是图2A所示的一种带制动器的弹簧补偿装置在支柱上的安装的侧面视图。

图2C是图2A所示的一种带制动器的弹簧补偿装置在支柱上的安装的A、B向视图。

图3A是本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置在隧道内的安装示意图。

图3B是图3A所示的一种带制动器的弹簧补偿装置在隧道内的安装的A向视图。

图3C是图3B所示的一种带制动器的弹簧补偿装置在隧道内的安装的B-B、C-C视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明。

如图1A-1D所示，本发明提供的一种带制动器的弹簧补偿装置100，包括槽轮4、左侧板5、轴承7、主轴8、平面涡卷弹簧9、外筒10、右侧板11、制动器101、钢丝绳13和止动板14，连接板15；

左侧板5、右侧板11、外筒10组成闭合式筒体，止动板14固定在外筒10的内壁上，连接板15固定在外筒10的外壁上。

主轴8通过轴承7支承在左侧板5和右侧板11上；槽轮4固定连接在主轴8上；钢丝绳13卷绕在槽轮4上，其一端固定在所述槽轮4上，另一端连接接触网；

平面涡卷弹簧9安装在所述闭合式筒体内，平面涡卷弹簧9的内端弯钩18与主轴8上的沟槽连接，平面涡卷弹簧9的外端弯钩19与止动板14连接；

制动器101为离心式飞爪棘轮制动器，包括内齿棘轮23、飞爪29、飞轮24和弹性机构26或永磁铁机构(图中未示出)，其中，

内齿棘轮23与左侧板5或右侧板11固定连接，或铸合为一个整体，飞轮24与主轴8固定连接；内齿棘轮23装配在飞轮24外侧上；飞爪29的一端插接于飞轮24的飞爪槽中，飞爪29的另一端与内齿棘轮23的棘齿相对应。

本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100，将电气化铁路接触网通过钢丝绳连13接在槽轮4上，槽轮4驱动主轴8转动，在垂直于主轴8的平面内形成转动力矩，并与平面涡卷弹簧9形成的力矩平衡，由于热胀冷缩的作用，平面涡卷弹簧9会卷紧(热胀)和释放(冷缩)并促使钢丝绳13(并进一步促使接触网)的卷紧(收缩)和释放(伸长)同步进行，从而抵消电气化铁路接触网因热胀冷缩发生的张力变化。当外接触网(承力索、接触线)和/或补偿绳断线时，本发明中的制动器101可以通过飞爪和棘轮的啮合实现迅速制动。

对于上述实施方式，其中的止动板14优选为弧形板。

为了使主轴8能够与槽轮4及飞轮24的连接更加稳定，主轴8的两端设有花键，槽轮4、飞轮24的中心设有能够与所述花键固定连接花键孔21(如图1A、图1C和图1D所示，其中附图标记1为固定螺母、2为弹簧垫圈、3为铭牌)；所述主轴8花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

其中，作为选择，槽轮4、飞轮24与主轴8的连接方式也不局限于采用花键方式连接，也可以是平键连接，或采用螺钉连接，多方形等其它连接方式。

作为优选实施例，平面涡卷弹簧9为变扭矩平面涡卷弹簧或恒扭矩平面涡卷弹簧。

当然，根据不同的需要，平面涡卷弹簧9可以为一个或一个以上。

为了使一种带制动器的弹簧补偿装置100能够更协调地平衡接触网的张力，当平面涡卷弹簧9为变扭矩平面涡卷弹簧时，槽轮4采用渐开线槽轮4；或者，

当平面涡卷弹簧9为恒扭矩平面涡卷弹簧时，槽轮4改用螺旋槽轮或定滑轮槽轮。

同样地，根据不同的需要，槽轮4可以为单槽或双槽，并且，槽轮4可以为一个，安装在主轴8的一端或主轴8的中心；或者，

槽轮4可以为两个，对称安装主轴8的两端，并位于在左侧板5和右侧板11的外端(即闭合式筒体的外侧)。具体安装方式如图1A所示，其中安装在右侧板11外侧的槽轮4上还固定有刻度牌12。

此外，连接板15上设置有两个销轴孔，销轴孔中设有销轴16，并使用闭口销17固定，用以方便地将一种带制动器的弹簧补偿装置100连接到下锚角钢(如图2A-2C)。

为了使本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100能够实现更好的制动效果，对大张力的制动效果更加明显，本发明的制动器101为离心式飞爪棘轮制动器，飞爪29与飞轮24的连接方式具体为：

飞轮24的外圆周上设有至少一个飞爪槽30，飞爪29的一端插接在飞爪槽30中；飞爪29与飞轮24之间设有驱使飞爪29收缩在飞爪槽30内的弹性机构或永磁铁机构26。

作为优选实施例，如果采用弹性机构26，该弹性机构26可以为拉簧，同时可以在飞爪29上设置固定螺钉25，以及在飞轮24上设置安装槽。当然，该弹性机构26也可以设计为压簧、扭簧或板簧，位置可以设置在飞爪29的外侧，其只需要提供足够的将飞爪29推挤入飞爪槽30中的力即可；如果采用永磁铁机构26，该永磁铁机构26可以优选采用在飞爪上和飞轮上各固定设有一个永磁铁，利用同性相斥或异性相吸的原理，保持飞爪在没有离心力的状态下和飞轮紧紧贴合在一起。

进一步地，飞爪29的一端插接到飞爪槽30中的插接方式具体为：

飞爪29的一端的端部与飞爪槽30的底部接触，接触面为相互配合的圆弧面(如图1D所示)。

更进一步地，飞轮24具有一个飞爪槽30；或者，

作为优选实施例，飞爪槽30为两个或以上，并沿飞轮24的轴向中心对称设置。

此外，为设定一种带制动器的弹簧补偿装置100在施工现场安装前的初始力，制动器101的飞轮24的一侧设有外径大于飞轮的张力锁定板22，张力锁定板22与飞轮24可一体制造；

张力锁定板22上靠近边缘处均匀设有若干腰形张力锁定孔20，内齿棘轮23设有两个与腰形张力锁定孔对应的圆形张力锁定孔27，内齿棘轮23上靠近边缘处设有若干安装孔28。作为优选方案，腰形张力锁定孔20与内齿棘轮23之间经穿过圆形张力锁定孔的锁紧圆钉相连接。该方案方便了施工现场的初始安装。

本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100包含的制动器101可以为一个，安装在左侧板5或右侧板11上；或者，

制动器101为两个，分别安装在左侧板5和右侧板11上。

作为优选实施例，本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100的主轴8和槽轮4和飞轮23的连接的定位面为多方型。

作为优选实施例，主轴8可以使用油封6和轴承7支承在左侧板5和/或右侧板11上。

本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100包含的制动器101工作时，内齿棘轮23与主轴8固定连接，飞轮24中心与主轴8固定，当主轴8缓慢正向或反向转动时，由于有弹性机构26的作用，飞爪29贴靠在飞轮24上，使主轴8可以双向转动；当接触网或钢丝绳13断线后，主轴8突然受到迎向棘齿方向的较大弹簧扭矩作用时，主轴8的转动速度瞬间加快，在离心力作用下，飞爪29飞动，飞爪尖端迅速与内齿棘轮23的棘齿相结合，快速实现制动。与现有技术相比：本发明由于飞爪29动作灵敏，飞爪29飞动卡住棘齿，可以更迅速地实现制动。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，因此该制动器101更容易实现高承载能力，可靠性更高。

图2A-2C是本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100安装在支柱200上的示意图。主要由支柱200、下锚角钢201、一种带制动器的弹簧补偿装置100、钢丝绳13、双耳楔形线夹204、平衡板205、双耳连接器206、杵环杆207、绝缘子串208等组成。绝缘子串208与接触网的接触线和承力索或连接。

图3A-3C是本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100安装在隧道内的示意图。本发明的一种带制动器的弹簧补偿装置100通过安装在隧道顶部的承锚锚臂301和线锚锚臂302固定到隧道壁上。

一种带制动器的弹簧补偿装置100的钢丝绳13通过双耳楔形线夹204、平衡板205、双耳连接器206、杵环杆207、绝缘子串208与接触网的接触线和承力索连接。

上述仅为本发明的较佳实施例，当然，根据实际需要和进一步的探索还可以有其它实施方式。但是，应该明确的是，基于类似上述的或者其它没有表述出的具有相同构思的实施方式的变换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，包括槽轮、左侧板、轴承、主轴、平面涡卷弹簧、外筒、右侧板、制动器、钢丝绳、连接板和止动板；

所述左侧板、右侧板、外筒组成闭合式筒体，所述止动板固定在所述外筒的内壁上；所述连接板固定在所述外筒的外壁上；

所述主轴通过所述轴承支承在所述左侧板和右侧板上；所述槽轮固定连接在所述主轴上；所述钢丝绳卷绕并有一端固定在所述槽轮上，另一端连接接触网；

所述平面涡卷弹簧安装在所述闭合式筒体内，所述平面涡卷弹簧的内端弯钩与所述主轴中间设有的沟槽连接，所述平面涡卷弹簧的外端弯钩与所述止动板连接；

所述制动器为离心式飞爪棘轮制动器，包括内齿棘轮、飞爪、飞轮，其中，

所述内齿棘轮与所述左侧板或右侧板固定连接，或铸合为一个整体，所述飞轮与所述主轴固定连接；所述内齿棘轮装配在所述飞轮的外侧；所述飞爪的一端插接在飞轮的飞爪槽中，飞爪与飞轮之间还设有驱使飞爪收缩在飞爪槽内的弹性机构或永磁铁机构，所述飞爪的另一端与所述内齿棘轮的棘齿相对应。

2.根据权利要求1所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述主轴两端设有花键，所述槽轮和飞轮的中心设有与所述主轴花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

3.根据权利要求1所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧或恒扭矩平面涡卷弹簧。

4.根据权利要求3所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述平面涡卷弹簧为一个或一个以上。

5.根据权利要求1所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述槽轮为单槽或双槽。

6.根据权利要求5所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述槽轮为一个，安装在所述主轴的一端或主轴的中心；或者，

所述槽轮为两个，对称安装在所述主轴的两端，并位于所述左侧板、右侧板的外端。

7.根据权利要求6所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧时所述槽轮为渐开线槽轮；或者，

所述平面涡卷弹簧为恒扭矩平面涡卷弹簧时，所述槽轮为螺旋槽轮或定滑轮槽轮。

8.根据权利要求1所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述弹性机构为拉簧，或者为压簧、板簧、扭簧。

9.根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述飞轮具有一个飞爪槽；或者，

所述飞轮具有两个或两个以上飞爪槽，所述多个飞爪槽沿飞轮的圆周方向均匀分布。

10.根据权利要求9所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述制动器的飞轮的一侧设有外径大于飞轮的外径的张力锁定板，所述张力锁定板与飞轮一体制造；

所述张力锁定板上靠近边缘处均匀设有若干腰形张力锁定孔，所述内齿棘轮上设两个与腰形张力锁定孔对应的圆形的张力锁定孔，所述内齿棘轮上靠近边缘处设有若干安装孔。

11.根据权利要求10所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述制动器为一个，安装在左侧板或右侧板上；或者，

所述制动器为两个，分别安装在左侧板和右侧板上。

12.根据权利要求11所述的一种带制动器的弹簧补偿装置，其特征在于，所述主轴和槽轮与飞轮的连接孔的连接定位面为多方型。

Images