CN108608893A - 一种可双向制动的补偿装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种可双向制动的补偿装置及其安装方法。涉及高速铁路接触网供电技术领域，特别涉及高速铁路接触网导线下锚补偿使用的双向制动补偿装置。提出了一种结构精巧、稳定性好、制动效果好且无误触发问题的可双向制动的补偿装置及其安装方法。包括连接框架、轮体、导线钢丝绳、坠坨钢丝绳和制动器，所述轮体包括主轴、大轮和小轮，所述大轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述小轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述主轴的两端铰接在连接框架中，所述导线钢丝绳的一端绕设在小轮上，所述坠坨钢丝绳的一端绕设在大轮上；所述内棘齿沿壳体的径向设置、且其截面呈燕尾形。本发明从整体上具有结构精巧、稳定性好、制动效果好且无误触发问题等优点。

Description

一种可双向制动的补偿装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及高速铁路接触网供电技术领域，特别涉及高速铁路接触网导线下锚补偿使用的双向制动补偿装置。

背景技术

目前，高速铁路接触网导线受环境温度变化的影响发生热胀冷缩的现象，为避免引起接触网导线张力的变化，锚段两端均采取下锚补偿装置以补偿其变化。现有技术中具有代表性的如中国专利数据库中公布的一份名为“一种双向制动棘轮补偿装置”实用新型专利申请所示，其申请号：201610630275.2，申请公布号：CN106183894A。该案中公开了一种双向制动棘轮补偿装置，涉及接触网零件领域，该装置包括：棘轮本体，其上设有第一轮体和数个第二轮体，第二轮体分别位于第一轮体两侧，第一轮体上绕设钢丝绳，钢丝绳远离第一轮体端为线索端，第二轮体上绕设钢丝绳，钢丝绳远离第二轮体端为补偿端；第一轮体上设有沿第一轮体轮缘的外圆周表面分布的第一棘齿，第一轮体靠近第一轮体轮缘处的侧面周向设置第二棘齿；制动装置，与棘轮本体相连，包括第一制动板和第二制动板，第一制动板和第二制动板分别设置于棘轮本体一侧。第一制动板上设有第一制动齿，线索端断线后，第一制动齿与第一棘齿齿合，第二制动板上设有第二制动齿，补偿端断线后，第二制动齿与第二棘齿齿合。

然而，人们在实际使用后发现，该装置存在对制动效果不够明显、制造工艺要求高且施工现场安装复杂等缺陷。此外，由于该案中“框架连接板的一端与棘轮制动架的上端旁侧铰接”，因此，其在正常使用时（即钢丝绳或承力索未出现断线），将存在支撑不足的问题，甚至在导线出现较大的膨胀程度时，出现误触发、误卡死的问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、稳定性好、制动效果好且无误触发问题的可双向制动的补偿装置及其安装方法。

本发明的技术方案为：包括连接框架、轮体、导线钢丝绳、坠坨钢丝绳和制动器，所述轮体包括主轴、大轮和小轮，所述大轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述小轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述主轴的两端铰接在连接框架中，所述导线钢丝绳的一端绕设在小轮上，所述坠坨钢丝绳的一端绕设在大轮上；

所述制动器包括壳体、飞轮、若干内棘齿、至少一个正向飞爪、至少一个正向弹簧、至少一反向飞爪和至少一个反向弹簧；

所述主轴的一端伸出所述连接框架、且穿设所述飞轮，所述主轴与飞轮同步旋转，所述壳体呈空心状，所述壳体固定连接在连接框架上、且空套所述飞轮；若干所述内棘齿均布在壳体的内壁上、且与壳体的内壁固定相连，相邻所述内棘齿之间留有间隙；

所述飞轮的表面上开设有至少一正向槽和至少一反向槽，所述正向槽和反向槽均平行于主轴的轴心设置、且正向槽的槽口和反向槽的槽口方向相反；所述正向飞爪的根部铰接在正向槽的槽底，所述正向弹簧抵在正向槽的内壁和正向飞爪之间，使得正向飞爪保持向飞轮中心旋转的趋势；所述反向飞爪的根部铰接在反向槽的槽底，所述反向弹簧抵在反向槽的内壁和反向飞爪之间，使得反向飞爪保持向飞轮中心旋转的趋势。

所述飞轮上开设有主轴孔，所述主轴孔的内壁上开设有花键槽，所述主轴伸出至连接框架外的一侧端头上固定连接有与花键槽适配的花键，所述花键容置于所述花键槽中。

所述小轮、大轮、主轴三者连为一体，所述小轮和大轮同轴心。

所述导线钢丝绳的一侧端头固定连接在小轮的表面上，所述坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮的表面上。

所述内棘齿沿壳体的径向设置、且其截面呈燕尾形。

按以下步骤进行安装：

1）、安装主轴：将主轴穿设在大轮和小轮的轴心上，并使得大轮、小轮均与主轴同步旋转；

2）、安装钢丝绳：

2.1）、将坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮表面上，并在大轮上绕设若干圈；

2.2）、将导线钢丝绳的一端固定连接在小轮表面上，并在小轮上绕设若干圈；

3）、装入连接框架：将大轮、小轮容置于连接框架内，并完成主轴的两端与连接框架之间的铰接，同时使得主轴的一端伸出连接框架；

4）、装入制动器：

4.1）、将所有正向飞爪、所有正向弹簧、所有反向飞爪、所有反向弹簧均安装在飞轮上；

4.2）、将飞轮安装于壳体内；

4.3）、将主轴伸出连接框架的一端穿入飞轮中，并使得二者同步旋转；

4.4）、将壳体固定连接在连接框架上；

5）、安装补偿装置：

5.1）、将连接框架固定连接在安装位置；

5.2）、在大轮、小轮止转的前提下，同时完成坠坨钢丝绳与坠坨的连接，以及导线钢丝绳与导线的连接；

5.3）、释放对大轮、小轮的止转；完毕。

本发明在导线钢丝绳、坠坨钢丝绳未断裂时，轮体可进行自由旋转；而一旦导线钢丝绳、坠坨钢丝绳中的一个断裂，则可通过制动器对轮体进行快速止转；一方面，即实现了坠坨钢丝绳断裂时拉住导线，避免导线因自由下落而出现的拉断的问题，起到了对导线的有效保护；另一方面，在导线钢丝绳断裂时，亦可有效拉住坠坨，避免了坠坨因自由下落而砸坏自身以及下方器件的问题；起到了对导线和坠坨的双向保护。从整体上具有结构精巧、稳定性好、制动效果好且无误触发问题等优点。

附图说明

图1是本案的结构示意图，

图2是图1的俯视图，

图3是图2的A-A向剖视图，

图4是本案中制动器的使用状态参考图一，

图5是本案中制动器的使用状态参考图二；

图中1是连接框架，2是轮体，21是主轴，22是大轮，23是小轮，3是导线钢丝绳，4是坠坨钢丝绳，5是制动器，51是壳体，52是飞轮，53是内棘齿，54是正向飞爪，55是正向弹簧，56是反向飞爪，57是反向弹簧。

具体实施方式

本发明如图1-5所示，包括连接框架1、轮体2、导线钢丝绳3、坠坨钢丝绳4和制动器5，所述连接框架固定连接在电杆或电缆塔上，所述轮体2包括主轴21、大轮22和小轮23，所述大轮22套接所述主轴21、且与主轴21同步旋转，所述小轮23套接所述主轴21、且与主轴21同步旋转，所述主轴21的两端铰接在连接框架1中，所述导线钢丝绳3的一端绕设在小轮23上、且另一端连接导线，使得导线钢丝绳拉住导线，所述坠坨钢丝绳4的一端绕设在大轮22上、且另一端连接坠坨；这样，可通过坠坨的重力使得导线上保持一恒定的张力，当导线因热胀冷缩出现长度变化时，可通过坠坨升降以及轮体的自由旋转，使得导线始终被有效拉住，从而在保持导线上张力恒定的前提下，对导线在长度方向上进行良好、有效的补偿；

所述制动器5包括壳体51、飞轮52、若干内棘齿53、至少一个正向飞爪54、至少一个正向弹簧55、至少一反向飞爪56和至少一个反向弹簧57（如图3所示，正向弹簧、反向弹簧均可为扭簧，也可以设计为压簧或拉簧）；

所述主轴21的一端伸出所述连接框架1、且穿设所述飞轮52，所述主轴21与飞轮52同步旋转，所述壳体51呈空心状，所述壳体51固定连接在连接框架1上、且空套所述飞轮52；若干所述内棘齿53均布在壳体51的内壁上、且与壳体51的内壁固定相连，相邻所述内棘齿53之间留有间隙；

所述飞轮52的表面上开设有至少一正向槽和至少一反向槽，所述正向槽和反向槽均平行于主轴的轴心设置、且正向槽的槽口和反向槽的槽口方向相反；所述正向飞爪54的根部铰接在正向槽的槽底，所述正向弹簧55抵在正向槽的内壁和正向飞爪54之间，使得正向飞爪54保持向飞轮52中心旋转的趋势；所述反向飞爪56的根部铰接在反向槽的槽底，所述反向弹簧57抵在反向槽的内壁和反向飞爪56之间，使得反向飞爪56保持向飞轮52中心旋转的趋势。

从而确保了导线钢丝绳、坠坨钢丝绳未断裂时，轮体可进行自由旋转；而一旦导线钢丝绳、坠坨钢丝绳中的一个断裂，则轮体将在导线或坠坨的重力影响下开设高速旋转，从而通过主轴带动飞轮高速旋转，使得正向飞爪和反向飞爪同时在离心力的作用下克服正向弹簧或反向弹簧的作用力，朝向远离飞轮中心的方向甩动，并快速伸入相邻内棘齿的间隙中，进而使得正向飞爪或反向飞爪中的一个必然卡在相邻内棘齿的间隙中，起到对轮体的快速止转的作用。这样，一方面，如图5所示，即实现了坠坨钢丝绳断裂时拉住导线，避免导线因自由下落而出现的拉断的问题，起到了对导线的有效保护；另一方面，如图4所示，在导线钢丝绳断裂时，亦可有效拉住坠坨，避免了坠坨因自由下落而砸坏自身以及下方器件的问题；起到了对导线和坠坨的双向保护。从整体上具有结构精巧、稳定性好、制动效果好且无误触发问题等优点。

图3中当制动器处于工作状态时，飞轮通过主轴孔与轮体用主轴固定连接；当主轴缓慢正向或反向转动时，由于有正、反向弹簧的作用，正、反向飞爪贴靠在飞轮上，与内棘齿不接触，不影响轮体正向和反向转动。

图4中为顺时针旋转时正向制动的典型结构图，当接触网导线发生断线事故时，轮体因接触网导线一侧失载，在坠坨重力作用下，主轴瞬间加速，在离心力的作用下，正向飞爪克服正向弹簧的作用力，脱离飞爪槽底部，迅速与内棘齿相结合，实现瞬间制动。

图5为逆时针旋转时反向制动的典型结构图，当坠坨端补偿张力瞬间失效时，轮体因坠坨端补偿张力瞬间失效，在接触网导线拉力作用下，主轴瞬间加速，在离心力的作用下，反向飞爪克服反向弹簧的作用力，脱离飞爪槽底部，迅速与内棘齿相结合，实现瞬间制动。

所述飞轮上开设有主轴孔，所述主轴孔的内壁上开设有花键槽，所述主轴伸出至连接框架外的一侧端头上固定连接有与花键槽适配的花键，所述花键容置于所述花键槽中。从而实现飞轮和主轴的同步旋转。

所述小轮、大轮、主轴三者连为一体，所述小轮和大轮同轴心。从而实现小轮和主轴的同步旋转，以及大轮和主轴的同步旋转。

所述导线钢丝绳的一侧端头固定连接在小轮的表面上，所述坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮的表面上。

所述内棘齿沿壳体的径向设置、且其截面呈燕尾形。这样，当正向飞爪或反向飞爪卡入相邻内棘齿的间隙后，可利用其燕尾形的结构，使得正向飞爪或反向飞爪稳定、持续的克服正向弹簧或反向弹簧的作用力，留在相邻内棘齿的间隙中，使得操作人员未对导线钢丝绳或是坠坨钢丝绳进行修复前，通过制动器使得轮体保持长效、稳定的止转，进一步保证了制动器的动作稳定性以及使用效果。

按以下步骤进行安装：

1）、安装主轴：将主轴穿设在大轮和小轮的轴心上，并使得大轮、小轮均与主轴同步旋转（可以通过方键、花键等实现主轴至大轮以及主轴至小轮的传动，或通过固定连接的方式保持同步旋转）；

2）、安装钢丝绳：

2.1）、将坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮表面上，并在大轮上绕设若干圈；

2.2）、将导线钢丝绳的一端固定连接在小轮表面上，并在小轮上绕设若干圈；

3）、装入连接框架：将大轮、小轮容置于连接框架内，并完成主轴的两端与连接框架之间的铰接，同时使得主轴的一端伸出连接框架；

4）、装入制动器：

4.1）、将所有正向飞爪、所有正向弹簧、所有反向飞爪、所有反向弹簧均安装在飞轮上；

4.2）、将飞轮安装于壳体内；

4.3）、将主轴伸出连接框架的一端穿入飞轮中，并使得二者同步旋转（可以通过方键、花键等实现主轴至飞轮的传动，或通过固定连接的方式保持同步旋转）；

4.4）、将壳体固定连接在连接框架上；

5）、安装补偿装置：

5.1）、将连接框架固定连接在安装位置（如电杆、铁塔等指定位置）；

5.2）、在大轮、小轮止转的前提下（可由操作人员干预控制），同时完成坠坨钢丝绳与坠坨的连接，以及导线钢丝绳与导线的连接；

5.3）、释放对大轮、小轮的止转；完毕。

Claims (6)

1.一种可双向制动的补偿装置，其特征在于，包括连接框架、轮体、导线钢丝绳、坠坨钢丝绳和制动器，所述轮体包括主轴、大轮和小轮，所述大轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述小轮套接所述主轴、且与主轴同步旋转，所述主轴的两端铰接在连接框架中，所述导线钢丝绳的一端绕设在小轮上，所述坠坨钢丝绳的一端绕设在大轮上；

所述制动器包括壳体、飞轮、若干内棘齿、至少一个正向飞爪、至少一个正向弹簧、至少一反向飞爪和至少一个反向弹簧；

所述主轴的一端伸出所述连接框架、且穿设所述飞轮，所述主轴与飞轮同步旋转，所述壳体呈空心状，所述壳体固定连接在连接框架上、且空套所述飞轮；若干所述内棘齿均布在壳体的内壁上、且与壳体的内壁固定相连，相邻所述内棘齿之间留有间隙；

所述飞轮的表面上开设有至少一正向槽和至少一反向槽，所述正向槽和反向槽均平行于主轴的轴心设置、且正向槽的槽口和反向槽的槽口方向相反；所述正向飞爪的根部铰接在正向槽的槽底，所述正向弹簧抵在正向槽的内壁和正向飞爪之间，使得正向飞爪保持向飞轮中心旋转的趋势；所述反向飞爪的根部铰接在反向槽的槽底，所述反向弹簧抵在反向槽的内壁和反向飞爪之间，使得反向飞爪保持向飞轮中心旋转的趋势。

2.根据权利要求1所述的一种可双向制动的补偿装置，其特征在于，所述飞轮上开设有主轴孔，所述主轴孔的内壁上开设有花键槽，所述主轴伸出至连接框架外的一侧端头上固定连接有与花键槽适配的花键，所述花键容置于所述花键槽中。

3.根据权利要求1所述的一种可双向制动的补偿装置，其特征在于，所述小轮、大轮、主轴三者连为一体，所述小轮和大轮同轴心。

4.根据权利要求1所述的一种可双向制动的补偿装置，其特征在于，所述导线钢丝绳的一侧端头固定连接在小轮的表面上，所述坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮的表面上。

5.根据权利要求1所述的一种可双向制动的补偿装置，其特征在于，所述内棘齿沿壳体的径向设置、且其截面呈燕尾形。

6.一种权利要求1所述的可双向制动的补偿装置的安装方法，其特征在于，按以下步骤进行安装：

1）、安装主轴：将主轴穿设在大轮和小轮的轴心上，并使得大轮、小轮均与主轴同步旋转；

2）、安装钢丝绳：

2.1）、将坠坨钢丝绳的一端固定连接在大轮表面上，并在大轮上绕设若干圈；

2.2）、将导线钢丝绳的一端固定连接在小轮表面上，并在小轮上绕设若干圈；

3）、装入连接框架：将大轮、小轮容置于连接框架内，并完成主轴的两端与连接框架之间的铰接，同时使得主轴的一端伸出连接框架；

4）、装入制动器：

4.1）、将所有正向飞爪、所有正向弹簧、所有反向飞爪、所有反向弹簧均安装在飞轮上；

4.2）、将飞轮安装于壳体内；

4.3）、将主轴伸出连接框架的一端穿入飞轮中，并使得二者同步旋转；

4.4）、将壳体固定连接在连接框架上；

5）、安装补偿装置：

5.1）、将连接框架固定连接在安装位置；

5.2）、在大轮、小轮止转的前提下，同时完成坠坨钢丝绳与坠坨的连接，以及导线钢丝绳与导线的连接；

5.3）、释放对大轮、小轮的止转；完毕。