CN109599733A - 一种新型轨道列车环磨接地装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型轨道列车环磨接地装置，包括碳刷架、端盖、与碳刷架连接的铜排、设置在碳刷架上的碳刷组件以及安装在端盖内且用于驱动碳刷组件与摩擦环紧密接触的恒力弹簧组件；所述端盖与碳刷架相互连接且形成一个用于安装恒力弹簧组件和碳刷组件的腔室，所述碳刷组件穿过腔室与摩擦环接触。本发明的有益效果是：本发明相比现有技术占用空间少，结构简单，具有良好的密封效果；适用于可变轨矩的轨道列车。

Description

一种新型轨道列车环磨接地装置
技术领域
本发明涉及轨道列车接地装置技术领域，具体的说，是一种新型轨道列车环磨接地装置。
背景技术
随着全球经济一体化的飞速发展，跨国间的客货运输在近年来增长迅速，然而由于各国铁路的轨距不同，从而给跨国间的铁路运输造成严重的阻碍。为了解决各国铁路的轨距不同对跨国间的铁路运输造成阻碍的问题，对此提出了变轨距的转向架，即当列车行驶到它国的铁路上时，通过改变自身轮对上的车轮之间的间距，来适应它国铁路的轨距。
轨道列车通过接地装置将轨道列车车顶受电弓获取接触网电能，经车上用电器、接地装置及车轮和轨道构成动车组完整的供电回路，保证轨道列车正常工作。轨道列车接地装置的工作原理是通过相对位置固定的碳刷与旋转车轴上的摩擦环相接触，使电流流经二者形成回路。
在轨道列车变轨矩的过程中，安装在列车转向架车轴变轨装置上的摩擦环和接地装置与其一起做轴向位移；由于接地装置安装位置空间狭小，然而现有技术中尚没有能够直接用于可变轨矩列车的接地装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型轨道列车环磨接地装置，在确保满足功能性要求的基础上相比现有技术具有占用空间少、结构简单、防尘防水性能优良等特点。
本发明通过下述技术方案实现：
一种新型轨道列车球磨接地装置，包括碳刷架、端盖、与碳刷架连接的铜排、设置在碳刷架上的碳刷组件以及安装在端盖内且用于驱动碳刷组件与摩擦环紧密接触的恒力弹簧组件；所述端盖与碳刷架相互连接且形成一个用于安装恒力弹簧组件和碳刷组件的腔室，所述碳刷组件穿过腔室与摩擦环接触。
工作原理：轨道列车车顶受电弓经过用电器与铜排进行连接，由于铜排的一端与碳刷架连接，使得电流将通过铜排传递到碳刷架上，在通过碳刷架上的碳刷组件将电流传递到轨道列车的摩擦环，由于摩擦环安装在车轮上，使得电流通过轨道传递到大地，从而形成一个完整的供电回路。
在轨道列车工作过程中，摩擦环始终保持与碳刷组件接触，由于长时间的相互摩擦，碳刷组件将产生磨损，通过安装在腔室内的恒力弹簧组件驱动碳刷组件始终与摩擦环接触，有效的避免碳刷组件在长时间使用后不能与摩擦环接触，从而影向轨道列车正常运行的问题。
本发明结构简单，可用于以接触网作为供电方式的各类轨道交通设备上。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖靠近碳刷架的一侧设置有凹槽，所述凹槽的侧壁上设置有T型槽；所述恒力弹簧组件安装在T型槽内。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述恒力弹簧组件包括安装在T型槽的恒力弹簧安装座、与恒力弹簧安装座远离凹槽一侧连接的第一板体、以及一端与第一板体一端连接的簧体，所述簧体沿所述第一板体长度方向提供弹力。
恒力弹簧安装座通过卡接的方式安装在T型槽内，安拆简单。
簧体靠近碳刷架的一侧与碳刷组件接触；当碳刷组件与摩擦环长时间使用后，碳刷组件将出现磨损，簧体将对碳刷组件施加一个恒定的压力，实现碳刷组件向摩擦环一侧运动从而有效的保持碳刷组件与摩擦环的接触。
所述簧体的弹簧压力为20~30N。弹簧压力设置在此范围使得摩擦环与碳刷组件既能保证有效的接触又能使得碳刷组件的磨损量最低，从而有效的保证碳刷组件的使用寿命。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件包括滑动安装腔室内的碳刷本体、与碳刷本体远离摩擦环一端固定连接的铜导线以及与铜导线另外一端固定连接的接线鼻，所述接线鼻可拆卸安装在碳刷刷架靠近端盖的一侧。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件还包括设置在碳刷本体靠近端盖一侧与铜导线之间的绝缘垫，所述绝缘垫靠近端面的一侧呈弧面且与簧体的外侧面贴合。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖的外侧设置有插槽，所述铜排呈“L”型，所述铜排的一端穿过插槽与碳刷架固定连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架与插槽同侧的侧面设置有安装槽，所述铜排的一端穿过插槽安装在安装槽内。
进一步地，为了更好的实现本发明，还包括设置在端盖与碳刷架之间的密封垫；所述铜导线穿过绝缘垫与碳刷本体连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架呈T台状，所述碳刷架的大端与端盖连接，所述碳刷架的外侧面套装有绝缘盖；所述绝缘盖的外侧面与端盖的外侧面在同一平面上；所述安装槽设置在大端的外侧面。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明相比现有技术占用空间少，结构简单，具有良好的密封效果。
附图说明
图1为本发明的三维立体视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为图2中A-A的剖视图；
图4为图3中C-C的剖视图；
图5为本发明中碳刷组件的结构示意图；
图6为本发明中恒力弹簧组件的结构示意图；
图7为本发明中端盖的仰视结构示意图；
图8为本发明中碳刷架的结构示意图；
其中1-端盖，11-插槽，12-凹槽，13-T型槽，2-碳刷架，20-绝缘盖，3-铜排，4-恒力弹簧组件，41-恒力弹簧安装座，42-第一板体，43-簧体，5-碳刷组件，51-碳刷主体，52-绝缘垫，53-铜导线，54-接线鼻，55-刻度线，6-密封垫，7-绝缘套。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-图8所示，一种新型轨道列车球磨接地装置，包括碳刷架2、端盖1、与碳刷架2连接的铜排3、设置在碳刷架2上的碳刷组件5以及安装在端盖1内且用于驱动碳刷组件5与摩擦环紧密接触的恒力弹簧组件4；所述端盖1与碳刷架2相互连接且形成一个用于安装恒力弹簧组件4和碳刷组件5的腔室，所述碳刷组件5穿过腔室与摩擦环接触。
工作原理：轨道列车车顶受电弓经过用电器与铜排3进行连接，由于铜排3的一端与碳刷架2连接，使得电流将通过铜排3传递到碳刷架2上，在通过碳刷架2上的碳刷组件5将电流传递到轨道列车的摩擦环，由于摩擦环安装在车轴上，使得电流通过车轴、车轮、轨道传递到大地，从而形成一个完整的供电回路。
在轨道列车工作过程中，摩擦环始终保持与碳刷组件5接触，由于长时间的相互摩擦，碳刷组件5将产生磨损，通过安装在腔室内的恒力弹簧组件4驱动碳刷组件5始终与摩擦环接触，有效的避免碳刷组件5在长时间使用后不能与摩擦环接触，从而影向轨道列车正常运行的问题。
本发明结构简单，可用于以接触网作为供电方式的各类轨道交通设备上。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图8所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖1靠近碳刷架2的一侧设置有凹槽12，所述凹槽12的侧壁上设置有T型槽13；所述恒力弹簧组件4安装在T型槽13内。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述恒力弹簧组件4包括安装在T型槽13的恒力弹簧安装座41、与恒力弹簧安装座41远离凹槽12一侧连接的第一板体42、以及一端与第一板体42一端连接的簧体43，所述簧体43沿所述第一板体42长度方向提供弹力。所述簧体43为卷簧。
恒力弹簧安装座41通过卡接的方式安装在T型槽13内，安拆简单。
簧体43靠近碳刷架2的一侧与碳刷组件5接触；当碳刷组件5与摩擦环长时间使用后，碳刷组件5将出现磨损，簧体43将对碳刷组件5施加一个恒定的压力，实现碳刷组件5向摩擦环一侧运动从而有效的保持碳刷组件5与摩擦环的接触。
需要说明的是，通过上述改进，所述恒力弹簧安装座41包括卡扣式安装在T型槽13内的安装底座、与安装底座远离碳刷架2一端垂直连接的底板，所述底板的自由端远离T型槽13。
所述簧体43沿所述第一板体42长度方向提供弹力，即利用簧体43的弹力吸收碳刷的移动，使其在竖直方向运动后能够迅速恢复原来的位置，保证电连接的效率。簧体43与碳刷组件5一端抵接，以利用簧体43的弹性进行吸收和复位。
所述第一板体42与恒力弹簧安装座41采用可拆卸连接的方式进行连接；例如螺栓连接、卡扣式连接。可拆卸连接有效的保证了在簧体43达到使用寿命后，能够快速的进行更换，装配方简单。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图5所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件5包括滑动安装腔室内的碳刷本体51、与碳刷本体51远离摩擦环一端固定连接的铜导线53以及与铜导线53另外一端固定连接的接线鼻54，所述接线鼻54可拆卸安装在碳刷架2靠近端盖1的一侧。
所述铜导线53的数量为两根，两根铜导线53的其中一端与碳刷本体51连接，另外一个分别与接线鼻54连接。
所述铜导线53由多股铜丝编织而成。编织铜导线不仅具有良好的抗拉强度而且还具有良好的柔韧性，从而可以确保碳刷体在碳刷架内腔中做自由伸缩运动，同时也确保编织铜导线长时间随碳刷体做伸缩运动过程中不产生断裂。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图5所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件5还包括设置在碳刷本体51靠近端盖1一侧与铜导线53之间的绝缘垫52，所述绝缘垫52靠近端面的一侧呈弧面且与簧体43的外侧面贴合。
需要说明的是，通过上述改进，两根铜导线53的一端均穿过绝缘垫52与碳刷本体51靠近端盖1的一侧固定连接。
簧体43与绝缘垫52靠近端盖1的一侧贴合，绝缘垫52有效的避免电流通过恒力弹簧组件4传输到端盖1上，使得端盖1带电，从而不能形成一个有效的供电回路。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖1的外侧设置有插槽11，所述铜排3呈“L”型，所述铜排3的一端穿过插槽11与碳刷架2固定连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架2与插槽11同侧的侧面设置有安装槽，所述铜排3的一端穿过插槽11安装在安装槽内。
需要说明的是，通过上述改进，图7所示，所述插槽11为开设在端盖1外侧的T型槽，该T型槽的小端远离腔室；所述铜排3的一端穿过该T型槽安装在安装槽内。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，进一步地，为了更好的实现本发明，还包括设置在端盖1与碳刷架2之间的密封垫6；所述铜导线53穿过绝缘垫52与碳刷本体51连接。密封垫6使得端盖1与碳刷架2密封牢固，使得粉尘、外部水份不能进入腔室内；有效的保证了碳刷组件5、恒力弹簧组件4的工作环境。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架2呈T台状，所述碳刷架2的大端与端盖1连接，所述碳刷架2的外侧面套装有绝缘盖20；所述绝缘盖20的外侧面与端盖1的外侧面在同一平面上；所述安装槽设置在大端的外侧面。
需要说明的是，通过上述改进，设置绝缘盖20有效的保证了碳刷架2不导电；使得电流智能通过碳刷本体51输送到摩擦环；通过摩擦环在输送到大地，从而形成一个供电回路。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例7：
本实施例为本发明的最佳实施例，如图1-图8所示，一种新型轨道列车球磨接地装置，包括碳刷架2、端盖1、与碳刷架2连接的铜排3、设置在碳刷架2上的碳刷组件5以及安装在端盖1内且用于驱动碳刷组件5与摩擦环紧密接触的恒力弹簧组件4；所述端盖1与碳刷架2相互连接且形成一个用于安装恒力弹簧组件4和碳刷组件5的腔室，所述碳刷组件5穿过腔室与摩擦环接触。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖1靠近碳刷架2的一侧设置有凹槽12，所述凹槽12的侧壁上设置有T型槽13；所述恒力弹簧组件4安装在T型槽13内。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述恒力弹簧组件4包括安装在T型槽13的恒力弹簧安装座41、与恒力弹簧安装座41远离凹槽12一侧连接的第一板体42、以及一端与第一板体42一端连接的簧体43，所述簧体43沿所述第一板体42长度方向提供弹力。
恒力弹簧安装座41通过卡接的方式安装在T型槽13内，安拆简单。
簧体43靠近碳刷架2的一侧与碳刷组件5接触；当碳刷组件5与摩擦环长时间使用后，碳刷组件5将出现磨损，簧体43将对碳刷组件5施加一个恒定的压力，实现碳刷组件5向摩擦环一侧运动从而有效的保持碳刷组件5与摩擦环的接触。
所述簧体43的弹簧压力为20~23N。弹簧压力设置在此范围使得摩擦环与碳刷组件5既能保证有效的接触又能使得碳刷组件5的磨损量最低，从而有效的保证碳刷组件5的使用寿命。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件5包括滑动安装腔室内的碳刷本体51、与碳刷本体51远离摩擦环一端固定连接的铜导线53以及与铜导线53另外一端固定连接的接线鼻54，所述接线鼻54可拆卸安装在碳刷架2靠近端盖1的一侧。
所述铜导线53的数量为两根，两根铜导线53的其中一端与碳刷本体51连接，另外一个分别与接线鼻54连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷组件5还包括设置在碳刷本体51靠近端盖1一侧与铜导线53之间的绝缘垫52，所述绝缘垫52靠近端面的一侧呈弧面且与簧体43的外侧面贴合。所述簧体43设置在两根铜导线53之间且与绝缘垫52靠近端面一侧贴合。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖1的外侧设置有插槽11，所述铜排3呈“L”型，所述铜排3的一端穿过插槽11与碳刷架2固定连接。
所述铜排3包括安装在插槽11内且一端与碳刷架2连接的第一板体42、与第一板体42另外一端垂直连接的第二板体，所述第二板体的长度为95mm-145mm。所述第二板体远离第一本体的一端设置有用于连接轨道列车上电缆的接线孔。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架2与插槽11同侧的侧面设置有安装槽，所述铜排3的一端穿过插槽11安装在安装槽内。
进一步地，为了更好的实现本发明，还包括设置在端盖1与碳刷架2之间的密封垫6；所述铜导线53穿过绝缘垫52与碳刷本体51连接。
所述碳刷本体51远离铜导线53一侧的端面为圆弧面，所述圆弧面与摩擦环的外侧面贴合。
在碳刷本体51上设置有刻度线55，所述刻度线55距离圆弧面的顶点距离为17mm。设置17mm满足碳刷本体的最大摩擦损耗量；设置该刻度线55的目的是为了能够有效提醒工作人员碳刷本体51的使用寿命；有效的保证了有轨列车能够正常运行，避免不能明显知晓碳刷本体51的磨损量。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述碳刷架2呈T台状，所述碳刷架2的大端与端盖1连接，所述碳刷架2的外侧面套装有绝缘盖20；所述绝缘盖20的外侧面与端盖1的外侧面在同一平面上；所述安装槽设置在大端的外侧面。
在端盖1设置有螺纹孔，在碳刷架2与螺纹孔相对的位置设置有螺纹盲孔，螺栓依次端盖1上的螺纹孔、碳刷架2上的螺纹盲孔，将端盖1与碳刷架2连接。
为了保证将本设计有效的安装在轨道列车上，在端盖1和碳刷架2上还分别设置有通孔，将本设计固定在轨道列车上的固定螺栓穿过通孔安装在轨道列车上，在端盖1的通孔远离碳刷架2的一端安装有设置有绝缘套7，绝缘套7设置有固定螺栓穿过的A通孔，绝缘套7包括安装在端盖1上的A垫块、安装在通孔内的B垫块，B垫块的外径与通孔的内径相匹配；A通孔的轴线与通孔的轴线在一条直线上。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：包括碳刷架（2）、端盖（1）、与碳刷架（2）连接的铜排（3）、设置在碳刷架（2）上的碳刷组件（5）以及安装在端盖（1）内且用于驱动碳刷组件（5）与摩擦环紧密接触的恒力弹簧组件（4）；所述端盖（1）与碳刷架（2）相互连接且形成一个用于安装恒力弹簧组件（4）和碳刷组件（5）的腔室，所述碳刷组件（5）穿过腔室与摩擦环接触。
2.根据权利要求1所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述端盖（1）靠近碳刷架（2）的一侧设置有凹槽（12），所述凹槽（12）的侧壁上设置有T型槽（13）；所述恒力弹簧组件（4）安装在T型槽（13）内。
3.根据权利要求2所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述恒力弹簧组件（4）包括安装在T型槽（13）的恒力弹簧安装座（41）、与恒力弹簧安装座（41）远离凹槽（12）一侧连接的第一板体（42）、以及一端与第一板体（42）一端连接的簧体（43），所述簧体（43）沿所述第一板体（42）长度方向提供弹力。
4.根据权利要求3所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述碳刷组件（5）包括滑动安装腔室内的碳刷本体（51）、与碳刷本体（51）远离摩擦环一端固定连接的铜导线（53）以及与铜导线（53）另外一端固定连接的接线鼻（54），所述接线鼻（54）可拆卸安装在碳刷架（2）靠近端盖（1）的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述碳刷组件（5）还包括设置在碳刷本体（51）靠近端盖（1）一侧与铜导线（53）之间的绝缘垫（52），所述绝缘垫（52）靠近端面的一侧呈弧面且与簧体（43）的外侧面贴合。
6.根据权利要求1所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述端盖（1）的外侧设置有插槽（11），所述铜排（3）呈“L”型，所述铜排（3）的一端穿过插槽（11）与碳刷架（2）固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述碳刷架（2）与插槽（11）同侧的侧面设置有安装槽，所述铜排（3）的一端穿过插槽（11）安装在安装槽内。
8.根据权利要求7所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：还包括设置在端盖（1）与碳刷架（2）之间的密封垫（6）；所述铜导线（53）穿过绝缘垫（52）与碳刷本体（51）连接。
9.根据权利要求8所述的一种新型轨道列车环磨接地装置，其特征在于：所述碳刷架（2）呈T台状，所述碳刷架（2）的大端与端盖（1）连接，所述碳刷架（2）的外侧面套装有绝缘盖（20）；所述绝缘盖（20）的外侧面与端盖（1）的外侧面在同一平面上；所述安装槽设置在大端的外侧面。
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