CN110549856A - 一种受电弓结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种受电弓结构，属于电气化铁路受电弓‑接触网系统技术领域。上臂杆的上端为“T”字形结构，“T”字形横档的两端均设有“L”形滑板托架，所述“L”形滑板托架的竖臂与上臂杆铰接，横臂前端设有与弹簧筒外筒的底部安装座配合的竖向插口，通过螺栓与弹簧筒外筒的底部安装座固定；所述底部安装座设有中心导杆，中心导杆的上端设有双耳支撑座底部固定；二级悬挂弹簧的底端与所述底部安装座接触，上端与匹配质量块的下端面固定，一级悬挂弹簧的下端面与匹配质量块的上端面固定，双耳支撑座的双耳中设有同轴线的通孔，弹簧筒内筒与双耳支撑座下部固定。主要用于电力驱动列车受流。

Description

一种受电弓结构
技术领域
本发明属于电气化铁路受电弓-接触网系统技术领域。
背景技术
在高速电气化铁路中，安装于列车车顶的受电弓与架设在轨道线路旁的接触网通过滑动接触实现电能的传输，受电弓弓头滑板与接触网接触线的动态接触性能，弓网系统振动冲击程度，受电弓框架结构寿命问题等成为弓网领域关注的重点内容。干线铁路采用柔性接触网，其弓网相互作用性能良好，但随着列车运行速度增加，弓网系统振动及冲击加剧；城轨交通运行速度相对较低，因低电压大电流特性而多采用刚性接触网，其弓网动态运行过程冲击较大。针对上述问题，寻找一种动态性能更优的受电弓结构形式极具重要性。
目前国内外从受电弓角度进行弓网动态相互作用性能优化工作多从滑板数量，滑板质量，滑板间距，滑板一级悬挂参数，受电弓框架几何结构以及传统受电弓主动控制等方面进行，包括文献《城市轨道交通动车组受电弓上臂杆结构设计方案优化》、《高速受电弓结构尺寸优化设计与仿真》、《高速列车受电弓半主动控制方法研究及应用》、《Dynamicsensitivity analysis for the pantograph of a high-speed rail vehicle》、《Statesensitivity analysis of the pantograph system for a high-speed rail vehicleconsidering span length and static uplift force》、《Actively controlledpantograph:an application》等。但上述技术多局限于原有受电弓结构本身，其优化程度较小，边界限制条件逐步清晰甚至到达瓶颈，无法从根源上解决弓网振动剧烈的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种受电弓结构，它能有效地解决减轻弓网振动剧烈程度，阻隔弓网冲击能量的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种受电弓结构，包括滑板碳块及滑板铝托、上臂杆、下臂杆和受电弓底座，所述下臂杆的上端与上臂杆尾部转折处下部的铰支座铰接，下端为倒“T”字形结构，倒“T”字形横档的两端与受电弓底座两侧纵档中前部的凸耳铰接；拉杆的上端与上臂杆后端部的铰支座铰接，下端与受电弓底座后横档中部的铰支座铰接；上臂杆的上端为“T”字形结构，“T”字形横档的两端均设有“L”形滑板托架，所述“L”形滑板托架的竖臂与上臂杆铰接，横臂前端设有与弹簧筒外筒的底部安装座配合的竖向插口，通过螺栓与弹簧筒外筒的底部安装座固定；所述底部安装座设有中心导杆，中心导杆的上端设有双耳支撑座底部固定；二级悬挂弹簧的底端与所述底部安装座接触，上端与匹配质量块的下端面固定，一级悬挂弹簧的下端面与匹配质量块的上端面固定，双耳支撑座的双耳中设有同轴线的通孔，弹簧筒内筒与双耳支撑座下部固定。
所述匹配质量块设有与中心导杆间隙配合的通孔。
当采用弹簧筒悬挂时，两级悬挂及匹配质量块均设置在弹簧筒内部，但不限于安装于内部。
所述受电弓弓头为单根滑板时，两侧的二级悬挂弹簧分别配置一个独立的匹配质量块或者共同使用一个匹配质量块。
当设计为主动控制方式时，二级悬挂弹簧被替换为电力作动器，所述底部安装座上表面设有电力作动器的底座，作动器伸缩杆的端部与匹配质量块的下端面固定。
当设计为主动控制方式时，所述电力作动器采用电磁或液压作动器替换。
本发明的工作原理：
(1)本受电弓包含两级悬挂弓头，在原有弓网系统相互相互作用基础结构上，增加了弓网系统动力学性能参数匹配可选择项，更改了受电弓的固有振动频率分布形式。通过弓网动力学数值模拟和试验验证，对二级悬挂及匹配质量块参数进行选择和优化，从频率匹配的角度抑制弓网振动。
(2)本受电弓包含两级悬挂弓头，增加了弓网振动冲击载荷从弓网接触点传递至受电弓上臂杆的阻隔环节，二系悬挂及匹配质量块起到了动力吸振器的作用，从而减小传递至受电弓四连杆结构的动态载荷。
与现有技术相比的优点或效果：
(1)本受电弓设有两级悬挂弓头可通过参数匹配，从根源上有效抑制弓网振动，达到良好弓网受流性能。
(2)本受电弓可隔离滑板至受电弓框架结构的能量传递，将受电弓滑板弓头耗散聚集至受电弓弓头二级悬挂及匹配质量块，减弱上臂杆所受的高频载荷，从而降延长受电弓框架使用寿命。
(3)本受电弓可同时适用于干线铁路和城轨交通，其匹配参数可针对设计不同线路及运行速度条件进行设计。
(3)受电弓两级悬挂弓头悬挂方式灵活，可选择性多，易于实现,一级和二级悬挂可分别采用板簧悬挂、弹簧筒悬挂、斜拉簧悬挂和扭簧悬挂方式中的两类，或同时采用相同的悬挂方式。
(4)受电弓两级悬挂弓头采用共用配重质量块时，可通过设计共用配重质量块的迎风形貌，修正受电弓的双向运行时的气动抬升力差异。
本发明的受电弓两级悬挂弓头，可优化轨道交通弓网系统性能，设备使用寿命延长，具有较大的实用价值和经济价值。
附图说明
图1为本发明两级悬挂弓头示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明弹簧筒采用直线弹簧的结构示意图；
图4为本发明二系悬挂采用电力作动器主动控制方式的结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。一种受电弓结构，包括滑板碳块1及滑板铝托2、上臂杆6、下臂杆14和受电弓底座16，所述下臂杆14的上端与上臂杆6尾部转折处下部的铰支座铰接，下端为倒“T”字形结构，倒“T”字形横档的两端与受电弓底座16两侧纵档中前部的凸耳铰接；拉杆15的上端与上臂杆6后端部的铰支座铰接，下端与受电弓底座16后横档中部的铰支座铰接；上臂杆6的上端为“T”字形结构，“T”字形横档的两端均设有“L”形滑板托架13，所述“L”形滑板托架13的竖臂与上臂杆6铰接，横臂前端设有与弹簧筒外筒9的底部安装座17配合的竖向插口，通过螺栓与弹簧筒外筒9的底部安装座17固定；所述底部安装座17设有中心导杆10，中心导杆10的上端设有双耳支撑座7底部固定；二级悬挂弹簧5的底端与所述底部安装座17接触，上端与匹配质量块4的下端面固定，一级悬挂弹簧3的下端面与匹配质量块4的上端面固定，双耳支撑座7的双耳中设有同轴线的通孔，弹簧筒内筒8与双耳支撑座7下部固定。
所述匹配质量块4设有与中心导杆10间隙配合的通孔。
当采用弹簧筒悬挂时，两级悬挂及匹配质量块4均设置在弹簧筒内部，但不限于安装于内部。
所述受电弓弓头为单根滑板时，两侧的二级悬挂弹簧5分别配置一个独立的匹配质量块4或者共同使用一个匹配质量块4。
当设计为主动控制方式时，二级悬挂弹簧5被替换为电力作动器，如图3所示，所述底部安装座17上表面设有电力作动器的底座12，作动器伸缩杆11的端部与匹配质量块(4)的下端面固定。
当设计为主动控制方式时，所述电力作动器或者采用电磁、液压作动器替换。

Claims (6)

1.一种受电弓结构，包括滑板碳块(1)及滑板铝托(2)、上臂杆(6)、下臂杆(14)和受电弓底座(16)，所述下臂杆(14)的上端与上臂杆(6)尾部转折处下部的铰支座铰接，下端为倒“T”字形结构，倒“T”字形横档的两端与受电弓底座(16)两侧纵档中前部的凸耳铰接；拉杆(15)的上端与上臂杆(6)后端部的铰支座铰接，下端与受电弓底座(16)后横档中部的铰支座铰接；其特征在于：上臂杆(6)的上端为“T”字形结构，“T”字形横档的两端均设有“L”形滑板托架(13)，所述“L”形滑板托架(13)的竖臂与上臂杆(6)铰接，横臂前端设有与弹簧筒外筒(9)的底部安装座(17)配合的竖向插口，通过螺栓与弹簧筒外筒(9)的底部安装座(17)固定；所述底部安装座(17)设有中心导杆(10)，中心导杆(10)的上端设有双耳支撑座(7)底部固定；二级悬挂弹簧(5)的底端与所述底部安装座(17)接触，上端与匹配质量块(4)的下端面固定，一级悬挂弹簧(3)的下端面与匹配质量块(4)的上端面固定，双耳支撑座(7)的双耳中设有同轴线的通孔，弹簧筒内筒(8)与双耳支撑座(7)下部固定。
2.根据权利要求1所述的一种受电弓结构，其特征在于：所述匹配质量块(4)设有与中心导杆(10)间隙配合的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种受电弓结构，其特征在于：当采用弹簧筒悬挂时，两级悬挂及匹配质量块(4)均设置在弹簧筒内部，但不限于安装于内部。
4.根据权利要求1所述的一种含两级悬挂弓头的受电弓结构，其特征在于：所述受电弓弓头为单根滑板时，两侧的二级悬挂弹簧(5)分别配置一个独立的匹配质量块(4)或者共同使用一个匹配质量块(4)。
5.根据权利要求1所述的一种受电弓结构，其特征在于：当设计为主动控制方式时，二级悬挂弹簧(5)被替换为电力作动器，所述底部安装座(17)上表面设有电力作动器的底座(12)，作动器伸缩杆(11)的端部与匹配质量块(4)的下端面固定。
6.根据权利要求5所述的一种受电弓结构，其特征在于：当设计为主动控制方式时，所述电力作动器或者采用电磁、液压作动器替换。
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