CN112706618A - 受电弓弹簧筒、受电弓及电力机车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓弹簧筒、受电弓及电力机车，所述弹簧筒包括筒体和轴杆，所述筒体内放置弹簧，所述轴杆间隙配合安装在所述筒体内，且所述变刚度弹簧套设在所述轴体外周，所述轴杆采用磁铁材质。所述弹簧为变刚度弹簧。本发明利用电磁阻尼及变刚性弹簧作用，削弱了轴杆的振动，提升了受流稳定性。

Description

受电弓弹簧筒、受电弓及电力机车

技术领域

本发明涉及轨道车辆机车，特别是一种受电弓弹簧筒、受电弓及电力机车。

背景技术

目前，轨道车辆机车一般通过安装于列车车顶的受电弓与架设在轨道线路旁的接触网接触实现电能的传输。

如中国专利CN207737126U所示，受电弓包括四杆支撑机构，四杆支撑机构的顶部通过槽型架安装弓头结构。弓头结构包括底部与槽型架连接的弹簧筒、安装在弹簧筒顶部的滑板等。轨道车辆机车运行时，受电弓通过其滑板与接触网直接接触而受流，由于接触网多采用柔性接触网，随着列车运行速度增加，弓网系统振动及冲击加剧，如果受电弓弓头振动情况过度，短时间会造成受电弓脱离网线及拉弧事故，影响正常受流，长时间会造成弓网之间的部件疲劳、开裂，影响设备的安全运行。

中国专利CN110549856A公开了一种受电弓结构，其通过设置两级悬挂弹簧，两级悬挂弹簧之间设置匹配质量块，从而增加了受电弓动力性学性参数可选择性，也更改了受电弓的固有振动频率分布形式，从频率匹配的角度抑制了弓网振动，但显然，由于两级悬挂弹簧和匹配质量块的参数不能无极选择，因而其抑制振动的功效有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有受电弓与接触网之间易出现过度振动的不足，提供一种能降低弓网之间的振动冲击作用，提高受流平稳性的受电弓弹簧筒、受电弓及电力机车。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种受电弓弹簧筒，其包括筒体和轴杆，所述筒体内放置弹簧，所述轴杆间隙配合安装在所述筒体内，且所述弹簧套设在所述轴体外周，所述轴杆采用磁铁材质。

本发明通过将弹簧筒的轴杆采用磁铁材质制成，并在轴杆与弹簧筒之间套设弹簧，使得受电弓在具有弹簧减振的基础上增加了电磁阻尼的设计，即由于轴杆为磁铁材料制成，因而筒体内会产生磁场，轴杆的上、下振动会使筒体内的磁场变化，从而使弹簧内产生感应电流涡流，感应电流涡流会阻碍轴杆的运动，即轴杆会受到阻尼作用，进而削弱轴杆的振动，提升受流平稳性，同时感应电流涡流会变成热能耗散在空气中，也就是弓网之间的冲击振动最终会转变为电磁涡流的热能而耗散掉。

优选地，所述弹簧为变刚度弹簧，在受电弓与接触网接触并相互振动作用中，由于变刚度弹簧的存在，使振动结构的固有频率不断变化，因此削弱了弓网之间的共振作用，降低了振幅。

一具体实施例中，所述筒体的上端安装第一衬套，下端安装第二衬套，且所述轴杆的外周设置弹簧止挡环，所述变刚度弹簧安装在所述弹簧止挡环与所述第二衬套之间。

所述变刚度弹簧为节距变化的圆柱弹簧。

基于同一发明构思，本发明提供了一种受电弓，其包括弓头结构，所述弓头结构包括并列安装的第一弹簧筒和第二弹簧筒，且所述第一弹簧筒和所述第二弹簧筒都为所述的弹簧筒。

优选地，所述第一弹簧筒的顶部铰接第一叉头，所述第二弹簧筒的顶部刚性连接第二叉头，且所述第一叉头与所述第二叉头的顶部安装用于与接触网接触连接的滑板，使受电弓增加了一个自由度，避免了受电弓弹簧筒在振动中产生过约束，卡死，并增加了弓网受流时弓头结构的灵活性，进而提升了弓网的跟随性。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种电力机车，其包括所述的受电弓。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，利用电磁阻尼作用，削弱了轴杆的振动，提升了受流稳定性。

2、本发明采用变刚度弹簧，使弓头结构的固有频率处于变动状态，受电弓弓头不易产生共振，从而降低了弓头振动的幅值，提升了受电弓与接触网的跟随性。

3、本发明将第一叉头与第一弹簧筒铰接，使受电弓的弹簧筒在上下振动时，不会产生过定位，出现卡死的工况，因而弓头结构的灵活性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明受电弓的第一弹簧筒的剖视结构图。

图2为本发明受电弓的第二弹簧筒的剖视结构图。

图3为本发明变刚度弹簧的结构示意图。

图4为本发明受电弓的弓头结构正视图。

图5为本发明受电弓的弓头结构俯视图。

图6为本发明受电弓的弓头结构原理图－(滑板的两端平衡未下压时)。

图7为本发明受电弓的弓头结构原理图二(滑板的一端下压时)。

图中：1.1筒体、1.2变刚度弹簧、1.3轴杆、1.4第一叉头、1.5第一衬套、1.6第二衬套；

2.1盒体、2.2变刚度弹簧、2.3轴杆、2.4第二叉头、2.5衬套、2.6衬套；

3.1第一弹簧筒、3.2转轴、3.3滑板、3.4第二弹簧筒。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1－图7所示，本发明受电弓一实施例包括弓头结构，所述弓头结构包括并列安装的第一弹簧筒3.1和第二弹簧筒3.4，且所述第一弹簧筒3.1的顶部经轴A铰接第一叉头1.4，所述第二弹簧筒3.4的顶部刚性连接第二叉头2.4，所述第一叉头1.4的顶部与所述第二叉头2.4的顶部之间安装用于与接触网接触连接的滑板3.3。

第一弹簧筒3.1包括金属铝材质制成的筒体1.1和磁铁材质制成的轴杆1.3。所述筒体1.1的上端安装第一衬套1.5，下端安装第二衬套1.6，且所述筒体1.1内放置变刚度弹簧1.2。所述轴杆1.3的外周设置弹簧止挡环1.3.1。所述变刚度弹簧1.2套设在所述轴体1.3的外周，且所述变刚度弹簧1.2安装在所述弹簧止挡环1.3.1与所述第二衬套1.6之间。所述轴杆1.3的一端间隙配合穿过第一衬套1.5、变刚度弹簧1.2及第二衬套1.6，且所述轴杆1.3的另一端经轴A铰接第一叉头1.4。

所述变刚度弹簧1.2优选为节距变化的圆柱弹簧，在圆柱弹簧受压时，圆柱弹簧有效圈数变化，使圆柱弹簧的刚度产生变化，进而使受电弓弓头结构的固有频率也会发生变化，因此不易与接触网产生共振，即削弱了受电弓的弓头结构振动。

第二弹簧筒3.4的结构与第一弹簧筒3.1的结构相同。

本发明受电弓还包括与车体连接的四杆支撑机构，所述弓头结构安装在四杆支撑机构的顶部。

本发明受电弓使用时，所述弓头结构的滑板3.3与接触网直接接触作用，由于第一弹簧筒3.1和第二弹簧筒3.4具有一定的弹性，因而能对弓网之间的冲击力进行缓解。同时：

1)、轴杆1.3在筒体1.1里面上、下振动时，基于楞次定律，带磁性的轴杆1.3会在筒体1.1里面产生一个感应电流涡流，进而产生一个附加磁场，阻碍轴杆1.3的运动，从而筒体1.1产生一个阻滞轴杆1.3运动的阻尼作用，进而削弱轴杆1.3的振动。

2)、当轴杆1.3上下振动时，由于变刚度弹簧1.2的存在，其固有频率处于变动状态，从而抑制了共振的发生，降低了轴杆1.3的振动。

3)、第一叉头1.4与轴杆1.3经轴A铰接，使第一叉头1.4可以绕轴A相对轴杆1.3转动。第二叉头2.4与轴杆2.3固定连接(刚性连接)，也就是第二叉头2.4不能绕轴杆2.3转动。当滑板3.3下压使轴杆1.3下移时，由于第一叉头1.4可以偏摆一定的角度，进而避免了轴杆1.3的过约束情况。以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种受电弓弹簧筒，包括筒体和轴杆，其特征在于，所述筒体内放置弹簧，所述轴杆间隙配合安装在所述筒体内，且所述弹簧套设在所述轴体外周，所述轴杆采用磁铁材质制成。

2.根据权利要求1所述的受电弓弹簧筒，其特征在于，所述筒体的上端安装第一衬套，下端安装第二衬套，且所述轴杆的外周设置弹簧止挡环，所述弹簧安装在所述弹簧止挡环与所述第二衬套之间。

3.根据权利要求1所述的受电弓弹簧筒，其特征在于，所述弹簧为变刚度弹簧。

4.根据权利要求3所述的受电弓弹簧筒，其特征在于，所述变刚度弹簧为节距变化的圆柱弹簧。

5.一种受电弓，包括弓头结构，所述弓头结构包括并列安装的第一弹簧筒和第二弹簧筒，其特征在于，所述第一弹簧筒和所述第二弹簧筒都为权利要求1－4中任一项所述的弹簧筒。

6.根据权利要求5所述的受电弓，其特征在于，所述第一弹簧筒的顶部铰接第一铰接叉头，所述第二弹簧筒的顶部刚性连接第二铰接叉头，且所述第一铰接叉头与所述第二铰接叉头的顶部安装用于与接触网接触连接的滑板。

7.一种电力机车，其特征在于包括权利要求5－6中任一项所述的受电弓。

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