CN211844097U - 一种带阻尼减振装置的碳滑板 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种带阻尼减振装置的碳滑板，包括碳条、托架和阻尼减振装置，所述阻尼减振装置可以设置在所述碳条和所述托架之间，和/或所述托架的内部或外表面。当所述碳滑板振动时，所述阻尼减振装置可以通过阻尼减振层、带流动物的分隔室或动力阻尼减振装置，以阻隔、吸收或转化成其他能量等方式起到对所述碳滑板的阻尼减振作用，吸收振动能量，减缓碳滑板的磨损。

Description

一种带阻尼减振装置的碳滑板

技术领域

本实用新型涉及碳滑板技术领域，特别涉及一种带阻尼减振装置的碳滑板。

背景技术

城市轨道交通车辆受电弓作为列车牵引系统的重要组成部分，从高压接触网上获得电流，为车辆牵引逆变器和高压设备提供动力来源。其中，碳滑板是安装在受电弓上，直接与接触网导线接触，属于滑动接触触头材料，滑板从接触网导线上获得电流，为机车供应电力。碳滑板与接触网线构成的是一对机械与电气耦合的特殊摩擦副，因此碳滑板属于易损易耗物件。

在理想运行情况下，受电弓与接触网的接触压力保持在一定范围内，以使受流离线率不会过大，保证受流效果。同时碳滑板在拉出值范围内，应磨耗均匀、表面平滑。但由于列车运行环境复杂，外部干扰因素非常多，特别是在列车高速行驶过程中，由于宽频带轮轨激励力作用下，不可避免的将振动能量沿车体传递至受电弓，引起碳滑板的高频振动，导致受电弓的接触网线在振动冲击力下出现高频次的压力波动，引起接触网线接触的不平滑，这样不仅会增加碳滑板机械摩擦损耗，而且接触线与受电弓之间容易出现打火、电火花或电弧烧蚀现象，导致磨耗，该磨耗对碳滑板损伤极大。同时，随着磨耗的增加又进一步增加了压力波动，导致碳滑板磨损加剧。碳滑板异常磨耗不仅会降低碳滑板的使用寿命，增加检修维护成本，而且会导致弓网接触力产生波动进而引起机车受电不良，机车运行性能差甚至会损害机车电气设备，给列车运行带来很大的安全隐患。

目前，轨道交通用的碳滑板多为刚性结构体，材料或结构阻尼损耗因子较低。长时间使用后，振动作用加剧碳条的磨耗程度，不仅有安全隐患而且需要经常更换碳滑板，维护成本高。

有鉴于此，本实用新型提供一种带阻尼减振装置的碳滑板

实用新型内容

本实用新型提供一种带阻尼减振装置的碳滑板，以解决上述问题。本实用新型采用如下技术方案：

一种带阻尼减振装置的碳滑板，包括碳条、托架，所述碳条设置于受电弓的弓头上，所述托架支撑所述碳条，还包括阻尼减振装置，所述阻尼减振装置设置于所述碳条和所述托架之间，和/或所述托架的内部或者外表面。通过所述阻尼减振装置使所述碳滑板的振动降低减缓。

优选的，所述阻尼减振装置可以设置一个或多个。通过合理的数量与分布，提高阻尼减振效果。

优选的，所述阻尼减振装置为阻尼减振层，所述阻尼减振层至少包括高分子阻尼材料板。所述碳滑板振动时，带动所述高分子阻尼材料板发生形变，阻隔并消耗振动。

优选的，所述阻尼减振层为高分子阻尼材料板和约束板形成的复合约束板。所述约束板有助于增加所述高分子阻尼材料板的剪切或拉伸变形能力，提高阻尼减振效果。

优选的，所述阻尼减振装置包括至少一个分隔室结构，所述分隔室的空间填充流动物。当所述碳滑板中振动时，将能量传递给所述流动物，在所述分隔室内振动摩擦，吸收振动。

优选的，所述分隔室包裹界面上安装有调节体，所述流动物与所述调节体接触。当所述碳滑板振动时，所述调节体自身可以振动，并将振动传递给所述流动物，还可以增强所述流动物对所述碳滑板的反作用力和摩擦力，有助于振动能量的损耗。

优选的，所述流动物的缝隙间有缝隙填充物，可以在振动传递时提高摩擦力和形变，提高阻尼减振效果。

优选的，所述流动物的外侧有柔性包袋。所述柔性包带结构能加剧所述流动物的摩擦和冲击，消耗更多的振动能量并降低振动的敷设噪声。

优选的，所述阻尼减振装置为弹性元件和刚性元件间隔设置形成的动力吸振装置，位于所述托架的下侧。振动时，所述刚性元件对所述碳滑板产生反作用力，抵消所述碳滑板传递的部分振动能量，所述弹性元件将部分振动能量转化为热量等其他形式的能量耗散。

优选的，所述阻尼减振装置可以通过胶粘、焊接、紧固件或硫化连接在所述碳条和/或托架上，使贴合更紧密。

本实用新型取得的有益效果为：

(1)本实用新型的阻尼减振装置结构简单，和碳滑板紧密贴合，可以传递消耗振动能量，降低碳条的磨耗程度，延长使用寿命；

(2)本实用新型的阻尼减振装置可以分散布置于碳滑板上，提供分布的阻尼减振效果；

(3)本实用新型的阻尼减振装置能适用于宽频段的振动。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，示意性实施例及其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例1的另一结构示意图；

图4为本实用新型实施例1的另一结构示意图；

图5为本实用新型实施例1的另一结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3的结构示意图；

图8为本实用新型实施例3的另一结构示意图；

图9为本实用新型实施例4的结构示意图；

图10为本实用新型实施例5的结构示意图；

图11为本实用新型实施例6的结构示意图；

图12为本实用新型实施例7的结构示意图；

图13为本实用新型实施例8的结构示意图；

图14为本实用新型实施例8的另一结构示意图；

图15为本实用新型实施例8的另一结构示意图。

附图标记说明：

1.碳条，2.托架，3.阻尼减振层，4.高分子阻尼材料板，5.约束板，6.复合约束板，7.分隔室，8.流动物，9.包裹界面，10.第一填充物，11.第二填充物，12. 调节体，13.缝隙填充物，14.柔性包袋，15.弹性元件，16.刚性元件，17.动力吸振装置，18.碳滑板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，可以使本领域技术人员更清楚的理解本实用新型，并且能够实施。但是本实用新型要求保护的范围并不限于具体实施方式中所描述的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

一种带阻尼减振装置的碳滑板，如图1-4所示。所述带阻尼减振装置的碳滑板包括碳条1、托架2和阻尼减振层3。所述碳条1设置于受电弓的弓头上，与接触网导线接触，所述托架2用于支撑所述碳条1，所述阻尼减振层3与所述碳条1或所述托架2紧密贴合，可以通过胶粘、焊接、紧固件或硫化的方式连接固定。所述阻尼减振层3可以位于所述碳条1和所述托架2之间，也可以设置于所述托架2的内部或外表面，也可以组合设置，并设置至少一个所述阻尼减振层。

所述阻尼减振层3由单层或多层高分子阻尼材料板4复合而成。如图5所示，所述阻尼减振层3的数量为多层，安装在所述碳条1、托架2的内侧和/或外表面。如图1所示，所述阻尼减振层3与所述托架2的外表面紧密贴合。所述碳滑板18振动时，能量经所述托架2外表面的阻尼减振层消耗。如图2所示，所述阻尼减振层3与所述托架2的内部紧密贴合，振动时，能量被分散到所述阻尼减振层3与所述托架2形成的多个结构。如图3所示，所述阻尼减振层3的一侧和所述碳条1连接，另一侧和所述托架2贴合。振动能量经由所述碳条 1传递到所述阻尼减振层，发生变形消耗振动。如图4所示，设置多个阻尼减振层3，在图3实施方式的基础上，还可以将所述阻尼减振层3设置在所述托架2沿横截面的方向上，并将所述碳滑板18分割成多层夹芯复合阻尼减振结构，振动能量被多级逐层消耗。当所述碳滑板18振动时，所述高分子阻尼材料板4 在振动的作用下发生弹性形变缓冲减振，且能阻隔和吸收振动能量，提高阻尼减振效果。图1-4的布置方式可以叠加使用。

实施例2

本实施例提供的带阻尼减振装置的碳滑板在实施例1的基础上进行进一步的改进，如图6所示。所述阻尼减振层也可以采用将所述高分子阻尼材料板4 与约束板5形成多层复合约束板结构6。所述多层复合约束板结构6可以安装在所述碳条1、托架2的内侧和/或外表面。振动可以传递至所述高分子阻尼材料板4，引起所述高分子阻尼材料板4压缩或剪切变形，并通过自身的阻尼将振动能量转化成热能消耗。同时，所述约束板5为高模量的约束板，可以增加高分子阻尼材料剪切或拉伸变形能力，提高阻尼减振效果。多个所述复合约束板6可以增加剪切耗能，对于更宽频率范围内的振动也能起到良好的阻尼减振效果。

实施例3

一种带阻尼减振装置的碳滑板，如图7和图8所示。所述带阻尼减振装置的碳滑板包括碳条1、托架2和至少一个分隔室7。所述分隔室7可以分割成任意大小和数量的单元，设置于所述托架2的内侧或是托架2的外侧底部，通过胶粘、焊接、紧固件或硫化的方式连接固定。所述分隔室7内填充流动物8，可以填满所述分隔室7，也可以留出部分空间。当所述流动物8填满所述分隔室7时，所述流动物8之间存在缝隙，有利于在振动时相互碰撞，增大摩擦。当所述流动物8部分填充所述分隔室7时，在所述碳滑板18振动时，所述流动物8可以在所述分隔室7的空间内相互碰撞滚动，吸收振动能量。所述流动物 8可以为液体、固体颗粒、固体粉末或固液混合物。优选的，所述流动物8为形状各异，尺寸不同的钢制颗粒、铜制颗粒、铅制颗粒、橡皮颗粒、黄沙、石子、固体粉末、复合材料颗粒，可以单独使用也可以混合使用。通过所述流动物8通过相互滚动碰撞和不断的摩擦作用，吸收所述碳滑板18的振动能量，使振动能量消耗，降低所述碳滑板18的振动。在振动过程中，所述分隔室7带动所述流动物8剧烈运动，且所述流动物8可以在所述分隔室7内的各个方向不断碰撞冲击，即能在与所述碳滑板18的振动方向不同的方向振动，促进消耗所述碳滑板18的振动能量。所述流动物8形成的阻尼减振，阻尼吸振频带很宽，对于宽频范围均有阻尼减振效果。

如图7所示，所述分隔室7设置在所述托架2的内侧，形成多个阻尼减振装置，并在所述分隔室7内填充所述流动物8，减振对象为所述托架2本体形成的空腔。也可以在所述碳滑板18的外侧设置所述分隔室7，如图8所示，所述分隔室7包括刚性或柔性的包裹界面9和流动物8，此时减振对象为所述分隔室7。

实施例4

在实施例3的基础上进行改进，所述分隔室7可以被分隔成多个，内部填充所述流动物8，所述流动物8为一种材质或多种材质，包括第一填充物10和第二填充物11，所述第一填充物10和所述第二填充物11尺寸和质量相同或不同，可以单独或互相混合使用填充在所述分隔室7内。如图9所示，所述分隔室7分隔成四个空间，至少一个空间填充所述第一填充物10，至少另外一个空间填充所述第二填充物11。也可以填充和所述第一填充物10和所述第二填充物11不同的其他填充物。当尺寸和质量不同时，由于分布不对称，在接收到所述碳滑板18的振动时，所述第一填充物10和所述第二填充物11更剧烈的振动，将振动能量消耗掉。当所述碳滑板18的振动较小时，这种不对称分布也能起到阻尼减振效果。

实施例5

在实施例3-4的基础上进行改进，在所述分隔室7的包裹界面9上设置至少一个调节体12，所述调节体12可以为棒状或板状，可以水平、竖直或弯曲设置，且与所述流动物8接触。如图10所示，所述调节体12为水平悬在所述包裹界面9上的棒状体，所述流动物8部分位于所述调节体12上。当所述碳滑板18振动时，振动能量不仅可以直接传递给所述流动物8，且可以通过所述调节体12对所述流动物8施力，所述调节体12自身振动也会消耗能量。同时增强所述流动物8对所述碳滑板18的反作用力和摩擦力。所述调节体12可以不对称设置，并具有不同的质量和长度，具有不同的振幅，对于宽频率范围内的振动取得更好的阻尼效果。

实施例6

在实施例3-5的基础上进行改进，如图11所示。所述流动物8之间有缝隙，为进一步增加摩擦阻尼减振效果，在所述缝隙之间设置缝隙填充物13。所述缝隙填充物13可以为高粘稠阻尼液、橡胶粉、固体粉末等。通过增加摩擦和弹性变形，提高阻尼减振效果。

实施例7

在实施例3-6的基础上进行改进，如图12所示。所述分隔室7还包括多个柔性包袋14，所述柔性包袋14包裹所述流动物8。所述分隔室7的包裹界面9 为刚性材料，所述流动物8的外侧是柔性结构。当所述碳滑板18振动时，所述刚性材料的包裹界面9提供刚性支撑，将振动传递给所述流动物8，柔性结构能加剧所述流动物8的摩擦和冲击，消耗更多的能量，提高减振效果。

实施例8

一种带阻尼减振装置的碳滑板，包括碳条1、托架2和由弹性元件15及刚性元件16间隔设置组成的动力吸振装置17，能兼顾自身的弹性和刚性要求。所述弹性元件15对阻尼材料的要求适中，可以是高分子橡胶材料、聚氨酯材料、板簧或空气弹簧等材料或元器件。如图13所示，所述弹性元件15的一侧安装在所述托架2的外表面，另一侧和所述刚性元件16紧密贴合，可以通过胶粘、焊接、紧固件或硫化的方式安装固定。每个所述动力吸振装置17可以构成一个子振动系统。如图14所示，可以在所述碳滑板18上沿竖直方向设置多个所述动力吸振装置17。如图15所示，也可以在所述碳滑板18上沿水平方向设置多个所述动力吸振装置17。多个所述动力吸振装置便具有不同的共振频率。当所述动力吸振装置17的谐振频率接近所述碳滑板18共振频率附近时，一方面，所述刚性元件16会对所述碳滑板18主系统产生力相位反向的反作用力，消耗所述碳滑板18主系统传递的振动能量。另一方面，所述弹性元件15通过材料内部自身的作用将一部分振动能量转为其他形式的能量比如热能耗散掉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带阻尼减振装置的碳滑板，包括碳条(1)和托架(2)，所述碳条(1)设置于受电弓的弓头上，所述托架(2)支撑所述碳条(1)，其特征在于：还包括阻尼减振装置，所述阻尼减振装置设置于所述碳条(1)和所述托架(2)之间，和/或所述托架(2)的内部或者外表面。

2.根据权利要求1所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振装置可以设置一个或多个。

3.根据权利要求1所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振装置为阻尼减振层(3)，所述阻尼减振层(3)至少包括高分子阻尼材料板(4)。

4.根据权利要求3所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振层(3)为高分子阻尼材料板(4)和约束板(5)形成的复合约束板(6)。

5.根据权利要求1所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振装置包括至少一个分隔室(7)结构，所述分隔室(7)的空间填充流动物(8)。

6.根据权利要求5所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述分隔室(7)的包裹界面(9)上安装有调节体(12)，所述流动物(8)与所述调节体(12)接触。

7.根据权利要求5所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述流动物(8)的缝隙间有缝隙填充物(13)。

8.根据权利要求5所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述流动物(8)的外侧有柔性包袋(14)。

9.根据权利要求1所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振装置至少包含一个弹性元件(15)和一个刚性元件(16)组成的动力吸振装置(17)，设置于所述托架(2)的下侧。

10.根据权利要求1所述的带阻尼减振装置的碳滑板，其特征在于：所述阻尼减振装置可以通过胶粘、焊接、紧固件或硫化连接在所述碳条(1)和所述托架(2)之间，和/或所述托架(2)的内部或者外表面。

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