CN218828336U - 一种碳刷固定装置及动车接地装置 - Google Patents

一种碳刷固定装置及动车接地装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种碳刷固定装置和动车接地装置,其中碳刷固定装置包括碳刷架和恒压件,所述碳刷架包括用于装配碳刷的多个刷槽,每个所述刷槽的旁侧都设置有一个固定槽,且每个固定槽都包括有与所述刷槽的侧壁相连通的侧向开口;恒压件,所述恒压件包括卷簧支架和卷簧,所述卷簧包括位于底部的固定部和由所述固定部延伸的卷曲部,所述固定部与所述卷簧支架固定连接,所述卷簧支架固定安装在所述固定槽内,所述卷曲部穿过所述侧向开口并延伸至所述刷槽的正上方,该碳刷固定装置的恒压件能够对碳刷产生大致恒定的推力。

Description

一种碳刷固定装置及动车接地装置
技术领域
本实用新型涉及动车接地装置技术领域,具体涉及一种碳刷固定装置及动车接地装置。
背景技术
现有电驱动的地铁、动车和高铁车辆等电动机车从悬链线上获得牵引和移动车辆的有效电流。在这个电回路中,有效电流经过车轴和车轮到轨道上,再从轨道传入大地。从车辆的固定部件到转动轴,电流通过被称“接地点”的特殊电桥方式发生转移。将车轴滚柱轴承安放在活动的或者附加的电流回路上。当电流通过时,接地装置必须形成一低电阻电流的电桥保护滚柱轴承和获得一个有效的接地保护,故接地装置能够正常可靠的工作对列车的安全运用尤为重要。
在现有技术中,接地装置通常安装在电动机车的转向架的轴端,在电机机车运行中轴端会高速旋转,且需通过较大的电流,故接地装置涉及了机械、电学、材料、摩擦等多个学科。现有的接地装置通常包括本体和摩擦盘,本体内部安装有碳刷,碳刷通过弹簧驱动伸出本体外部并保持压力恒定地与摩擦盘接触,车辆运行时,摩擦盘跟随车轴旋转,碳刷与摩擦盘为相对摩擦式接触,其中,碳刷和摩擦盘均为易耗件,碳刷为碳
铜合金材质,为了适配碳刷使用寿命、以及兼具良好的导电性,降低电腐蚀现象,摩擦盘材质通常为铜合金材质,工作状态下,摩擦盘和碳刷相对运动,碳刷会在摩擦盘上形成圆形轨迹。在接地装置运作中,需要对碳刷施加恒压的推力,以让碳刷和摩擦盘之间恒压接触,保证碳刷和摩擦盘之间的电接触处于恒定状态。但现有的碳刷固定装置随着碳刷和摩擦盘的磨损,难以保证碳刷和摩擦盘之间的电接触处于恒定状态,因此有必要对现有的碳刷固定装置进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种碳刷固定装置,该碳刷固定装置的恒压件能够对碳刷产生大致恒定的推力。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种碳刷固定装置,包括:
碳刷架,所述碳刷架包括用于装配碳刷的多个刷槽,每个所述刷槽都是贯穿所述碳刷架的通孔,且每个所述刷槽的旁侧都设置有一个固定槽,且每个固定槽都包括有与所述刷槽的侧壁相连通的侧向开口;
恒压件,所述恒压件包括卷簧支架和卷簧,所述卷簧包括位于底部的固定部和由所述固定部延伸的卷曲部,所述固定部与所述卷簧支架固定连接,所述卷簧支架固定安装在所述固定槽内,所述卷曲部穿过所述侧向开口并延伸至所述刷槽的正上方。
在一个实施例中,所述碳刷架的中部的设置有固定柱,多个所述刷槽环设在所述固定柱的外周侧,且所述固定槽位于对应的刷槽与所述固定柱之间。
在一个实施例中,所述卷簧支架包括成角度设置的第一片体和第二片体,所述卷簧固定于所述第一片体,所述第一片体位于所述固定槽内,所述第二片体延伸至所述固定槽的正上方。
在一个实施例中,所述固定柱设置有限位槽,所述第一片体设置有与所述限位槽相匹配设置的限位卡件,所述限位卡件位于所述限位槽内以阻止所述第一片体从所述固定槽内脱出。
在一个实施例中,所述第二片体上设置有绝缘层。
在一个实施例中,所述碳刷架是由ZCuZn16Si4材料铸造而成的铜合金铸件。
在一个实施例中,所述卷簧是由1Cr17Ni7材料制成的簧片。
本实用新型还提供了一种动车接地装置,包括:
接地装置本体,所述接地装置本体包括端盖、安装于端盖内的碳刷和碳刷固定装置,所述端盖具有一个空腔,所述碳刷固定装置固定在所述端盖的空腔内;
摩擦盘,所述摩擦盘包括摩擦盘支架和摩擦块,所述摩擦块固定于所述摩擦盘支架固定连接,且所述摩擦盘支架与所述端盖接触并将所述空腔密封;
其中,所述碳刷固定装置为上述任一所述的碳刷固定装置,所述碳刷活动安装在所述碳刷固定装置的刷槽,且所述碳刷固定装置的卷簧与所述碳刷的顶部相抵触,且让所述碳刷与所述摩擦块导电接触。
在一个实施例中,所述碳刷的顶部还固定连接有绝缘垫,所述绝缘垫的顶面设置有与所述卷簧的卷曲部相匹配设置的弧形凹槽。
在一个实施例中,所述碳刷与所述碳刷架的刷槽间隙配合。
本实用新型采用上述技术方案,具有的有益效果是,本实用新型提供的通过碳刷固定装置通过卷簧来对碳刷施加推力,并且卷簧的延伸高度和卷曲圈数会随着碳刷的磨损发生相应的变化,从而让卷簧对碳刷产生大致恒定的推力。
附图说明
图1示出了动车接地装置的立体示意图。
图2示出了动车接地装置的剖面示意图。
图3示出了碳刷安装在碳刷固定装置上的立体示意图。
图4示出了碳刷安装在碳刷固定装置上的剖面示意图。
图5示出了碳刷架的立体示意图。
图6示出了碳刷架的俯视图。
图7示出了恒压件的立体示意图。
图8示出了恒压件的侧面示意图。
1、接地装置本体;11、端盖;111、空腔;12、碳刷;121、绝缘垫;1211、弧形凹槽;2、摩擦盘;21、摩擦盘支架;22、摩擦块;3、碳刷固定装置;31、碳刷架;311、固定柱;3111、限位槽;312、刷槽;313、固定槽;3131、侧向开口;32、恒压件;321、卷簧支架;3211、第一片体;3212、第二片体;3213、限位卡件;322、卷簧;3221、卷曲部;323、铆钉。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明,以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制,而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
在下文的描述中,出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是,相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下,与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
除非语境有其它需要,在整个说明书和权利要求中,词语“包括”和其变型,诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义,即应解释为“包括,但不限于”。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外,特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物,除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用,除非文中清楚地另外规定。
在以下描述中,为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式,将借助诸多方向性词语进行描述,但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语,而不应当理解为限定性词语。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1和图2所示的,本实施例提供了一种动车接地装置,包括接地装置本体1和摩擦盘2。其中,接地装置本体1包括端盖11和安装于端盖11内的碳刷12。端盖11选用绝缘性能好且强度高的材料制成,本实施例中的端盖11采用尼龙66与30%重量份的玻璃纤维混合且与金属嵌件通过铸造成型的方式制得,让端盖11具有高的机械强度、连接强度和电气绝缘性能。端盖11具有一个球缺形状的空腔111,碳刷12固定安装在端盖11的空腔111内。摩擦盘2包括摩擦盘支架21和摩擦块22,摩擦块22与摩擦盘支架21固定安装,摩擦盘支架21与端盖11接触密封设置,让端盖11的空腔111密封,摩擦块22与碳刷12相接触实现电导通,从而让电车上的工作电流以及杂散电流可以通过接地装置传导至车轮,再经由车轮传导至轨道上,再从轨道传入大地,实现接地的目的。
端盖11内还包括有碳刷固定装置3,该碳刷固定装置3包括碳刷架31和恒压件32。参见图3和图4,碳刷12活动地安装在碳刷架31内,恒压件32固定在碳刷架31上,并且作用于碳刷12,对碳刷12产生将其推向摩擦块22方向的作用力,以让碳刷12维持与摩擦块22的导电接触。具体地,参见图5和图6,碳刷架31是由硅黄铜(ZCuZn16Si4)铸造而成的铜合金铸件,硅黄铜具有较高的力学性能和良好的耐蚀性、铸造性能好、流动性高、铸件组织致密、气密性好,进而让得到的铸件具有良好的导电特性和可靠的结构强度。
碳刷架31上设置有一个位于中部的固定柱311和环设在固定柱311周侧的多个刷槽312,每个刷槽312都是贯穿碳刷架31的通孔。每个刷槽312都与一个碳刷12相匹配设置,以让碳刷12都能够以间隙配合的置于对应的刷槽312内,且都能够在对应的刷槽312内滑动。
参见图7和图8,恒压件32包括卷簧支架321和卷簧322,其中卷簧322是由1Cr17Ni7(SUS301)片材卷曲而成,SUS301材料不易产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损,且含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造。卷簧支架321为大致L形结构,包括沿刷槽312的深度方向延伸的第一片体3211以及与第一片体3211大致垂直的第二片体3212,其中卷簧322的底端通过铆钉323固定在第一片体3211的底端,另一端是卷曲成环状的卷曲部3221。卷簧支架321的第一片体3211的顶端还设置有一个限位卡件3213,限位卡件3213位于卷簧支架321固定卷簧322的另一侧。
再参见图3-图8,碳刷架31上还包括有多个固定槽313,每个固定槽313都位于刷槽312和固定柱311之间的间隙中,且每个固定槽313都沿刷槽312的深度方向延伸,且每个固定槽313都具有与对应的刷槽312相连通的侧向开口3131。固定柱在正对每个刷槽312的壁上还设置有一个限位槽3111。其中,卷簧支架321的第一片体3211插入至固定槽313内,且卷簧支架321上的限位卡件3213卡入至对应的限位槽3111内,以让卷簧支架321无法从固定槽313内脱出,卷簧支架321的第二片体3212延伸至对应刷槽312的正上方;卷簧322的卷曲部3221通过侧向开口3131延伸至对应刷槽312的正上方,并且作用与刷槽312内的碳刷12的顶部上,从而对碳刷12产生将碳刷12推向摩擦块22方向的作用力。在本实施例中,卷簧支架321的第二片体3212的外表面还设置有绝缘层,绝缘层可以是套设在第二片体3212上的绝缘套,也可以是涂覆在第二片体3212的外表面的绝缘漆,绝缘层可以让连接碳刷12的刷辫与卷簧支架321接触而对电流的流向造成干扰。此外,当绝缘层还可以防止卷簧支架321对刷辫造成磨损。
在碳刷12未磨损的时候,卷簧322延伸的高度较大,因此卷曲部3221的卷曲圈数也较小;而在碳刷12磨损后,卷簧322会将碳刷12推向摩擦块22,以让碳刷12与摩擦块22导电接触,此时卷簧322延伸的高度变小,但同时卷曲部3221的卷曲圈数增加,从而让卷簧322对碳刷12产生大致恒定的推力。在本实施例中,在碳刷12未磨损的初始状态和磨损至更换的终止状态过程中,卷簧322都能够对碳刷产生28±3%N的作用力,说明本实施例提供的碳刷固定装置3能够对碳刷12产生大致恒定的推力,能够保证碳刷和摩擦盘之间的导电接触处于大致恒定的状态。
参见图4,优选地,碳刷12的顶面上固定安装有绝缘垫121,绝缘垫的顶面设有与卷簧322的卷曲部3221相匹配设置的弧形凹槽1211,且该弧形凹槽1211沿卷曲部3221的轴向方向延伸,且与弧形凹槽1211的轴线投影位于碳刷12的中线上。碳刷12的卷簧322的卷曲部3221位于弧形凹槽1211内并对绝缘垫121产生将碳刷12推向摩擦块22方向的作用力,从而让卷簧322对碳刷12产生的作用力方向能够基本垂直,让碳刷12能够更好的与摩擦块22进行导电接触。
以上已详细描述了本实用新型的优选实施例,但应理解到,在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种碳刷固定装置,其特征在于,包括:
碳刷架,所述碳刷架包括用于装配碳刷的多个刷槽,每个所述刷槽都是贯穿所述碳刷架的通孔,且每个所述刷槽的旁侧都设置有一个固定槽,且每个固定槽都包括有与所述刷槽的侧壁相连通的侧向开口;
恒压件,所述恒压件包括卷簧支架和卷簧,所述卷簧包括位于底部的固定部和由所述固定部延伸的卷曲部,所述固定部与所述卷簧支架固定连接,所述卷簧支架固定安装在所述固定槽内,所述卷曲部穿过所述侧向开口并延伸至所述刷槽的正上方。
2.如权利要求1所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述碳刷架的中部的设置有固定柱,多个所述刷槽环设在所述固定柱的外周侧,且所述固定槽位于对应的刷槽与所述固定柱之间。
3.如权利要求2所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述卷簧支架包括成角度设置的第一片体和第二片体,所述卷簧固定于所述第一片体,所述第一片体位于所述固定槽内,所述第二片体延伸至所述固定槽的正上方。
4.如权利要求3所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述固定柱设置有限位槽,所述第一片体设置有与所述限位槽相匹配设置的限位卡件,所述限位卡件位于所述限位槽内以阻止所述第一片体从所述固定槽内脱出。
5.如权利要求3所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述第二片体上设置有绝缘层。
6.如权利要求1所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述碳刷架是由ZCuZn16Si4材料铸造而成的铜合金铸件。
7.如权利要求1所述的碳刷固定装置,其特征在于,所述卷簧是由1Cr17Ni7材料制成的簧片。
8.一种动车接地装置,其特征在于,包括:
接地装置本体,所述接地装置本体包括端盖、安装于端盖内的碳刷和碳刷固定装置,所述端盖具有一个空腔,所述碳刷固定装置固定在所述端盖的空腔内;
摩擦盘,所述摩擦盘包括摩擦盘支架和摩擦块,所述摩擦块固定于所述摩擦盘支架固定连接,且所述摩擦盘支架与所述端盖接触并将所述空腔密封;
其中,所述碳刷固定装置为权利要求1至7任一所述的碳刷固定装置,所述碳刷活动安装在所述碳刷固定装置的刷槽,且所述碳刷固定装置的卷簧与所述碳刷的顶部相抵触,且让所述碳刷与所述摩擦块导电接触。
9.如权利要求8所述的动车接地装置,其特征在于,所述碳刷的顶部还固定连接有绝缘垫,所述绝缘垫的顶面设置有与所述卷簧的卷曲部相匹配设置的弧形凹槽。
10.如权利要求8所述的动车接地装置,其特征在于,所述碳刷与所述碳刷架的刷槽间隙配合。
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