余福鼎 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
LI, Zengqin (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
李增勤 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
GONG, Jiangang (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
龚建刚 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
YANG, Xiaolin (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
杨小林 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
WANG, Hongxi (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
王红喜 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
CHEN, Yongrui (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
陈永瑞 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
中铁电气化局集团宝鸡器材有限公司 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
YU, Fuding (196# High Road, Baoji, Shaanxi 3, 721013, CN)
余福鼎 (中国陕西省宝鸡市高新大道196号, Shaanxi 3, 721013, CN)
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| 权利要求书 1、 一种棘轮补偿装置， 包括棘轮本体 （1)、 棘轮制动架 （2)、 固定装置 (3)、 棘轮框架连板 （4)、 制动卡板 （5)、 平衡轮 （6)、 钢丝绳 I (7)、 钢 丝绳 II )及线夹（8); 棘轮本体（1)安装在棘轮框架连板（4) 的前端， 棘轮本体 （1) 上制有带棘齿的大轮 （12) 和小轮 I (13)、 小轮 II (13 ' )， 且小轮 I (13)和小轮 II (13 ' )对称位于大轮（12) 的两侧； 钢丝绳 I (7) 的一端与线夹 （8) 连接， 另一端依次缠绕在大轮 （12) 上后该另一端的端头 固定在大轮 （12) 上； 钢丝绳 II (7 ' ) 的一端固定在两小轮之间， 另一端依 次缠绕在小轮 I (13) 后并绕过平衡轮 （6) 的外周后再依次缠绕在另一侧小 轮 II (13 ' )上， 该钢丝绳 II (7 ' )的所述另一端端头也固定在两小轮之间； 棘轮框架连板 （4) 的后端通过铰接装置 （22) 铰接在棘轮制动架 （2) 的上 端； 制动卡板 （5) 与水平方向呈成一定仰角固定在棘轮制动架 （2) 的中部， 以便当棘轮绕铰接装置 （22) 向下转动一个预定的角度时， 该制动卡板 （5) 对转动棘轮的靠近所述制动卡板一侧的棘轮圆周上的棘齿进行制动， 棘轮制 动架 （2) 通过固定装置 （3) 与用于固定安装所述棘轮补偿装置的下锚底座 固定连接， 其特征是： 棘轮本体 （1) 通过一对自润滑滑动轴承 （10) 安装在 棘轮轴 （11) 上， 棘轮轴 （11) 的两端固定在棘轮框架连板 （4) 的前端， 且 棘轮轴 （11) 的两端安装有端面自润滑轴承 （14)， 端面自润滑轴承 （14) 位 于棘轮框架连板 （4) 与自润滑滑动轴承 （10) 之间。 2、 根据权利要求 1所述的棘轮补偿装置， 其特征是： 所述大轮 （12) 的 圆周面上制有引导绳槽 I (9)， 钢丝绳 I (7) 的一部分位于引导绳槽 I (9) 中； 小轮 I (13)、 小轮 II (13 ' ) 的圆周面上均制有引导绳槽 II (17)， 小 轮 I (13)、 小轮 II (13 ' ) 的外端面制有挡边 （15)， 钢丝绳 II (7' ) 的一 部分位于引导绳槽 Π (17) 中。 3、 根据权利要求 1所述的棘轮补偿装置， 其特征是： 所述自润滑滑动轴 承 （10) 为翻边铜基自润滑滑动轴承。 4、 根据权利要求 1所述的棘轮补偿装置， 其特征是： 所述棘轮框架连板 (4) 的后端固定有用于加固所述棘轮框架连板 （4) 的横支撑 （16)。 5、 根据权利要求 1至 4的任意一项的权利要求所述的棘轮补偿装置， 其 特征是： 所述棘轮制动架（2 ) 由立管（18)、立筋（19)和 "V"型连接板（20) 构成， 立筋 （19) 悍接在立管 （18) 的内侧， "V"型连接板 （20) 固定在立 管（18) 的上端； 钢管悍接在 "V"型连接板上； 垫板（21 )悍接在立管（18) 及立筋（19)的中部； 制动卡板（5)与垫板（21 )呈一定角度固定在垫板（21 ) 的上端； 所述的铰接装置以螺栓形式构成， 即棘轮框架连板 （4) 的后端通过 螺栓（22)穿过该棘轮框架连板（4)和钢管（23)铰接在 "V"型连接板（20) 上， 并使钢管 （23) 位于棘轮框架连板 （4) 之间。 6、 根据权利要求 1至 4的任意一项权利要求所述的棘轮补偿装置， 其特 征是： 所述棘轮本体 （1 ) 采用金属模低压铸造而成， 棘轮轴 （11 ) 为不锈钢 轴， 钢丝绳 I (7) 和钢丝绳 II (7 ' ) 为浸沥青型镀锌钢丝绳。 7、 根据权利要求 1至 4的任意一项权利要求所述的棘轮补偿装置， 其特 征是： 所述的制动卡板 5具有与棘齿结合进行制动的平直的制动面 31， 而所 述的棘齿为双排直齿 32。 8、 根据权利要求 1至 4的任意一项权利要求所述的棘轮补偿装置， 其特 征是： 棘轮制动架 （2) 通过穿过立管 （18) 的长螺栓销 （3 ) 与所述的下锚 底座固定连接。 |
技术领域
本发明涉及一种棘轮补偿装置， 属于高速电气化铁路接触网零件制造技 术领域。 背景技术
棘轮补偿装置主要用于电气化铁道接触网以及 城轨交通柔性悬挂下锚处 补偿调整接触线或承力索的线索张力。 随着高速电气化铁路的发展， 客运专 线的速度不断提高， 对接触网的张力要求较高 （线路的补偿张力一般要求达 到 30kN)， 因此棘轮补偿装置的综合性能必须满足大张力 补偿的要求。
但是现有的棘轮补偿装置存在以下问题， 即棘轮本体偏移时棘轮本体两 侧的小轮端面与棘轮框架连板内侧的直接摩擦 ， 会导致棘轮卡滞转动不灵活 的现象发生； 另外， 还存在补偿距离不大的问题， 不能对具有大跨度下锚处 之间的接触线的张力进行张力补偿； 且额定工作张力较小， gp， 即补偿张力 较小（线路的补偿张力最大为 15kN) ; 补偿装置绳索的耐受张力小； 支架刚性 不足； 补偿装置绳索在工作时跑偏、 摩擦等影响棘轮的使用寿命和传动效果； 棘轮支架采用开放式钩口、 悍接制造， 保证不了补偿装置平行度和垂直度的 要求， 易导致棘轮出现偏斜， 且补偿装置作为产品的一致性较差， 很难互换; 棘轮轴承盖板与框架侧板间隙过小， 易发生夹紧现象使棘轮转动不灵活， 影 响补偿效果。 因此， 现有的棘轮补偿装置难以满足高速电气化铁路 接触网大 张力补偿的要求。 发明内容
本发明要解决的一个技术问题是： 提供一种棘轮补偿装置， 该棘轮补偿 装置既能避免棘轮本体偏移时棘轮本体两侧的 小轮端面与棘轮框架连板内侧 的直接摩擦， 也能避免导致的棘轮卡滞转动不灵活的现象发 生， 同时可提高 传动效率。
为了解决上述问题， 本发明提供一种棘轮补偿装置， 该棘轮补偿装置包 括棘轮本体、 棘轮制动架、 长螺栓销、 棘轮框架连板、 制动卡板、 平衡轮、 钢丝绳 I、 钢丝绳 II及线夹； 棘轮本体安装在棘轮框架连板的前端， 棘轮本 体上制有带棘齿的大轮和小轮 I、 小轮 Π， 且小轮 I和小轮 II对称位于大轮 的两侧； 钢丝绳 I的一端与线夹连接， 另一端依次缠绕在大轮上后该另一端 的端头固定在大轮上外周面上的一侧； 钢丝绳 II的一端固定在两小轮之间， 另一端依次缠绕在小轮 I后， 并在绕过并经过平衡轮的外周后再依次缠绕在 另一侧小轮 II上， 该钢丝绳 II的所述另一端端头也固定在两小轮之间； 棘轮 框架连板的后端通过铰接装置铰接在棘轮制动 架的上端； 制动卡板与水平方 向呈一定仰角地固定在棘轮制动架的中部， 以便当棘轮绕铰接装置向下转动 一个预定的角度时， 该制动卡板对转动棘轮的靠近所述制动卡板一 侧的棘轮 圆周上的棘齿进行制动， 棘轮制动架通过固定装置与用于固定安装所述 棘轮 补偿装置的下锚底座固定连接， 其特征是： 棘轮本体通过一对自润滑滑动轴 承安装在棘轮轴上， 棘轮轴的两端固定在棘轮框架连板的前端， 且棘轮轴的 两端安装有端面自润滑轴承， 端面自润滑轴承位于棘轮框架连板与自润滑滑 动轴承之间。
另外， 有利的是， 所述大轮的圆周面上制有引导绳槽 I， 钢丝绳 I的一 部分位于引导绳槽 I中； 小轮 I、 小轮 Π的圆周面上均制有引导绳槽 II， 小 轮 I、 小轮 II的外端面制有挡边， 钢丝绳 II的一部分位于引导绳槽 II中。
有益的是， 所述自润滑滑动轴承为翻边铜基自润滑滑动轴 承， 且其翻边 位于外侧。
若所述棘轮框架连板的后端固定有用于加固所 述棘轮框架连板的横支 撑， 将是有利的。 根据本发明的进一歩的方案， 所述棘轮制动架由立管、 立筋和 "V"型连 接板构成。 立筋悍接在立管的内侧， "V"型连接板固定在立管的上端； 钢管 悍接在 "V"型连接板上； 垫板悍接在立管及立筋的中部； 制动卡板与垫板呈 一定角度固定在垫板的上端； 棘轮框架连板的后端通过螺栓穿过钢管铰接在
"V"型连接板上， 并使钢管位于棘轮框架连板之间。
本发明采用下列材料将是有利的， 即所述棘轮本体采用金属模低压铸造 而成， 棘轮轴为不锈钢轴， 钢丝绳 I和钢丝绳 II为浸沥青型镀锌钢丝绳。
本发明进一歩有利的方案是， 所述的制动卡板具有与棘齿配合进行制动 的平直的制动面， 而所述的棘轮本体的棘齿为双排直齿。
本发明的上述一个或多个方案与现有技术相比 具有的优点和效果：
1、 本发明采用自润滑滑动轴承与端面自润滑轴承 配合的转动模式， 可避 免棘轮本体偏移时棘轮本体两侧的小轮端面与 棘轮框架连板内侧的直接摩 擦， 因此也避免导致棘轮卡滞转动不灵活的现象发 生， 再者也可提高传动效 率。 更特别地， 采用一种翻边铜基自润滑轴承与端面自润滑轴 承的使用， 免 去了铁路现场高空加油维护的工作。
2、 本发明棘轮本体的大小轮上都带有引导绳槽， 且小轮端面带有挡边， 克服了补偿钢丝绳跑偏、 相互磨擦和叠压的现象发生。 由于有绳槽导向和限 制， 使补偿钢丝绳在工作时相互间无摩擦， 且不跑偏， 大大增加了补偿钢丝 绳的使用寿命， 提高了棘轮的安全裕度； 棘轮小轮端面有挡边， 就是缠满补 偿钢丝绳也不会滑落到轮外造成卡滞事故。
3、 本发明棘轮制动架为立管加立筋结构， 整体刚性好， 强度高， 使用过 程中不变形， 保证了平行度和垂直度的要求， 棘轮工作时不易出现偏斜， 且 一致性好， 互换性强。
4、 本发明制动卡板端面平直， 制动方式采用直齿制动， 制动区域宽， 制 动保险性高。 制动时即使棘轮轮体偏移和串动， 制动卡板仍能即时卡住棘齿 完成断线制动功能。 此外只要安装受力时制动卡板离棘轮留有间隙 就不会有 卡滞的危险， 提高了安全性能。
5、 本发明棘轮框架连板后端增设锚固有横支撑， 可在适当加大两连板间 距， 增加补偿距离的情况下提高棘轮框架的稳定性 ， 且棘轮框架连板与棘轮 制动架采用螺栓套钢管的连接方式， 连接可靠牢固， 既可防止棘轮框架跳出 又便于保证制造精度。
6、 本发明结构新颖， 安装维护简便， 安全可靠， 补偿钢丝绳为浸沥青型 镀锌钢丝绳 （其综合破断力 75. 41^)， 使用工作张力达到 32kN及补偿距离 达到 950m成为可能， 可满足高速电气化铁路接触网以及城轨交通柔 性悬挂下 锚处补偿调整张力的需要。
本发明的棘轮补偿装置， 优化了结构设计， 简化制造工艺， 提高安全使 用性能。 不但能满足高速电气化铁路接触网大张力与补 偿距离的要求， 而且 安装维护更方便。 附图说明
图 1为本发明棘轮补偿装置的结构主视图，
图 2为本发明棘轮本体的结构剖视图，
图 3为本发明棘轮补偿装置的结构立体图，
图 4为本发明制动卡板的立体图，
图 5为本发明棘轮补偿装置的安装示意图。 具体实施方式
结合附图 1、 2、 3、 4、 5描述本发明的一种实施例。
一种棘轮补偿装置， 包括棘轮本体 1、 棘轮制动架 2、 长螺栓销 3、 棘轮 框架连板 4、 制动卡板 5、 平衡轮 6、 钢丝绳 I 7钢丝绳 Π 7 '及双耳楔形线夹 8。棘轮本体 1通过自润滑滑动轴承 10， 特别是一对翻边铜基自润滑滑动轴承 10安装在棘轮轴 11上， 翻边位于外侧。 棘轮轴 11的两端固定在棘轮框架连 板 4的前端， 且棘轮轴 11的两端安装有端面自润滑轴承 14， 端面自润滑轴承 14位于棘轮框架连板 4与自润滑滑动轴承 10之间，当棘轮本体偏移使自润滑 滑动轴承的翻边与端面自润滑轴承接触时， 二者相对转动， 避免了棘轮本体 与棘轮框架连板的直接磨擦， 也避免了导致棘轮卡滞转动不灵活的现象发生 。 棘轮本体 1上制有带棘齿的大轮 12和小轮 I 13、 小轮 II 13 '， 且小轮 I 13和 小轮 II 13 '对称位于大轮 12的两侧； 大轮 12的圆周面上制有引导绳槽 I 9， 钢丝绳 I 7的一部分位于引导绳槽 I 9中； 小轮 I 13、 小轮 II 13 '的圆周面上 均制有引导绳槽 11 17， 外端面制有挡边 15， 钢丝绳 117 '的一部分位于引导绳 槽 II 17中。钢丝绳 I 7的一端与线夹 8连接， 另一端通过引导绳槽 I 9依次缠 绕在大轮 12上后端头固定在大轮 12上； 钢丝绳 II 7 '的一端固定在两小轮之 间， 另一端通过引导绳槽 II 14依次缠绕在小轮 I 13后绕经平衡轮 6再依次缠 绕在另一侧小轮 Π 13 '上， 端头固定在两小轮之间。
如图 1和 3所示， 本发明的棘轮本体 1可以看成是由水平绳索 7' 的水 平方向的张力和由垂直方向的绳索 7 的垂直向下的张力平衡而使其在工作的 常态位置， 在该位置上棘轮本体 1不与制动卡板 5接触。一旦绳索 V 上的张 力松弛， 棘齿本体 1一方面会随棘轮框架连板 4绕铰接装置 22向下摆动， 另 一方面棘齿本体 1会随垂直绳索 7的向下移动的拉力 （配重的） 而绕棘轮轴 11转动， 即导致棘轮本体 1的棘齿卡在制动卡板 5上， 从而棘轮本体 1被制 动卡板 5制动。
棘轮框架连板 4的后端固定有横支撑 16，横支撑 16由两端带台阶的钢轴 形成， 所述的台阶用于在棘轮框架连板 4的内侧限定两棘轮框架连板 4之间 的距离而撑住所述的棘轮框架连板 4。 横支撑 16的两端锚固在棘轮框架连板 棘轮制动架 2由立管 18、 立筋 19和 "V"型连接板 20构成。 立筋 19悍 接在立管 18的内侧， "V"型连接板 20固定在立管 18的上端； 钢管 23悍接 在 "V"型连接板 20上； 垫板 21悍接在立管 18及立筋 19的中部； 制动卡板 5呈一定角度固定在垫板 21的上端；棘轮框架连板 4的后端通过螺栓 22穿过 钢管 23铰接在 "V"型连接板 20上， 并使钢管 23位于棘轮框架连板 4之间。 长螺栓销 3穿过立管 18与下锚底座连接。
棘轮本体 1采用金属模低压铸造， 表面进行喷砂处理制成。棘轮轴 11为 不锈钢轴， 提高了防腐性能。 钢丝绳 I 7和钢丝绳 Π 7 '为浸沥青型镀锌钢丝 绳 （其综合破断力 75. 41^)。
在平衡轮 6直径增大的情况下， 将使小轮两侧绳间空间变大， 可防止棘 轮摆动大时碰到绳子。
如图 5所示， 通过长螺栓销 3采用垫圈、 螺母、 开口销把棘轮制动架 2 固定在下锚底座 27上， 该下锚底座 27固定在支撑杆 28上， 所示的支撑杆 28 被固定直立在地基 29上。 通过螺栓 22调整棘轮框架连板 4的位置， 使棘轮 本体 1位于设计安装位置， 然后将螺栓 22端部的螺母拧上（参见图 3)。 调整 制动卡板 5前端面与棘轮本体 1的大轮 12上的棘齿的距离， 使其达到工作状 态的位置。 根据具体线路将平衡轮 6与承力索或接触线端部的 U型旋转双耳 或球头挂环进行连接， 确保接触线或承力索承受正确和持续的补偿力 。如图 5 所示， 位于相对上方位置的棘轮补偿装置通过平衡轮 6与在平衡轮右侧的图 中未图示的承力索连接， 而位于相对下方位置的棘轮补偿装置通过平衡 轮 6 与在平衡轮右侧的图中未图示的接触线连接。 而配重 30分别通过双耳楔形线 夹 8与钢丝绳 I 7连接到棘轮本体 1上的大轮 12上。 因此， 接触线或承力索 得以承受正确和持续的补偿力。
参见 5、 图 1、 图 3至图 4， 断线制动时， 由于配重 30将棘轮本体 1向下 拉， 使得棘轮框架连板 4绕铰接点 22向下摆动， 同时棘轮本体 1也绕棘轮轴 11回转， 因此， 棘轮本体 1的大轮 12上的棘齿 32卡在制动卡板 5 的平直的 端面上 31上， 制动卡板 5对棘轮实施了制动。
从图 2和图 3还可以看出， 由于制动卡板端面 31平直， 制动方式采用对 双排直齿 32的制动，制动区域宽，制动保险性高。制动 即使棘轮轮体偏移、 串动， 制动卡板仍能及时卡住棘齿完成断线制动功能 。 此外只要安装受力时 制动卡板离棘轮留有间隙就不会有卡滞的危险 ， 提高了安全性能。