CN108275003A - 一种受电弓弓头 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种受电弓弓头，包括：支撑结构；能够与接触线接触，以实现与所述接触线的导通，并能够沿所述接触线的轴向滚动的滚筒结构；连接所述滚筒结构和所述支撑结构，并能够使所述滚筒结构沿所述接触线的径向在所述支撑结构上移动的连接结构；设置在所述支撑结构上，能够对所述滚筒结构施加弹力，以使所述滚筒结构在所述接触线的径向上移动而与所述接触线恢复对正的横向对正弹簧。上述结构的受电弓弓头，在横向和纵向上均避免了受电弓弓头的滑板与接触线的滑动摩擦，显著的提高了弓网间的受流效果，同时也方便了维护检修，降低了维护成本，同时还能够更好的实现接触线与受电弓弓头的对中。

Description

一种受电弓弓头

技术领域

本发明涉及电力牵引机车技术领域，特别涉及电力牵引机车的一种受电弓弓头。

背景技术

目前，电力牵引机车(包括地铁、有轨电车等)的弓网受流方式均是通过其受电弓弓头的滑板与接触线进行滑动接触而实现取流。接触网为固定设备，机车为移动设备，受电弓固定在机车上，由于机车的运动，滑板与接触网的接触线始终存在纵向(机车的行进方向，同时也是接触线的轴向)的相对滑动，同时由于机车的横向(主要指的是机车的左右方向，同时也指的是接触线的径向)振动、过曲线、接触网不平顺以及接触线呈“之”形布置的影响，滑板与接触线始终还存在横向的相对滑动。

横向和纵向的滑动使接触线与滑板之间发生滑动摩擦，令滑板在横向和纵向产生机械摩擦磨损，并伴随产生局部凹凸不平等缺陷。滑板局部的凹凸不平加剧了弓网间的动态作用，即滑板与接触线相对滑动时，在滑板局部的凹凸缺陷处易产生弓网间跳动离线等冲击现象，导致弓网间发生电弧放电，从而引起电弧燃弧磨损，在机械摩擦磨损和电弧燃弧磨损的双重作用下，会加剧滑板的局部凹凸不平度以及接触线与滑板的磨损，使弓网受流质量急剧下降，弓网受流关系恶化。尤其是当机车遇到会车、过隧道等情况时，对会受电弓产生强冲击现象，容易引起滑板的横向剧烈晃动，在这种强冲击下经常导致接触线和滑板无法充分的进行横向运动而恢复对中，可能会出现弓网横向的大幅滑动甚至脱离接触，严重影响弓网关系

滑板的应用经验表明，弓网间的机械摩擦磨损占滑板磨损量的20％，而弓网间的电弧燃弧磨损占滑板磨损量的80％，对于使用刚性接触网的地铁线路，每隔一个月就需要对滑板进行打磨，每隔6个月就需要更换滑板，给机车运营、维护和检修造成极大不便，并且导致维护成本高昂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种受电弓弓头，通过对现有结构进行改进，在横向和纵向上均避免了受电弓弓头的滑板与接触线的滑动摩擦，显著的提高了弓网间的受流效果，同时也方便了维护检修，降低了维护成本，同时还能够更好的实现接触线与受电弓弓头的对中。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种受电弓弓头，包括：

支撑结构；

能够与接触线接触，以实现与所述接触线的导通，并能够沿所述接触线的轴向滚动的滚筒结构；

连接所述滚筒结构和所述支撑结构，并能够使所述滚筒结构沿所述接触线的径向在所述支撑结构上移动的连接结构；

设置在所述支撑结构上，能够对所述滚筒结构施加弹力，以使所述滚筒结构在所述接触线的径向上移动而与所述接触线恢复对正的横向对正弹簧。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滚筒结构包括：

与所述连接结构连接的支撑轴；

转动的设置在所述支撑轴上的滚筒本体。

优选的，上述受电弓弓头中，所述连接结构包括：

与所述支撑轴连接的连接架；

设置在所述支撑结构上的滑槽，所述滑槽沿所述接触线的径向延伸；

设置在所述连接架的底部，并能够在所述滑槽中滚动的滚轮。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滚筒结构包括：

滚筒本体；

设置在所述滚筒本体的内腔中，能够实现所述滚筒本体转动的滚动轴承。

优选的，上述受电弓弓头中，所述连接结构包括：

固定设在所述支撑结构上，截面形状为多边形的支撑轴，并且所述支撑轴沿所述接触线的径向设置；

套设在所述支撑轴上，并能够在所述支撑轴上往复移动的直线轴承，所述滚动轴承套设在所述直线轴承的外侧，以使所述滚筒结构能够在所述直线轴承的带动下沿所述接触线的径向往复移动。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滚筒结构和所述连接结构均为平行设置的多个，并且所述滚筒结构和所述连接结构一对一设置。

优选的，上述受电弓弓头中，所述支撑结构包括：

与所述滑槽连接的滑槽支架；

连接所述滑槽支架的支撑板，所述滑槽的两端均设置有所述支撑板和所述滑槽支架，并且所述支撑板和所述滑槽支架一对一设置；

一对一的设置在所述支撑板上，以与所述支撑板围成三角形结构的弓头横梁；

扭转杆，所述扭转杆连接位于所述滑槽两端的两个所述支撑板。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滑槽支架通过滑槽吊板与所述滑槽连接，以使所述滑槽的设置高度小于所述滑槽支架。

优选的，上述受电弓弓头中，位于所述支撑轴两端的所述滑槽吊板上均设置有所述横向对正弹簧，并且所述横向对正弹簧的一端连接在所述滑槽吊板上，另一端靠近所述滚筒本体的端部悬置，以使所述横向对正弹簧能够与所述滚筒本体的端部接触。

优选的，上述受电弓弓头中，还包括设置在所述支撑板上，并对所述连接结构起到缓冲作用的橡胶弹簧元件，并且所述橡胶弹簧元件通过导臂与所述扭转杆转动连接。

优选的，上述受电弓弓头中，还包括设置在所述滑槽支架远离所述滑槽的一端上的仰角导管，并且在所述滑槽两端的两个所述滑槽支架上均设置有所述仰角导管。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滚筒本体为中间直径较大、两端直径较小的弧面滚筒。

优选的，上述受电弓弓头中，所述滚筒本体为铜银合金材质。

本发明提供的受电弓弓头，在弓网的纵向运动方向上，采用滚筒结构实现弓网的滚动接触，使接触网与滑板间的纵向滑动摩擦转变为滚动摩擦，实现弓网的纵向非滑动接触取流，将滑动摩擦力转变为滚动摩擦力，降低了纵向机械摩擦磨损；在弓网的横向运动方向上，通过连接结构利用接触网与滑板间的静摩擦力将接触网与滑板间的横向滑动转嫁为滚筒结构和支撑结构间的横向滚动，这样极大减少了接触网与滑板间的横向滑动，降低了横向机械摩擦磨损，更为重要的是该结构极大减少了弓网间因横向滑动引起的电弧放电现象，降低了因电弧放电导致的电弧燃弧磨损，考虑到目前弓网磨耗中电弧燃弧磨损所占的比例，这一设计带来的磨耗降低效果非常可观；同时，由于弓网间的受流路径没有了相对滑动，从原理上消除了滑动摩擦，从而消除了滑板局部不平的缺陷和弓网间的跳动，因此弓网间没有了强冲击和电弧放电等强磨损作用，极大地改善弓网的受流关系；设置横向对正弹簧，能够在接触线和滚筒结构之间的横向静摩擦力不足以带动滚筒结构横向运动时，对横向偏移的滚筒结构施加弹力，以辅助滚筒结构复位而与接触线对中，从而有效缓冲横向强冲击带来的影响，使弓网间保持良好的弓网匹配关系。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的受电弓弓头的结构示意图；

图2为滚筒本体、连接架和滚轮配合的结构示意图；

图3为一种优选结构的滚筒结构的示意图；

图4为另一种结构的受电弓弓头的结构示意图；

图5为另一种结构的滚筒结构的侧视图；

图6为另一种结构的滚筒结构的示意图；

图7为支撑结构的结构示意图。

在图1-图7中：

1-滚筒本体，2-支撑轴，3-连接架，4-滚轮，5-滑槽，6-滑槽吊板，7-橡胶弹簧元件，8-仰角导管，9-支撑板，10-滑槽支架，11-扭转杆，12-导臂，13-弓头横梁，14-横向对正弹簧，15-滚动轴承，16-电刷，17-直线轴承，18-外电刷，19-内电刷。

具体实施方式

本发明提供了一种受电弓弓头，通过对现有结构进行改进，在横向和纵向上均避免了受电弓弓头的滑板与接触线的滑动摩擦，显著的提高了弓网间的受流效果，同时也方便了维护检修，降低了维护成本，同时还能够更好的实现接触线与受电弓弓头的对中。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7所示，本发明实施例提供的受电弓弓头，主要用于电力牵引机车和接触网间的导通取流，主要包括支撑结构、滚筒结构、连接结构和横向对正弹簧。其中，支撑结构设置在电力牵引机车的顶部，用于支撑其他部件，并实现电流的导通，而滚筒结构则用于与接触线接触，以实现与接触线的导通，即该滚筒结构为取流的执行部件，同时其在取流时，在与接触线间摩擦力的作用下，沿接触线的轴向(由于接触线并不是沿直线分布，所以该轴向也可以理解为接触线整体的延伸方向，即纵向)进行滚动，从而避免受电弓弓头的滑板与接触线在纵向上滑动摩擦；而连接结构则用于连接滚筒结构和支撑结构，并使滚筒结构沿接触线的径向(同样的，由于接触线并不是沿直线分布，所以该径向也可以理解为垂直于接触线整体延伸方向的方向，即横向)在支撑结构上移动；当滚筒结构受到强冲击而相对于接触线发生横向的大幅度偏移时，横向对正弹簧就可以与滚筒结构接触并对其施加弹力以平衡滚筒结构的横向动能，从而辅助滚筒结构更好的复位以充分的实现与接触线的对正(或者说对中)，令滚筒结构能够在强冲击情况下更加高效、充分的实现自动对中，增强了弓头的抗冲击能力，并且在滚筒结构的左右端同时设置横向对正弹簧可预防双向冲击。

优选的，如图1-图3所示，滚筒结构包括：与连接结构连接的支撑轴2；转动的设置在支撑轴2上的滚筒本体1。支撑轴2固定设置在连接结构上，并用于支撑滚筒本体1，滚筒本体1为空腔结构并通过滚动轴承15转动的设置在支撑轴2上，使得滚筒本体1在与接触线接触时能够进行滚动，同时支撑轴2上安装有两组电刷16，使得滚筒本体1转动过程中电刷16与滚筒本体1的内壁能够接触取电，滚筒本体1的外壁与接触线滚动接触。

同样优选的，如图1和图2所示，令连接结构包括：与支撑轴2连接的连接架3；设置在支撑结构上的滑槽5，滑槽5沿接触线的径向延伸；设置在连接架3的底部，并能够在滑槽5中滚动的滚轮4。通过滚轮4和滑槽5的配合，能够使得滚筒本体1在其轴向(同时也是接触线的径向)进行移动，也就是令滚筒本体1既能够进行纵向滚动也能够进行横向移动，从而在相对于接触线进行移动时完全避免了与接触线的滑动摩擦。在具体设置时，为了结构的稳定，优选针对一个滚筒本体1在其轴向的两侧各设置有一个滑槽5，即一个滚筒本体1配备有两个滑槽5，同时在滚筒本体1底部设置有四个滚轮4，在滚筒本体1的轴向上对正的两个滚轮4位于同一滑槽5中。

此外，除上述设置方式以外，滚筒结构和连接结构还可以采用其他的结构，例如图4-图6所示，可以令滚筒结构包括滚筒本体1以及设置在滚筒本体1的内腔中，能够实现滚筒本体1转动的滚动轴承15，连接结构包括支撑轴2和直线轴承17，该支撑轴2固定设置在支撑结构上，具体的是设置在后续提到的滑槽支架10上，并且令支撑轴2不再为圆形轴，而且令其截面形状为多边形，优选为正方形，以使其能够与直线轴承17实现配合，并且支撑轴2沿接触线的径向(即横向)设置，而直线轴承17则套设在支撑轴2上，且其可以在支撑轴2上往复移动，在与滚筒结构配合时，令滚筒结构的滚动轴承15套设在直线轴承17的外侧，从而使得滚筒结构能够在直线轴承17的带动下沿接触线的径向往复移动，并且在滚动轴承15的外圈和内圈之间设置有外电刷18，在直线轴承17与支撑轴2之间设置有内电刷19，以保证电流的正常导通。上述结构如图6所示。此种结构同样能够实现滚筒本体1的纵向滚动和横向移动，所以也将其作为本实施例的一种候选方案。进一步的，为了简化此种滚筒结构和连接结构的结构，优选滚筒本体1与滚动轴承15的外圈为一体结构，滚动轴承15的内圈与直线轴承17的外圈为一体结构。

如图1和图4所示，优选设置在支撑结构上的滚筒结构和连接结构均为平行设置的多个，更优选为两个，并且滚筒结构和连接结构一对一设置。采用可纵向滚动和横向移动的双滚筒结构可更好的保证弓网间的受流可靠性。

具体的，如图1和图7所示，支撑结构优选包括：与滑槽5连接的滑槽支架10；连接滑槽支架10的支撑板9，滑槽5的两端均设置有支撑板9和滑槽支架10，并且支撑板9和滑槽支架10一对一设置；一对一的设置在支撑板9上，以与支撑板9围成三角形结构的弓头横梁13；扭转杆11，该扭转杆11连接位于滑槽5两端的两个支撑板9，并与两个支撑板9的中心位置连接，并且扭转杆11还与下部的电力牵引机车的其他部件连接，以起到支撑和导流的作用。其中，支撑板9为V型部件，而弓头横梁13为条状部件，两者连接能够围成三角形，从而更好的起到稳定支撑的作用。此种支撑结构能够较好的实现对整个受电弓弓头的支撑，并且支撑稳定性高，结构简单，所以将其作为本实施例的优选方案。

进一步的，本实施例中还令滑槽支架10通过滑槽吊板6与滑槽5连接，以使滑槽5的设置高度小于滑槽支架10，如图1所示。本实施例中，因为受电弓的弓头与接触线的垂向间距有限，限于滚筒结构和连接结构的尺寸，无法直接将其安装在滑槽支架10上，所以通过滑槽吊板6使滑槽5的安装位置下移，以保证弓头与接触线的良好接触。当然，在垂向间距足够大的前提下，也可以取消滑槽吊板6，将滚筒结构和连接结构直接安装在滑槽支架10上。

优选的，位于支撑轴2两端的滑槽吊板6上均设置有横向对正弹簧14，并且横向对正弹簧14的一端连接在滑槽吊板6上，另一端靠近滚筒本体1的端部悬置，以使横向对正弹簧14能够与横向偏移的滚筒本体1的端部接触，如图1和图4所示。更加优选的，在设置有直线轴承17的结构中，令横向对正弹簧14套设在支撑轴2上，如图4所示。

本实施例中，如图1、图4和图7所示，还包括设置在支撑板9上，并对连接结构起到缓冲作用的橡胶弹簧元件7，并且橡胶弹簧元件7通过导臂12与扭转杆11连接。此橡胶弹簧元件7具有横、垂、纵三个方向的刚度，可以在三个方向上对弓网冲击进行减震缓冲，保证弓网匹配良好。具体的，橡胶弹簧元件7是对滑槽吊板6进行缓冲，如图1所示。

上述结构中，还令导臂12与扭转杆11转动连接或铰接。之所以令导臂12与扭转管铰接，是为了让交叉设置的导臂12可绕扭转杆11进行小幅转动，从而更好的对弓头冲击实现缓冲，同时多个导臂12的双侧铰接方式也可起到保护扭转杆11的作用。

如图1和图4所示，本实施例还包括设置在滑槽支架10远离滑槽5的一端上的仰角导管8，并且在滑槽5两端的滑槽支架10上均设置有仰角导管8。此仰角导管8的具体作用是在弓头过线岔(两个接触线交汇处)时，由于弓网接触力的原因，两条接触线会有高度差(当前接触线比未接触线位置相对较高)，仰角导管8就可以在线岔处顺利与另外一条接触线接触，从而起到从一条接触线过渡到另一条接触线的作用，便于车辆变道。

更加优选的，本实施例还令滚筒本体1为中间直径较大、两端直径较小的弧面滚筒，如图3和图6所示。将滚筒本体1的外周面设置为弧面，是因为滚筒本体1的中间部位磨损较为严重，将中间部位设置的相对厚一些，能够有效延长滚筒本体1的使用寿命。

此外，本实施例还优选滚筒本体1由铜银合金等导电材料制成，便于滚筒本体1与接触线滚动接触受流。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，电子设备及其翻转机构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种受电弓弓头，其特征在于，包括：

支撑结构；

能够与接触线接触，以实现与所述接触线的导通，并能够沿所述接触线的轴向滚动的滚筒结构；

连接所述滚筒结构和所述支撑结构，并能够使所述滚筒结构沿所述接触线的径向在所述支撑结构上移动的连接结构；

设置在所述支撑结构上，能够对所述滚筒结构施加弹力，以使所述滚筒结构在所述接触线的径向上移动而与所述接触线恢复对正的横向对正弹簧。

2.根据权利要求1所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滚筒结构包括：

与所述连接结构连接的支撑轴；

转动的设置在所述支撑轴上的滚筒本体。

3.根据权利要求2所述的受电弓弓头，其特征在于，所述连接结构包括：

与所述支撑轴连接的连接架；

设置在所述支撑结构上的滑槽，所述滑槽沿所述接触线的径向延伸；

设置在所述连接架的底部，并能够在所述滑槽中滚动的滚轮。

4.根据权利要求1所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滚筒结构包括：

滚筒本体；

设置在所述滚筒本体的内腔中，能够实现所述滚筒本体转动的滚动轴承。

5.根据权利要求4所述的受电弓弓头，其特征在于，所述连接结构包括：

固定设在所述支撑结构上，截面形状为多边形的支撑轴，并且所述支撑轴沿所述接触线的径向设置；

套设在所述支撑轴上，并能够在所述支撑轴上往复移动的直线轴承，所述滚动轴承套设在所述直线轴承的外侧，以使所述滚筒结构能够在所述直线轴承的带动下沿所述接触线的径向往复移动。

6.根据权利要求3或5所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滚筒结构和所述连接结构均为平行设置的多个，并且所述滚筒结构和所述连接结构一对一设置。

7.根据权利要求6所述的受电弓弓头，其特征在于，所述支撑结构包括：

与所述滑槽连接的滑槽支架；

连接所述滑槽支架的支撑板，所述滑槽的两端均设置有所述支撑板和所述滑槽支架，并且所述支撑板和所述滑槽支架一对一设置；

一对一的设置在所述支撑板上，以与所述支撑板围成三角形结构的弓头横梁；

扭转杆，所述扭转杆连接位于所述滑槽两端的两个所述支撑板。

8.根据权利要求7所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滑槽支架通过滑槽吊板与所述滑槽连接，以使所述滑槽的设置高度小于所述滑槽支架。

9.根据权利要求8所述的受电弓弓头，其特征在于，位于所述支撑轴两端的所述滑槽吊板上均设置有所述横向对正弹簧，并且所述横向对正弹簧的一端连接在所述滑槽吊板上，另一端靠近所述滚筒本体的端部悬置，以使所述横向对正弹簧能够与所述滚筒本体的端部接触。

10.根据权利要求7所述的受电弓弓头，其特征在于，还包括设置在所述支撑板上，并对所述连接结构起到缓冲作用的橡胶弹簧元件，并且所述橡胶弹簧元件通过导臂与所述扭转杆转动连接。

11.根据权利要求7所述的受电弓弓头，其特征在于，还包括设置在所述滑槽支架远离所述滑槽的一端上的仰角导管，并且在所述滑槽两端的两个所述滑槽支架上均设置有所述仰角导管。

12.根据权利要求2或4所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滚筒本体为中间直径较大、两端直径较小的弧面滚筒。

13.根据权利要求2或4所述的受电弓弓头，其特征在于，所述滚筒本体为铜银合金材质。