一种受电弓弓头结构及弹簧盒的制作方法

1.本发明涉及轨道交通车辆受电弓，特别是一种受电弓弓头结构及弹簧盒。


背景技术：

2.未来铁路网络覆盖进一步扩大，路网结构更加优化，骨干作用更加显著。为满足公众对于交通出行方式的快捷、便利和舒适等多元化需求，交通领域迎来广泛深刻的变革，其中高速铁路干线近年来大面积铺开建设并形成铁路干线网络，同时也在为现役高铁350km/h运营速度提速至400km/h进行车辆设备研制，此外，也在深入探寻高速磁浮交通等其他运输方式。
3.随着车辆速度的提升，尤其是400km/h高速动车组，受电弓弓头与接触网的弓网跟随性能变得非常关键，且受电弓的弓头部件的重量、外形对气动性能、噪音等的要求也越来越高。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，针对高速动车组对受电弓的高要求，本发明提供一种结构紧凑、简单、跟随性能优异的受电弓弓头及弹簧盒。
5.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
6.一种弹簧盒，用于受电弓，包括外筒、弹簧轴，所述弹簧轴的两端通过轴承座组装径向定位固定在所述外筒内，其特点在于：
7.所述外筒的外部设置用于连接滑板组装的连接座，所述连接座包括至少两个相隔一定距离的连接部；
8.所述弹簧轴上至少顺序安装第一扭簧和第二扭簧，所述第一扭簧和所述第二扭簧的第一端分别与所述弹簧轴连接，第二端分别与所述外筒连接，且所述第一扭簧和所述第二扭簧的螺旋方向相反。
9.本发明外筒的外部设置用于连接滑板组装的连接座，同时在弹簧轴上顺序安装螺旋方向相反的第一扭簧和第二扭簧，且第一扭簧和第二扭簧的第一端分别与弹簧轴连接，第二端分别与其外筒连接，如此，由于本发明的外筒与滑板组装连接，因而当滑板组装下压时，外筒会随滑板组装下压而转动，与外筒连接的第一扭簧和第二扭簧的端部相应发生转动，但第一扭簧和第二扭簧的弹簧轴连接端固定不动，故第一扭簧和第二扭簧会被压缩，实现减振吸振，同时，本发明外筒的连接座包括至少两个相隔一定距离的连接部，这样使得连接座与滑板组件下方的连接块通过销轴连接时可形成合页结构，从而进一步保证滑板组件能保持初始的水平状态与接触网连接，且能保证滑板在任意接触位置时的水平姿态。另外，本发明创造性地把至少两个扭簧结合设计形成一个弹簧盒，当其中一个扭簧失效时，其他扭簧可以继续提供扭力，因而可以降低一个扭簧出现失效时弓头失效的风险。
10.为方便在固定底座上让出空间，所述弹簧轴的两端固定安装在转动轴座内，且所述转动轴座铰接固定轴座。
11.为避免弹簧轴的轴向串动，所述弹簧轴的两端分别用卡簧轴向固定在所述外筒内。
12.一具体实施例中，所述轴承座组装的内侧弹簧轴上转动安装带有凹槽的连接块，所述外筒的两端分别设置与所述凹槽匹配的凸块，所述连接块与所述外筒上的凸块卡接，且所述第一扭簧和所述第二扭簧与所述连接块固定连接。
13.基于同一发明构思，本发明还提供了一种受电弓弓头结构，其包括滑板组装和固定底座，所述滑板组装的下面安装滑板固定座和滑板活动座，所述滑板固定座铰接第一连杆的一端，所述滑板活动座铰接第二连杆的一端，所述第一连杆的另一端铰接连接块的一侧，所述第二连杆的另一端铰接所述连接块的另一侧；所述固定底座的两侧分别固定安装第一支座和第二支座，所述第一连杆的中部与所述第一支座铰接，所述第二连杆的中部与所述第二支座铰接；所述连接块的一端伸入所述弹簧盒的外筒连接座的两个连接部中间并用一根销轴连接，使连接块与外筒形成合页结构，且所述弹簧轴的两端固定连接所述固定底座。
14.为减少弹簧盒的轴向力冲击，所述连接块的中部设置缺口，所述固定底座上支撑安装滑动轴承组装，且所述缺口套设在所述滑动轴承组装上。当连接块上、下运动时，由于缺口与滑动轴承组装相互干涉，使得连接块只能在缺口限定范围内向两侧晃动，且利用滑动轴承限位，可减少连接块上、下运时的滑动摩擦，提高弓网跟随性。
15.为降低弓头悬挂结构的厚度，所述第一支座靠近所述第一连杆的近连接块端设置，所述第二支座靠近所述第二连杆的近连接块端设置，使所述第一连杆和所述第二连杆具有一长端和一短端，所述长端与滑板固定座或滑板活动座连接，所述短端与所述连接块连接。
16.优选地，所述第一连杆和所述第二连杆的长端与短端的长度比例为1.8～2.5。
17.为方便连接，所述滑板活动座经连杆座连接所述第二连杆。
18.为有效降低滑板组件的气动阻力，所述滑板组装为单滑板结构，且绝缘弓角与固定在碳滑板上组成一体式的碳滑板结构。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.(1)本发明采用一个弹簧盒内集成双扭簧的结构实现受电弓弓头的弹性支撑和减振吸振，整体结构紧凑，并减少了弓头迎风面面积，减低了风阻，减少了气动噪声。
21.(2)本发明创造性地在一个弹簧盒中集成两个扭簧，并设计两个扭簧平行布置，当一个扭簧失效时，另一个扭簧可以继续提供扭力，可以降低当一个扭簧出现失效时弓头失效的风险。
22.(3)本发明创造性地将连接块与弹簧盒的外筒设计成类似合页结构，使与弹簧盒外筒相连的连接块只能水平上、下运动，从而保证了滑板组件与接触网线在任意位置接触时都能保持水平状态升降。
23.(4)本发明采用对称设置的双连杆结构拉动弹簧盒内的扭簧，使得滑板组件下压形成的垂向冲出转换成扭簧的扭动，从而实现减震吸震。
24.(5)本发明空气动力学性能优良、反馈灵活、减震吸振效果好、耐候性好。
25.(6)本发明用于与接触网滑动接触以完成受流功能，本发明弓头结构尤其适应于高速动车组，同样能向干线电力机车、地铁轻轨等中低速车辆的受电弓应用覆盖。
附图说明
26.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。
27.图1是本发明实施例提供的受电弓弓头结构示意图。
28.图2是本发明实施例提供的受电弓弓头结构主视图。
29.图3是本发明实施例提供的受电弓弓头结构右视图。
30.图4是本发明实施例提供的受电弓弓头结构俯视图。
31.图5是图4的a－a剖视图。
32.图6是本发明实施例提供的受电弓弓头弹簧盒立体结构图。
33.图7是本发明实施例提供的受电弓弓头弹簧盒隐藏外筒后的立体结构图。
34.图8是本发明实施例提供的受电弓弓头弹簧盒的主视图。
35.图9是图8的a－a剖视图。
具体实施方式
36.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。
37.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。
38.如图1－图5所示，本发明受电弓弓头结构一实施例采用单滑板结构，且绝缘弓角与滑板安装在一起，组成滑板组装1。本实施例中，绝缘弓角固定在碳滑板上，组成一体式的碳滑板结构，整体结构简单，可有效降低滑板组件1的气动阻力。
39.滑板组装1下面设置用于支撑的滑板固定座2和滑板活动座10。滑板固定座2下面铰接连接第一连杆3的一端，第一连杆3的中部通过销轴铰接固定在第一支座4上，第一支座4通过销轴固定在固定底座12上。滑板活动座10的下部与连杆座9相连，连杆座9通过销轴与第二连杆7的一端相连，第二连杆7的中部通过销轴固定在第二支座8上，第二支座8通过销轴连接到固定底座12上。第一连杆3的另一端经连接块5连接第二连杆7的另一端，连接块5的一端与弹簧筒11的外筒17相连。当滑板组装1受到接触网线下压的压力时，压力通过滑板固定座2和滑板活动座10传递到第一、二连杆3、7，使第第一、二连杆3、7的远离连接块端向下运动，近连接块端向上运动，进而使得连接块5向上运动，连接块5带动弹簧筒11的外筒17转动，从而将接触网的压力传递给弹簧筒11。
40.弹簧筒11平行于连接块5安装。为了减少弹簧筒11的轴向力冲击，在连接块5中间开设方形缺口，并在固定底座12上支撑安装滑动轴承组装6，且所述方形缺口套设在滑动轴承组装6的滑动轴承上。当连接块5上、下运动时，滑动轴承不仅可以提供连接块5向两侧晃动的位置限位，而且连接块5上、下运动过程中，与滑动轴承接触，能减少摩擦，提升动作灵敏性。
41.第一支座4、第二支座8、连接块5及弹簧盒11包裹在上盖13和下盖14扣合形成的腔体内，上盖13和下盖14形成的腔体沿着滑板运动方向设计成平滑的流线型，有利于减少风
阻，提升气动性能。
42.为了降低受电弓弓头结构的中部厚度，第一连杆3和第二连杆7设计成杠杆结构，即所述第一支座4靠近所述第一连杆3的近连接块端设置，所述第二支座8靠近所述第二连杆7的近连接块端设置，使所述第一连杆3和所述第二连杆7分别具有一长端和一短端，所述长端与滑板固定座2或滑板活动座9连接，所述短端与所述连接块5连接，且长端与短端的长度比比例可以设置为1.8～2.5。具体可以根据滑板组装1与弹簧悬挂机构的距离，设置合适的杠杆长端与短端的长度比例，以减少弓头悬挂结构的厚度值，减少风阻，提升气动性能。
43.滑板固定座2、第一连杆3、第一支座4、连接块5、固定底座12、第二连杆7、第二支座8、连杆座9、滑板活动座10均采用铝合金材料，可以减少弓头质量，降低受到振动冲击时的质量惯性，提高弓头受振动冲击时的响应速度，从而提高受电弓弓头的受流性能，降低滑板组装1的离线率和燃弧率。
44.如图6－图9所示，弹簧筒11的两端设置固定轴座15和转动轴座16，固定轴座15通过螺栓固定在固定底座12上，转动轴座16的一端通过轴承与固定轴座15相连，转动轴座16的另一端内部利用平键固定连接弹簧轴22。弹簧盒11的外筒17的外部设置连接座24，连接座24包括至少两个相隔一定距离的连接部25，连接块5的一端局部伸入两个连接部25之间，且连接块5与连接座24的两个连接部25用一根销轴连接成一体形成合页结构。弹簧轴22通过轴承座组装19径向定位固定在外筒17内，弹簧轴22的两端用卡簧18轴向固定在外筒17内。弹簧轴22上顺序安装第一扭簧21和第二扭簧23，位于轴承座组装19内侧的弹簧轴22上转动安装带有凹槽的连接块20，外筒17的内腔两端设置与所述凹槽匹配的凸块，所述外筒17通过所述凹槽与所述凸块的卡接与连接块20固定在一起。第一扭簧21一端与弹簧轴22固定，另一端固定在连接块20上，第二扭簧23一端与弹簧轴22固定，另一端固定在另一侧的连接块20上，且第一扭簧21和第二扭簧23的螺旋方向相反。当连接块5向上运动，并带动外筒17转动时，由于外筒17通过连接块20与第一扭簧21和第二扭簧23的一端相连，故第一、二扭簧21、23一端会转动，再加上第一、二扭簧21、23的另一端与弹簧轴22相连，弹簧轴22经转动轴座16、固定轴座15固定在固定底架12上，第一扭簧21和第二扭簧23的螺旋方向又相反，所以，第一、二扭簧21、23同时被压缩，从而通过第一、二扭簧21、23实现了缓冲吸震功能。
45.通过上述结构，滑板组装1可以固定在弓头上，实现滑板组装1与接触网的接触与脱离。
46.弹簧筒11的两端通过弹簧轴22支撑固定在固定底座12上，由于弹簧轴22及外筒17的长度较长，外筒17上的连接座24的长度较长，且连接块5的一端局部伸入连接座24的两个连接部25之间并用销轴连接，使外筒17与连接块5连接形成类似合页结构，不仅使连接块5能带动外筒17转动，同时保证了连接块5只能向上或向下作平动运动(保持水平进行运动)，即连接块5两侧不会出现偏斜，从而避免了滑板组装1在受到一端极限位置的下压力时，不会出现滑板组装1倾斜情况，提高了滑板组装的跟随性，并减少了接触网线对滑板组装1的冲击。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修
改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种弹簧盒，用于受电弓，包括外筒(17)、弹簧轴(12)，所述弹簧轴的两端通过轴承座组装(19)径向定位固定在所述外筒内，其特征在于：所述外筒的外部设置用于连接滑板组装的连接座(24)，所述连接座包括两个相隔一定距离的连接部(25)；所述弹簧轴上至少顺序安装第一扭簧(21)和第二扭簧(22)，所述第一扭簧(21)和所述第二扭簧(22)的第一端分别与所述弹簧轴连接，第二端分别与所述外筒连接，且所述第一扭簧(21)和所述第二扭簧(22)的螺旋方向相反。2.根据权利要求1所述的弹簧盒，其特征在于，所述弹簧轴的两端固定安装在转动轴座(16)内，且所述转动轴座铰接固定轴座(15)。3.根据权利要求1所述的弹簧盒，其特征在于，所述弹簧轴的两端分别用卡簧(18)轴向固定在所述外筒(17)内。4.根据权利要求1所述的弹簧盒，其特征在于，所述轴承座组装的内侧弹簧轴上转动安装带有凹槽的连接块(20)，所述外筒的两端分别设置与所述凹槽匹配的凸块，所述连接块与所述外筒上的凸块卡接，且所述第一扭簧和所述第二扭簧与所述连接块固定连接。5.一种受电弓弓头结构，包括滑板组装(1)和固定底座(12)，所述滑板组装的下面安装滑板固定座(2)和滑板活动座(10)，其特征在于，所述滑板固定座铰接第一连杆(3)的一端，所述滑板活动座(10)铰接第二连杆(7)的一端，所述第一连杆的另一端铰接连接块(5)的一侧，所述第二连杆的另一端铰接所述连接块的另一侧；所述固定底座的两侧分别固定安装第一支座(4)和第二支座(8)，所述第一连杆的中部与所述第一支座铰接，所述第二连杆的中部与所述第二支座铰接；所述连接块的一端伸入权利要求1－4中任一项所述弹簧盒的外筒连接座的两个连接部中间并用一根销轴连接，使外筒与连接块形成合页结构，且所述弹簧轴的两端固定连接所述固定底座。6.根据权利要求5所述的受电弓弓头结构，其特征在于，所述连接块的中部设置缺口，所述固定底座上支撑安装滑动轴承组装(6)，且所述缺口套设在所述滑动轴承组装上。7.根据权利要求5所述的受电弓弓头结构，其特征在于，所述第一支座靠近所述第一连杆的近连接块端设置，所述第二支座靠近所述第二连杆的近连接块端设置，使所述第一连杆和所述第二连杆具有一长端和一短端，所述长端与滑板固定座或滑板活动座连接，所述短端与所述连接块连接。8.根据权利要求7所述的受电弓弓头结构，其特征在于，所述第一连杆和所述第二连杆的长端与短端的比例为1.8～2.5。9.根据权利要求5所述的受电弓弓头结构，其特征在于，所述滑板活动座经连杆座连接所述第二连杆。10.根据权利要求5所述的受电弓弓头结构，其特征在于，所述滑板组装为单滑板结构，且绝缘弓角与固定在碳滑板上组成一体式的碳滑板结构。

技术总结
本发明涉及轨道交通车辆受电弓，特别是一种受电弓弓头结构及弹簧盒。所述弹簧盒包括外筒(17)和弹簧轴(12)，所述弹簧轴的两端通过轴承座组装(19)径向定位固定在所述外筒内，且所述外筒的外部设置用于连接滑板组装的连接座(24)，所述连接座包括两个相隔一定距离的连接部(25)；所述弹簧轴上至少顺序安装第一扭簧(21)和第二扭簧(22)，所述第一扭簧(21)和所述第二扭簧(22)的第一端分别与所述弹簧轴连接，第二端分别与所述外筒连接，且所述第一扭簧(21)和所述第二扭簧(22)的螺旋方向相反。本发明结构紧凑、简单、跟随性能优异。跟随性能优异。跟随性能优异。


技术研发人员：阳凌霄 蒋聪健 张彦林 陈珍宝 吕阶军 冯叶 杨尚 李军 王秋红
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/6/27