專利名稱：恒張力補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明汲及一種補(bǔ)償電氣化鐵道接觸網(wǎng)承力索和接觸線(下面又稱纜索)因環(huán)境溫度變化而造成的長(zhǎng)度變化、并保持張力恒定的裝置，屬于電氣化鐵道供電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，目前，電氣化鐵道接觸網(wǎng)廣泛使用的張力補(bǔ)償裝置，是由砼或鑄鐵的墜砣和滑輪組構(gòu)成。這種補(bǔ)償裝置雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但存在體積大、重量重、不美觀、大風(fēng)中易擺動(dòng)碰撞等缺點(diǎn)。此外，由于需要采用輔助結(jié)構(gòu)來支撐、引導(dǎo)和保護(hù)，因此其安裝維護(hù)費(fèi)用高。尤其在既有隧道等低矮狹窄的凈空條件下進(jìn)行電氣化接觸網(wǎng)改造時(shí)，安裝墜砣需擴(kuò)挖隧道斷面，結(jié)果必將大幅度增加工程量和對(duì)過往行車的干擾，延長(zhǎng)工期，增加工程費(fèi)用，對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜地段，甚至難以實(shí)現(xiàn)。
國(guó)內(nèi)外還有以下幾種的補(bǔ)償辦法，但因分別存在著各種缺陷，均未能正常使用1、采用簡(jiǎn)單圓柱螺旋壓縮彈簧的補(bǔ)償裝置——由于彈簧具有作用力與行程成正比的特性，這種補(bǔ)償裝置不能保證纜繩的張力恒定不變；2、采用碟形彈簧制造的補(bǔ)償裝置——由于重量重、成本較高，至今無法推廣使用；3、采用液壓/氣壓式補(bǔ)償裝置——由于油/氣體的損失，需要不斷監(jiān)視和維護(hù)，以及時(shí)補(bǔ)充油/氣，加之漏油、漏氣的情況時(shí)有發(fā)生，因此成本較高，限制了使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種可以借助內(nèi)源力自動(dòng)補(bǔ)償張緊纜索長(zhǎng)度變化的恒張力補(bǔ)償裝置，該裝置應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝方便。
為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明恒張力補(bǔ)償裝置的技術(shù)方案之一是包括安裝于座體的彈簧，其特征在于所述彈簧為至少一個(gè)線性變扭矩平面渦卷彈簧，其一端與座體相對(duì)固定，另一端與主軸相對(duì)固定，所述主軸支撐在座體上，主軸上固連有漸開線槽輪，所述槽輪上纏繞有接外部承力索或接觸線的鋼絲繩。
以上漸開線槽輪的終止半徑可以按照以下關(guān)系式確定終止半徑＝起始半徑*(平面渦卷彈簧組終止扭矩/平面渦卷彈簧組起始扭矩)該式推導(dǎo)過程如下，設(shè)平面渦卷彈簧組起始扭矩N1平面渦卷彈簧組終止扭矩N2鋼絲繩起始力F1鋼絲繩終止力F2槽輪起始半徑r1槽輪終止半徑r2根據(jù)彈簧特性N1＝F1*r1，N2＝F2*r2即 F1＝N1/r1 F2＝N2/r2若要保證輸出過程載荷恒定，則F1＝F2即 N1/r1＝N2/r2由此可得r2＝r1*N2/N1本發(fā)明恒張力補(bǔ)償裝置的技術(shù)方案之二是包括安裝于座體的彈簧，其特征在于所述彈簧為至少一個(gè)恒扭矩平面渦卷彈簧，其一端與座體相對(duì)固定，另一端與主軸相對(duì)固定，所述主軸支撐在座體上，主軸上固連有定滑槽輪或螺旋槽輪，所述槽輪上纏繞有接外部承力索或接觸線的鋼絲繩。
這樣，當(dāng)承力索和接觸線因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致長(zhǎng)度變化時(shí)，恒扭矩平面渦卷彈簧與定滑槽輪或螺旋槽輪的搭配組合或者變扭矩平面渦卷彈簧與漸開線槽輪的搭配組合均可以通過彈簧張力的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用，使承力索和接觸線上保持基本恒定的張力，從而滿足電氣化鐵路工程的需要。同時(shí)，平面渦卷彈簧與槽輪的搭配組合具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、重量較輕、安裝調(diào)整方便的優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明容易得到切實(shí)的推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的剖面圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的剖面圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖5的剖面圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為圖7的剖面圖。
圖9、圖10分別為本發(fā)明漸開線槽輪和螺旋槽輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11、圖12分別為本發(fā)明的兩種安裝使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的恒張力補(bǔ)償裝置如圖1、圖2所示，主要構(gòu)件為安裝連接板1、端板2、側(cè)板3、蓋板4、變扭矩平面渦卷彈簧5、漸開線槽輪6、主軸7、端蓋8、軸承9、鎖定螺栓10、鋼絲繩11、連接螺栓12、平面渦卷彈簧盒13、鋼絲繩鎖定裝置14等。其中安裝連接板1、端板2、側(cè)板3、蓋板4組合成一個(gè)閉合式的盒座體。盒座體兩側(cè)的軸承9支撐主軸7，主軸7上安裝有位于平面渦卷彈簧盒13中的兩個(gè)線性變扭矩平面渦卷彈簧5。線性變扭矩平面渦卷彈簧5的外端與盒座體相對(duì)固定，內(nèi)端通過彎勾與主軸7連接。多圈的漸開線槽輪6通過鍵(參見圖9)連接固定安裝在主軸7上，此漸開線槽輪6上纏繞鋼絲繩11，鋼絲繩11上固定有起限位作用的鎖定裝置14。
以上漸開線槽輪的終止半徑按照以下關(guān)系式確定r2＝r1*N2/N1式中r1——漸開線槽輪起始半徑r2——漸開線槽輪終止半徑N1——平面渦卷彈簧組起始扭矩N2——平面渦卷彈簧組終止扭矩工作時(shí)，平面渦卷彈簧5呈線性增加的扭矩可以通過漸開線槽輪6補(bǔ)償，即隨著平面渦卷彈簧5的扭矩增加，漸開線槽輪6的力臂同步增加，因此可以通過鋼絲繩11輸出恒定張力。
實(shí)際應(yīng)用表明，其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、安裝調(diào)整方便，可以始終保持纜索處于直線水平狀態(tài)，滿足電氣化列車受電弓與承力索或接觸線始終處于接觸狀態(tài)的要求。
實(shí)施例二本實(shí)施例的恒張力補(bǔ)償裝置如圖3和圖4所示，與實(shí)施例一的基本結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于含有兩對(duì)(實(shí)際上可以是兩個(gè)以上的任意偶數(shù)個(gè))變扭矩平面渦卷彈簧組5，對(duì)稱安裝在漸開線槽輪6的兩側(cè)。
實(shí)施例三本實(shí)施例的恒張力補(bǔ)償裝置如圖5和圖6所示，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，不同之處在于采用恒扭矩平面渦卷彈簧組5和螺旋槽輪6(或定滑槽輪)搭配組合，因此也可以滿足恒張力輸出的要求。螺旋槽輪6的鍵連接結(jié)構(gòu)參見圖10。
實(shí)施例四本實(shí)施例的恒張力補(bǔ)償裝置如圖7和圖8所示，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二相同，不同之處在于采用兩對(duì)(實(shí)際上可以是兩個(gè)以上的任意偶數(shù)個(gè))恒扭矩平面渦卷彈簧組5和螺旋槽輪6(或定滑槽輪)搭配組合，因此也可以滿足恒張力輸出的要求。
以上實(shí)施例的恒張力補(bǔ)償裝置實(shí)際應(yīng)用如圖11、圖12所示，通過安裝連接板1上的安裝孔，用螺栓固定在隧道頂部或接觸網(wǎng)塔桿事先設(shè)定好的架子上。鋼絲繩11用線夾與承力索或接觸線的纜索連接。當(dāng)氣溫下降時(shí)，纜索遇冷收縮時(shí)，纜索拉動(dòng)鋼絲繩11開始向外伸長(zhǎng)以補(bǔ)充纜索的縮短量；當(dāng)溫度上升時(shí)纜索膨脹時(shí)，平面渦卷彈簧組5開始卷緊，把鋼絲繩11卷縮收緊到盒座體里。這樣，用平面渦卷彈簧組5卷緊和釋放所產(chǎn)生的扭力促使鋼絲繩11縮短或伸長(zhǎng)，進(jìn)而始終保持纜索處于直線水平狀態(tài)，保證電氣化列車受電弓與承力索或接觸線始終處于接觸狀態(tài)，進(jìn)而保征列車正常運(yùn)行。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。如，平面渦卷彈簧可以用一層帶鋼卷制而成，也可以用二層或多層帶鋼卷制而成；平面渦卷彈簧既可安裝在定滑槽輪或螺旋槽輪、漸開線槽輪單側(cè)、也可對(duì)稱安裝在定滑槽輪或螺旋槽輪、漸開線槽輪兩側(cè)；等等。凡采用等同替換或等效變換的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種恒張力補(bǔ)償裝置，包括安裝于座體內(nèi)的彈簧，其特征在于所述彈簧為至少一個(gè)線性變扭矩平面渦卷彈簧，其一端與座體相對(duì)固定，另一端與主軸相對(duì)固定，所述主軸支撐在座體上，主軸上固連有漸開線槽輪，所述漸開線槽輪上纏繞有接外部承力索或接觸線的鋼絲繩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述漸開線槽輪的終止半徑按照以下關(guān)系式確定終止半徑＝起始半徑*(平面渦卷彈簧組終止扭矩/平面渦卷彈簧組起始扭矩)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述變扭矩平面渦卷彈簧為兩個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)，對(duì)稱安裝在漸開線槽輪兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述變扭矩平面渦卷彈簧用二層以上的帶鋼卷制而成。
5.一種恒張力補(bǔ)償裝置，包括安裝于座體內(nèi)的彈簧，其特征在于所述彈簧為至少一個(gè)恒扭矩平面渦卷彈簧，其一端與座體相對(duì)固定，另一端與主軸相對(duì)固定，所述主軸支撐在座體上，主軸上固連有定滑槽輪或螺旋槽輪，所述槽輪上纏繞有接外部承力索或接觸線的鋼絲繩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述恒扭矩平面渦卷彈簧為兩個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)，對(duì)稱安裝在定滑槽輪或螺旋槽輪兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述恒扭矩平面渦卷彈簧用二層以上的帶鋼卷制而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述恒張力補(bǔ)償裝置，其特征在于所述鋼絲繩上固定有鎖定裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償并保持電氣化鐵道接觸網(wǎng)承力索/接觸線張力恒定的裝置，屬于電氣化鐵道供電技術(shù)領(lǐng)域。該恒張力補(bǔ)償裝置包括安裝于座體的彈簧，所述彈簧為恒扭矩或線性變扭矩平面渦卷彈簧，其一端與座體相對(duì)固定，另一端與主軸相對(duì)固定，所述主軸支撐在座體上，主軸上固連有定滑槽輪、螺旋槽輪或漸開線槽輪，所述槽輪上纏繞有接外部承力索或接觸線的鋼絲繩。當(dāng)承力索和接觸線因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致長(zhǎng)度變化時(shí)，平面渦卷彈簧與槽輪的搭配組合可以通過彈簧張力的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用，使承力索和接觸線上保持基本恒定的張力，從而滿足電氣化鐵路工程的需要。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、重量較輕、安裝調(diào)整方便，因此容易得到切實(shí)的推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B60M1/00GK1663839SQ20051003859
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者吳利群, 帖榮俊 申請(qǐng)人:吳利群, 帖榮俊