一种可调刚度的受电弓弹簧盒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，具体是一种可以调节刚度的受电弓弹簧盒。
【背景技术】
[0002]受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓弹簧盒是受电弓的一个重要组成部件，使列车在高速运行的状态下，受电弓的弓头高度能追随接触网的高度发生变化，保证弓网的良好接触，使列车稳定受流。在列车的不同运行速度下，弹簧盒的最优刚度是不同的，弓头的刚度过大或者过小都会影响弓网的受流特性。一旦弓网接触不好，将直接影响列车的牵引供电性能；更加严重的是，如果受电弓结构在运行中破坏，不仅会中断受流，还常常引起接触网系统的破坏。目前电力机车普遍采用定刚度的受电弓弹簧盒，刚度通常固定在10000N/m上下，不能根据列车的运行时速进行调节。随着高铁的提速，列车的运行时速需要经历从O千米/小时到350千米/小时的变化，其对应的最佳弓头刚度也在一个较大范围内变化。有日本的学者提出使用空气弹簧组成变刚度机构以实现改变受电弓刚度的功能，但该装置体积偏大，使用过程中气路部分需要保压、且存在调节精度较低等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提供一种可以调节刚度的受电弓弹簧盒，通过控制双向气动马达的正反转，改变弹簧的有效作用长度，以实现对电力机车受电弓弓头刚度进行实时连续调节。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0005]—种可调刚度的受电弓弹簧盒，包括第一锥齿轮、第一底座、弹簧、双向气动马达、第二锥齿轮以及第二底座，
[0006]所述第一锥齿轮通过转动副安装在第一底座上，第一锥齿轮内径壁面上设有内螺纹，弹簧安装在第一锥齿轮的内螺纹中形成螺旋副，双向气动马达固定在第一底座上，第二锥齿轮固定在双向气动马达的输出轴上并与第一锥齿轮啮合，弹簧下端固定在第二底座上，弹簧上端保持自由。
[0007]所述第一底座为受电弓的上框架横梁，第二底座为受电弓的碳滑板托架。
[0008]所述弹簧为的矩形截面弹簧。
[0009]与现有技术相比较，本发明具备的有益效果:
[0010]本发明结构简单，能够在电力机车的行驶过程中，根据该时速下最优的受电弓弓头刚度，对弹簧盒刚度进行实时连续的调节，且调节的精度高，在不改变弹簧盒刚度时，气动马达不需要保压，节约能源的同时提高了可靠性。本发明的体积、质量等与普通弹簧盒基本相同，对目前大多数的受电弓改装后，不会引起其他参数发生较大变化。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述的可调刚度的受电弓弹簧盒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0013]实施例1
[0014]—种可调刚度的受电弓弹簧盒，包括第一锥齿轮6、第一底座1、弹簧4、双向气动马达2、第二锥齿轮6以及第二底座5，
[0015]所述第一锥齿轮6通过转动副安装在第一底座I上。第一底板上设有通孔，第二锥齿轮6安装在通孔中，第二锥齿轮6的外径与通孔的内径配合。双向气动马达2固定在第一底座I上，第二锥齿轮6固定在双向气动马达2的输出轴上并与第一锥齿轮6啮合。因此，启动双向气动马达2旋转，通过第二锥齿轮6和第一锥齿轮6的啮合，使得第一锥齿轮6在通孔中旋转。又由于第一锥齿轮6内径壁面上设有内螺纹，弹簧4安装在第一锥齿轮6的内螺纹中形成螺旋副，因此，当第一锥齿轮6旋转时，弹簧4在第一锥齿轮6内径中沿轴向向下或者向上运动，将固定在弹簧4下端的第二底座5抬升和放下。
[0016]所述第一底座I为受电弓的上框架横梁，第二底座5为受电弓的碳滑板托架。
[0017]所述弹簧3为的矩形截面弹簧。
[0018]本发明通过改变弹簧的伸出长度，即改变弹簧的实际作用长度，达到调节弹簧盒刚度的目的。在正常工作过程中，弹簧只有处在第一锥齿轮下方的部分在工作，其余部分与第一锥齿轮保持刚性接触。第一锥齿轮内径的螺旋副处于自锁状态，整个系统与普通弹簧的力学性能相同，只有在双向气动马达通气的状态下，第一锥齿轮才会发生旋转，使弹簧盒的刚度发生改变。由于受电弓与车体需要保持电气隔离，故采用双向气动马达对其实施控制。
【主权项】
1.一种可调刚度的受电弓弹簧盒，其特征在于，包括第一锥齿轮、第一底座、弹簧、双向气动马达、第二锥齿轮以及第二底座， 所述第一锥齿轮通过转动副安装在第一底座上，第一锥齿轮内径壁面上设有内螺纹，弹簧安装在第一锥齿轮的内螺纹中形成螺旋副，双向气动马达固定在第一底座上，第二锥齿轮固定在双向气动马达的输出轴上并与第一锥齿轮啮合，弹簧下端固定在第二底座上，弹貪上端保持自由。2.如权利要求1所述的可调刚度的受电弓弹簧盒，其特征在于，所述第一底座为受电弓的上框架横梁，第二底座为受电弓的碳滑板托架。3.如权利要求1所述的可调刚度的受电弓弹簧盒，其特征在于，所述弹簧为的矩形截面弹簧。
【专利摘要】一种可调刚度的受电弓弹簧盒，包括第一锥齿轮、第一底座、弹簧、双向气动马达、第二锥齿轮以及第二底座，所述第一锥齿轮通过转动副安装在第一底座上，第一锥齿轮内径壁面上设有内螺纹，弹簧安装在第一锥齿轮的内螺纹中形成螺旋副，双向气动马达固定在第一底座上，第二锥齿轮固定在双向气动马达的输出轴上并与第一锥齿轮啮合，弹簧下端固定在第二底座上，弹簧上端保持自由。所述第一底座为受电弓的上框架横梁，第二底座为受电弓的碳滑板托架。本发明结构简单，能够在电力机车的行驶过程中，根据该时速下最优的受电弓弓头刚度，对弹簧盒刚度进行实时连续的调节，且调节的精度高，在不改变弹簧盒刚度时，气动马达不需要保压，节约能源的同时提高了可靠性。
【IPC分类】B60L5/20
【公开号】CN105216636
【申请号】CN201510713079
【发明人】贺德强, 张 焕, 苗剑
【申请人】广西大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月28日