鐵道剛性接觸網的懸掛裝置的製作方法
2023-09-17 09:28:15 2
專利名稱：鐵道剛性接觸網的懸掛裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種與電氣化機車集電器接觸的電源線路固定裝置，更確切講是一種支承或懸掛接觸網的裝置。本實用新型的裝置中中包括帶有π形結構的剛性梁、連接各剛性梁的聯鎖接頭、將剛性梁固定於絕緣子上的線夾、絕緣子、固定底座、固定絕緣子於固定底座上的絕緣子連接底板。本實用新型的剛性梁也被稱為匯流排。
背景技術：
在已公開的電氣化機車集電器接觸的電源線路懸掛裝置普遍採用鏈形懸掛形式。例如中國發明專利CN961062061公開的「電力牽引車架空導線及其承力索的懸掛裝置」，但這類懸掛在隧道內應用時需要開挖下錨襯砌，需要隧道有較大的空間，而且受隧道內條件的限制，鏈形懸掛的安裝、調整和維護都很困難。為解決這一問題，中國實用新型專利992395526公開了一種「L懸臂式隧道內接觸網固定支架」。該專利雖然可以縮短安裝與檢修的時間，但仍存在鏈形懸掛在隧道內使用時普遍存在的弊病。
為克服隧道內鏈形懸掛的不足，採用了所謂的剛性懸掛，即在隧道頂上固定作為導電元件的剛性梁。
瑞士「F+F」公司在鐵路隧道中採用了一種剛性接觸網懸掛方式，其結構參見附圖1，它是在隧道頂側壁上固定一鋼板，在鋼板上用固定於其上的L型的裝置固定絕緣子，在絕緣子前端固定另一L形的連接板，再在該連接板上用線夾固定π形截面的剛性梁。這一裝置的結構較為複雜，給裝置的安裝和維護帶來麻煩，同時因其受力的導電剛性梁與其固定端呈一L形的懸臂，使其使用的剛度和使用強度減弱。正因如此，使這種裝置在高速鐵道的應用受到限制。
在國內外的地鐵中普遍採用的剛性懸掛是在隧道頂錨固一槽鋼，在槽鋼上固定絕緣子及線夾，將剛性梁固定於其上，參見附圖2。由於是用錨固的槽鋼懸掛接觸網，呈線連接而顯結構單薄，其穩定性與剛度較差，難於滿足高速列車的行駛要求。
由於採用的是剛性梁作為導電元件，在使用中克服梁的熱膨脹是必須解決的問題。瑞士「F+F」公司採用在剛性梁上設置膨脹關節的方法解決梁的熱膨脹問題，即在剛性梁的一側加設膨脹滑道和輔助滑道，同時由於其懸掛為懸臂式的，因此還需要在隧道上從懸掛點的兩邊設置錨固點。顯然，這種結構十分複雜，在現場的安裝也十分困難，更不便於進行調整，而且在實際運營中維護工作量很大。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種可克服現有技術不足，具有較為簡單的結構，具有較好的穩定性和剛度，能適應高速機車的使用要求，並可以簡化施工，減小維護難度的新的電氣化機車集電器接觸的電源線路懸掛裝置。
本實用新型的裝置是採用在同一平面內相互垂直的四根型鋼焊接而成的矩形結構的固定底座，其中的型鋼至少帶有兩個相互垂直的邊，在底座的型鋼上設有與錨固螺栓相配合的3至4個孔，在另一組型鋼上設有固定絕緣子底座的孔。本實用新型的固定底座所用的型鋼可以是槽鋼，但最好是角鋼。本實用新型的底座上固定絕緣子底座的孔最好是長孔，長孔的縱軸最好是與鐵道縱向垂直布置，這樣可以便於對絕緣子位置的調整。由於本實用新型的固定底座錨固點為3至4點，因此它在隧道內的固定為面固定，其穩定性及剛度要優於現有技術。本實用新型的絕緣子上固定有絕緣子底座，並通過絕緣子底座將絕緣子固定於固定底座上。這種方式可以簡化絕緣子的安裝，同時也能提高絕緣子與固定底座間的連接剛度。
本實用新型裝置中的連接剛性梁與絕緣子的線夾有兩種，一種是中間懸掛線夾，另一種是中心錨固線夾。這兩種線夾均由兩個對稱的其上設有放置剛性梁π形橫檔的槽和位於該槽上方的固定螺栓孔的夾持部件，和設置於在兩夾持部件中帶有連接螺孔，部分為T形斷面的用於和絕緣子相連接的定位連接器，以及將定位連接器和兩夾持部件固定為一體的螺栓構成。本實用新型的中間懸掛線夾在將兩夾持部件與定位連接器用螺釘固定後，被其約束的剛性梁可以相對線夾做軸向的移動。本實用新型的中心錨固線夾與中間懸掛線夾基本相同，但在其橫槽下方還設有用於將其與剛性梁相互錨接固定的螺栓孔。由於本實用新型的中間懸掛線夾在固定剛性梁時可以允許梁相對線夾做軸向的位移，這既便利梁的安裝，也可以解決梁受熱膨脹或遇冷收縮的問題；而中心錨固線夾則可以利用設於其上的固定螺栓將梁與線夾鎖死固定。
本實用新型的線夾與剛性梁間設有一塑料墊，這一塑料墊既可以保護剛性梁，防止因安裝時造成的表面劃傷，又可以起到減小線夾與梁間磨擦力的作用，便於梁在線夾中竄動，克服熱脹冷縮帶來的影響。
本實用新型的定位連接器的絕緣子連接孔與絕緣子連接螺栓間設有一個帶有凸緣的襯環，該襯環的厚度略大於定位連接器與絕緣子相連接處的厚度。在安裝狀態，在絕緣子連接螺栓與絕緣子間的相互作用下，將該襯環固定於絕緣子上，並通過襯環的凸緣將線夾牢固地「提起」固定，同時在固定狀態可使線夾能相對絕緣子的軸線轉動，這樣就可以大大方便裝置的安裝和檢修，更可以滿足不同條件下彎曲線路的需要。
本實用新型所用的剛性梁與瑞士「F+F」公司的產品相似，在具體的應用中是將數段剛性梁用聯鎖接頭固定為一根剛性梁，且每根剛性梁的兩端各設有1米～2米的向上翹曲的緩和曲線。採用每根梁兩端的彎曲結構可以使運動的機車受電弓平穩受電，壁免剛性梁端部對機車受電弓的碰撞，同時也能保障剛性梁的安全。
本實用新型的剛性梁相互連接採用的聯鎖接頭為各帶有連接螺栓孔的一條鋼板和一條帶有螺孔的鋁板。採用這一結構既可以使各段梁間有較高的連接強度，同時因採用了鋁材，使聯鎖接頭的載流能力得以提高。
或者本實用新型的剛性梁相互連接採用的聯鎖接頭採用帶有埋入螺母的的鋼板，特別是可以採用鋁質的埋入螺母，這種結構既可大大減小聯鎖接頭的重量，同時可加大螺孔處電流載流量。
本實用新型有如下優點1、本實用新型的懸掛裝置及所採用的懸掛方式具有較高的可靠性和穩定性，能夠適應高速機車運行的需要；2、本實用新型的兩種線夾結構較為簡單，應用效果好，安裝及維護也極為方便，特別是中間懸掛線夾以及設於梁與線夾間的塑料墊，能允許固定於其中的剛性梁自由竄動，結合相應的懸掛方式，本實用新型可以有效地解決梁發生熱脹冷縮的問題；3、本實用新型的聯鎖接頭既可將各段梁牢固地連接，又能滿足輸送電力的要求，而且其重量相對較低；4、採用在梁的兩端設置向上翹曲的緩和曲線，這種在每根梁兩端的彎曲結構可以使運動中的機車受電弓平穩受電，壁免剛性梁端部對機車受電弓的碰撞，同時也能保障剛性梁的安全。
附圖1為瑞士「F+F」公司採用的剛性梁懸掛裝置；附圖2為地鐵採用的剛性梁懸裝置；附圖3為本實用新型的固定底座主視圖；附圖4為圖3的A-A向剖面圖；圖5為圖3B-B向剖面圖；附圖6為中間懸掛線夾與絕緣子、剛性梁連接示意圖；附圖7為圖6的左視圖；附圖8為圖6的A-A向剖視圖；附圖9為錨固線夾與剛性梁、絕緣子連接示意圖；附圖10為圖9的左視圖；附圖11為圖9A-A位剖視圖；附圖12為聯鎖接頭與剛性梁連接的示意圖，它相當於附圖13中A-A向剖視圖；附圖13為聯鎖接頭與剛性梁連接剖視示意圖；附圖14為梁的端部情況示意。
具體實施方式
本實用新型的固定底座見圖3，它是由兩組角形的型鋼1a、1b和2a、2b焊接而成，其中1a和1b折邊向上，而2a和2b折邊向下，參見圖4和圖5。在角鋼1a和1b上分別有四個螺孔3，用於和錨固螺栓相配合，將底座固定於隧道頂壁上。在角鋼2a和2b上分別各開有一長孔4，用於將固定絕緣子連接板固定於底座上。在圖3中的虛線方框5為固定絕緣子的絕緣子底座，其上設置與絕緣子相連接的4個螺栓孔6和用於將其固定於固定底座的2a和2b邊上的長螺栓孔7，而且由於設置有長孔7，可以很方便地沿連接板5的縱向(即鐵道的橫方向)進行位置調整。
本實用新型的中間懸掛線夾與絕緣子、剛性梁的連接參見附圖6、附圖7和附圖8。其中的中間懸掛線夾12是由兩個相互對稱的夾持部件12a和12b及附屬部件組成。在夾持部件12a和12b上各設有放置剛性梁15的π形橫檔的槽16。在裝配狀態下，槽16與剛性梁15間墊塑料的襯墊17。根據使用的要求，在螺栓13將兩夾持部件12a和12b，以及定位連接器11固定為一體後，置於槽16內的梁15可以沿槽的縱向竄動，所設的塑料墊17既可以防止安裝時將剛性梁的表面劃傷，又可以減小梁與槽16間的磨擦，使其更容易做相對位移。在槽16的上方有用於固定兩夾持部件和定位連接器11的螺栓孔13。從圖8可見定位連接器11與夾持部件12a和12b相連接的部分為T形斷面，而在定位連接器11的兩T形斷面部分之間有設置襯環10和連接螺栓18的孔。在裝配狀態下用螺栓18將襯環10固定，由於襯環10的高度要稍大於定位連接器11的厚度，一般約大5至10毫米，在裝配固定狀態時僅是襯環10被螺栓18和絕緣子9的下底固定，而線夾則被襯環10的凸緣「提起」，因此在固定狀態下定位連接器11仍可以相對絕緣子的軸線轉動。這樣可以方便裝置的安裝和檢修。
本實用新型的錨固線夾及它與剛性梁、絕緣子的連接示意參見附圖9、附圖10和附圖11。錨固線夾20的上半部分以及定位連接器11與中間懸掛線夾12基本是相同的，但在錨固線夾20的槽16下方設有用於錨固剛性梁15的兩個螺栓孔22，孔22的位置最好是位於剛性梁15的慣性軸上。在實際應用中用螺栓21穿過螺孔22和在剛性梁15上所設的固定孔，並與置於剛性梁15內的特製螺母23配合可將剛性梁與錨固線夾20間相互固定。
本實用新型中將各段剛性梁連接固定所採用的聯鎖接頭可以是一條帶有螺孔的鋼板，由於聯鎖接頭不僅要要將兩段梁連接為一體，而且還要確保兩段梁間的導電，根據實際的試驗與計算表明如採用一塊鋼板作為聯鎖接頭，為使其有足夠的載流截面，特別是要保證在螺孔處有足夠的載流截面積，其厚度是比較大的，因此造成其重量較大，這對施工和結構而言均是不利的。因此本實用新型建議採用設有連接螺栓孔的一條鋼板和一條帶有螺孔的鋁板組合作為聯鎖接頭，通過鋁板的良好導電性保證導電，通過鋼板確保連接的剛度、和強度。
在實際應用中是將若干段剛性梁用聯鎖接頭連接在一起成為「一根梁」，再用懸掛裝置固定使用的。所用的聯鎖接頭最好使用附圖12及圖13給出的結構。附圖12是相當於從附圖13的A-A向剖視圖。附圖12給出的是本實用新型中最佳的聯鎖接頭的結構，聯鎖接頭24由一條鋼板27和分別嵌於鋼板27的螺孔25內的埋入螺母28構成。由於埋入螺母28的厚度較大，相當於增大了螺孔的截面積，也就保證了該處載流面積要求，顯然這一結構僅是在局部地方加設埋入螺母，因此其重量較小。本實用新型建議所採用的埋入螺母28最好使用鋁質材料的，這樣可以使聯鎖接頭的重量為最小。
在設置剛性梁時是根據有關規程要求確定每根剛性梁的長度。一般每根梁的長度在200米左右，現實中是用近34段6米長的梁分段接成，基本上每段梁採用一個懸掛點。本實用新型中在隧道內的各剛性梁以與線路軸線0.05～0.13度的夾角布置，參見附圖14，且在每根梁中任取一個懸掛點用錨固線夾20將梁在該點錨固，而其餘的各懸掛點均採用中間懸掛線夾12。這樣，每根梁受熱或遇冷發生膨脹或收縮時，除在錨固線夾處被約束外，在其餘各懸掛點處梁均可做相對線夾的竄動。本實用新型建議在每根梁的中點採用錨固線夾，參見附圖14中的D點，這樣梁的兩端均可自由的運動，以克服梁熱脹冷縮帶來的問題，並可有最佳的效果。
本實用新型的每根剛性梁各端部的固定情況參見附圖14。由圖可見在梁的端部有一小段向上翹曲的緩和曲線，該段緩和曲線將梁的端部抬高50至150毫米，其長度在1米～2米。這種向上翹曲的緩和曲線可以可以使運動中的機車受電弓在每根梁的端部平穩受電，壁免剛性梁端部對機車受電弓的碰撞，同時也能保障剛性梁的安全。
權利要求1.電氣化鐵道剛性接觸網的懸掛裝置，包括帶有π形結構的剛性梁、連接各段剛性梁的聯鎖接頭、將剛性梁固定於絕緣子上的線夾、絕緣子、固定底座、固定絕緣子於固定底座上的絕緣子連接板，其特徵是固定底座由在同一平面內相互垂直的四根型鋼焊接而成的矩形結構，其中的型鋼至少帶有兩個相互垂直的邊，在底痤的型鋼上設有與錨固螺栓相配合的孔，在另一組型鋼上設有固定絕緣子底座的孔，在絕緣子上固定有絕緣子底座，並通過絕緣子底座將絕緣子固定於固定底座上。
2.根據權利要求1所述的懸掛裝置，其特徵在於連接剛性梁與絕緣子的線夾有中間懸掛線夾和錨固線夾兩種，這兩種線夾均由兩個對稱的其上設有放置剛性梁π形橫檔的槽、位於該槽上方的固定螺栓孔的夾持部件，和設置於在兩夾持部件中帶有連接螺孔，部分為T形斷面的用於和絕緣子相連接的定位連接器，以及將定位連接器和兩夾持部件固定為一體的螺栓構成，在將兩夾持部件與定位連接器用螺釘固定後，被其約束的剛性梁可以相對線夾做軸向的移動，其中的錨固線夾在橫槽下方還設有用於將其與剛性梁相互固定的螺栓孔。
3.根據權利要求2所述的懸掛裝置，其特徵在於線夾與剛性梁間設有一塑料墊。
4.根據權利要求3所述的懸掛裝置，其特徵在於定位連接器的絕緣子連接孔與絕緣子連接螺栓間設有一個帶有凸緣的襯環，該襯環的高度略大於定位連接器與絕緣子相連接處的厚度。
5.根據權利要求4所述的懸掛裝置，其特徵在於由數段剛性梁用聯鎖接頭固定為一根剛性梁，且每根剛性梁的兩端各設有將端部抬高50至150毫米，長度在1米～2米的向上翹曲的緩和曲線。
6.根據權利要求5所述的懸掛裝置，其特徵在於聯鎖接頭為帶各有連接螺栓孔的一條鋼板和一條帶有螺孔的鋁板。
7.根據權利要求5所述的懸掛裝置，其特徵在於聯鎖接頭為一其上帶的埋入螺母的的鋼板。
專利摘要本實用新型公開一種與電氣化機車集電器接觸的電源線路固定裝置。本實用新型採用在同一平面內相互垂直的四根型鋼焊接而成的矩形結構的固定底座，在其上固定絕緣子底座，並通過絕緣子底座將絕緣子固定於固定底座上。這種方式可以簡化絕緣子的安裝，同時也能提高絕緣子與固定底座間的連接剛度。本實用新型採用中間懸掛線夾和錨固線夾固定剛性梁，並可使梁在中間懸掛線夾中竄動，以此可以克服梁熱脹冷縮帶來的問題。
文檔編號B61B12/02GK2659766SQ0326261
公開日2004年12月1日 申請日期2003年7月29日 優先權日2003年7月29日
發明者馬千裡, 李晉, 汪吉健, 何廷文, 田志軍, 趙瑋, 張弘, 趙阼頊 申請人:鐵道第一勘察設計院