专利名称：电力机车高速受电弓用风动翼片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种电力机车受电弓用风动翼片，尤其是一种装设于受电弓弓头的前部和后部，当电力机车时速达200km/h以上时，仍可使受电弓动态接触压力变化幅度减小，高速下受流稳定，具有良好的跟随性能。
背景技术：
弓网关系是高速电气化铁路关键技术之一，为了保证列车安全行驶。要求受电弓和接触网线必须有良好的跟随性。具体衡量指标为动态接触压力稳定，离线率低。这是因为动态接触压力大会导致接触网线抬升过高，加速了网线的疲劳损坏，受电弓滑板机械磨耗增加，网线抬升过高时易导致弓网故障的发生；而动态接触压力小则会导致受电弓离线率增加，滑板电磨耗剧烈，受流不稳定，甚至影响到机车的正常运行。
目前公知的高速铁路弓网关系的解决方案，主要是采用主动控制受电弓，即，通过装设在弓头的传感器将测得的动态接触压力反馈到控制系统，然后驱动执行机构，调节接触压力。但是，这种结构的受电弓需安装在特定的机车并运行在特定的线路上，适用范围受到限制，而且控制系统的设定参数采集亦有一定的难度，对控制系统的精度要求较高，因此，上述主动控制受电弓的制造、维护成本均较高。
本设计人根据多年来在本领域的经验和知识积累，为克服公知技术存在的上述缺陷，经过艰苦的研发，终于开发出本实用新型的结构简单，性能稳定，成本低的电力机车高速受电弓用风动翼片。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种在现有高速受电弓的基础上，在受电弓弓头增设风动翼片，从而可有效地减少高速运行中空气动力的影响，稳定受电弓的动态接触压力的电力机车高速受电弓用风动翼片。
为此，本实用新型的一种电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述风动翼片包括一前风动翼片，一后风动翼片，该前、后风动翼片分别具有一横截面两侧翻边呈浅U型的有效迎风面，沿该有效迎风面的长度方向设有安装部，该安装部的上表面与有效迎风面的上表面间弯折呈一锐角夹角；所述前、后风动翼片分别固定在受电弓弓头的前部和后部。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述前、后风动翼片至少其中之一的有效迎风面的横截面上设有至少一个折弯部，该折弯部构成风动翼片有效迎风面的加强部。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述加强部贯通风动翼片有效迎风面的长度方向设置。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述前、后风动翼片至少其中之一的有效迎风面沿其长度方向设有至少一条加强筋。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，上述前、后风动翼片中，其中一个风动翼片的有效迎风面面积大于另一风动翼片的有效迎风面面积。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述一个风动翼片的有效迎风面的宽度大于另一个风动翼片的有效迎风面的宽度，该两风动翼片的有效迎风面长度相等。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述前、后风动翼片的安装部上设有与受电弓弓头支架相配合的安装长槽。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述前、后风动翼片安装部的上表面与有效迎风面上表面间的夹角为18°～22°。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述前、后风动翼片为由高强度轻合金板材构成的风动翼片。
如上所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其中，所述安装部的横截面两侧翻边呈浅U型。
本实用新型提出的高速受电弓用风动翼片制造工艺简单，极易实现。由于风动翼片在横向两侧翻边成浅U型，纵向折弯成一定的角度，可以对高速运行的电力机车受电弓所受的气流有特定的导向作用。平衡气流对受电弓所产生的浮力。
此外，安装在受电弓弓头两侧的前、后翼片的安装部结构与受电弓弓头支架相配合，从而保证了受电弓前后滑板接触力分配均匀。使受电弓在不同的运动方向下具有非常接近的接触压力，满足电力机车双向行驶需要。
通过试验测试，采用本实用新型的电力机车高速受电弓用风动翼片，在电力机车高速运行中，动态接触压力始终在设定要求的范围内。受电弓离线率小，与接触网线具有良好的跟随性。
图1A是本实用新型提出的电力机车高速受电弓用风动翼片的前风动翼片的主视示意图；图1B是本实用新型的前风动翼片的俯视示意图；图1C是本实用新型的前风动翼片的左视示意图；图2A是本实用新型提出的电力机车高速受电弓用风动翼片的后风动翼片的主视示意图；图2B是本实用新型的后风动翼片的俯视示意图；图2C是本实用新型的后风动翼片的左视示意图；图3是本实用新型提出的电力机车高速受电弓用风动翼片组装在DSA受电弓的结构示意图；图3A是图3中A处的局部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型提出的具体结构作进一步描述。
如图1、2所示，本实用新型提出的电力机车高速受电弓用风动翼片，包括一前风动翼片1，一后风动翼片2，该前、后风动翼片1、2分别具有一横截面两侧翻过呈浅U型的有效迎风面11、21，沿该有效迎风面的长度方向设有安装部12、22，该安装部的上表面与有效迎风面的上表面间弯折呈一锐角夹角α，在本实施例中，上述夹角α可为18°～22°。
所述前、后风动翼片1、2通过安装部12、22设置的与受电弓弓头3的支架相配合的安装长槽13、23分别固定在受电弓弓头3的前部和后部，请配合参见图3、图3A。
上述前、后风动翼片1、2中，其中一个风动翼片的有效迎风面面积大于另一风动翼片的有效迎风面面积。且一个风动翼片的有效迎风面的宽度大于另一个风动翼片的有效迎风面的宽度，该两风动翼片的有效迎风面长度相等。
其中，为了提高风动翼片1、2的强度，在上述前、后风动翼片至少其中之一的有效迎风面11、21的横截面上设有至少一个折弯部，该折弯部构成风动翼片有效迎风面的加强部14。所述加强部14部贯通风动翼片有效迎风面的长度方向设置，根据需要该加强部14亦设置为贯通整个风动翼片的长度方向。在本实施例中，由于前风动翼片1的有效迎风面11的面积大于后风动翼片2的有效迎风面21的面积，且前风动翼片1的有效迎风面11的宽度大于后风动翼片2的有效迎风面21的宽度，因此，前风动翼片1的有效迎风面11设置了两个加强部14，该加强部14由风动翼片有效迎风面板体向上折弯形成的凸起部构成。可根据各风动翼片的规格、强度要求，设定该加强部14的数量。此外，在本实施例中设定为两风动翼片的有效迎风面长度相等。
另一可行的实施例是，上述前、后风动翼片1、2至少其中之一的有效迎风面沿其长度方向设有至少一条加强筋(图中未示出)，从而达到提高风动翼片强度的目的。
本实用新型的前、后风动翼片1、2可由高强度轻合金板材构成。
本实用新型工作原理是风动翼片1、2在横向两侧翻边成浅U型，纵向具有折弯成一定的角度安装部12、22。所述安装部上开设有为将风动翼片安装在现有受电弓弓头支架上的安装长槽13、23。该安装长槽13、23可根据安装位置和安装方式不同而设置，其与受电弓弓头支架相配合，以保证风动翼片与弓头的可靠连接。安装后，所述安装长槽13、23处于水平状态，风动翼片有效迎风面11、21即倾斜至设定的角度，U型有效迎风面朝上。该结构可以对气流有特定的导向作用。减少气流对受电弓所产生的上浮力，从而极大程度地平衡空气浮力对动态接触压力的影响。
如图1C、2C所示，在本实施例中，前、后风动翼片的有效迎风面宽度不同，这是因为受电弓在以不同的方向行驶时，动态接触压力变化的幅度不相同。前、后风动翼片有效迎风面积的不同，可使电力机车在双向行驶时受电弓具有非常接近的动态接触压力。
如图3所示，前、后风动翼片1、2通过安装部的长槽13、23及螺栓固定在弓头3的支架上，在本实施例中，为使安装部与弓头支架连接牢固，将风动翼片1、2的横截面两侧设置成浅U型边缘，即，所述有效迎风面11、21及安装部12、22的两侧均具有浅U型边缘。所述安装部12、22的浅U型边缘正好镶到弓头支架的外轮廓卡住，然后用螺栓紧固。安装后的前、后风动翼片其有效迎风面11、21(工作面)与水平面倾斜至设定角度α，在本实施例中该角度α可为18°～22°。这样在电力机车高速行驶过程中，(弓头在上下往复振动)可以有效地改善气流对弓头的作用力，减小由于空气动力所导致的受电弓对网线接触压力的增加，使动态接触压力始终稳定在一定的范围内，保证受电弓与网线良好的接触。
为了进一步提高本实用新型风动翼片在减小受电弓动态接触压力变化的功能，通常应根据装设的电力机车空气动力学特性的差异反复试验，确定风动翼片有效迎风面11、21的结构尺寸为，长度55～65mm；材料厚度1.5～2mm；宽度前风动翼片70～80mm，后风动翼片45～55mm；有效迎面上表面与安装部上表面间的折弯角度α18°～22°。
由于将本实用新型的风动翼片1、2安装在受电弓弓头前后两侧，在机车不同的行驶方向下对气流起到了导向作用，通过调整运行中空气的上浮力，将动态接触压力稳定在一定的范围内，前后翼片外型尺寸设计的差异保证了受电弓前后滑板接触力分配均匀。满足高速受流的要求。
惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等同变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1.一种电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述风动翼片包括一前风动翼片，一后风动翼片，该前、后风动翼片分别具有一横截面两侧翻边呈浅U型的有效迎风面，沿该有效迎风面的长度方向设有安装部，该安装部的上表面与有效迎风面的上表面间弯折呈一锐角夹角；所述前、后风动翼片分别固定在受电弓弓头的前部和后部。
2.如权利要求1所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述前、后风动翼片至少其中之一的有效迎风面的横截面上设有至少一个折弯部，该折弯部构成风动翼片有效迎风面的加强部。
3.如权利要求2所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述加强部贯通风动翼片有效迎风面的长度方向设置。
4.如权利要求1所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述前、后风动翼片至少其中之一的有效迎风面沿其长度方向设有至少一条加强筋。
5.如权利要求1至4任一项所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于上述前、后风动翼片中，其中一个风动翼片的有效迎风面面积大于另一风动翼片的有效迎风面面积。
6.如权利要求5所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述一个风动翼片的有效迎风面的宽度大于另一个风动翼片的有效迎风面的宽度，该两风动翼片的有效迎风面长度相等。
7.如权利要求5所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述前、后风动翼片的安装部上设有与受电弓弓头支架相配合的安装长槽。
8.如权利要求5所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述前、后风动翼片安装部的上表面与有效迎风面上表面间的夹角为18°～22°。
9.如权利要求5所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述前、后风动翼片为由高强度轻合金板材构成的风动翼片。
10.如权利要求5所述的电力机车高速受电弓用风动翼片，其特征在于所述安装部的横截面两侧翻边呈浅U型。
专利摘要一种电力机车高速受电弓用风动翼片，该风动翼片包括一前风动翼片，一后风动翼片，该前、后风动翼片分别具有一横截面两侧翻边呈浅U型的有效迎风面，沿该有效迎风面的长度方向设有安装部，该安装部的上表面与有效迎风面的上表面间弯折呈一锐角夹角；该前、后风动翼片分别固定在受电弓弓头的前部和后部。本实用新型的高速受电弓用风动翼片制造工艺简单，极易实现。由于风动翼片在横向两侧翻边成浅U型，纵向折弯成一定的角度，可以对高速运行的电力机车受电弓所受的气流有导向作用，平衡气流对受电弓所产生的浮力；安装在受电弓弓头两侧的前、后翼片的安装部结构与弓头支架相配合，保证了受电弓前后滑板接触力分配均匀，满足电力机车双向行驶需要。
文档编号B60L5/20GK2782465SQ200420118148
公开日2006年5月24日 申请日期2004年11月23日 优先权日2004年11月23日
发明者马君, 苏安社, 王满 申请人:北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司