电气化铁路接触网检修专用工具的制作方法

本发明专利涉及一种电气化铁路日常检修维护用工具，特别是一种电气化铁路接触网检修专用工具。

背景技术：

电气化铁路具有运输能力大、列车行驶速度快、消耗能源少、运营成本低、工作条件好等优点，近年来，随着我国电气化铁路的高速发展，特别是高速铁路的迅猛发展，中国电气化铁路总里程已经跃升为世界第一位。电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电能，送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备，沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，支柱上面设置有悬在轨道上方的腕臂，承力索固定在腕臂上，再把金属导线分段通过多根竖直的吊弦悬挂在承力索上，从而构成接触网；接触网也可以被看作是电气化铁路的动脉，电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。

电气化铁路目前已经成为国民经济和世界经济发展的基本保证，为保证电气化铁路安全可靠的运行，鉴于铁路列车不间断运行的特点，对接触网的检修工作只能在预先审批过且很短的时间段内完成，以不影响列车的运行，所以对作为电气化铁路动脉的接触网检修工作尤为重要；电气化铁路接触网的检修工作包括对失效的腕臂进行更换、对磨损的金属导线部分进行更换、对金属导线的拉出值进行调整和校正等；而更换腕臂时首先要把承力索施加在腕臂上的几百公斤力甚至几千公斤力的拉力释放，同时要保证金属导线的正常架设状态；更换部分受损金属导线时，由于金属导线承受的张力非常大，达到数千公斤力，所以更换部分金属导线时需要通过紧线夹头把金属导线的两端固定，使该段金属导线所受的张力释放；根据金属导线的受力和使用运行情况，需要对金属导线的拉出值进行调整和校正，调整和校正金属导线的拉出值时，必须对金属导线施加一个垂直于金属导线的一个侧向力，使金属导线作用在的定位线夹上的力松弛后，再调整定位线夹的位置。

但是由于电气化铁路线路里程长、而且处于偏远的野外地区，铁路路况复杂、铁路路线起伏和盘旋，同时金属导线受力复杂，不同区域的金属导线受力不同，腕臂更换、金属导线收紧、调整校正金属导线的拉出值需要使用不同的工具，缺乏专用工具，而且更换难度大，工作效率低。为此，必须研制一套电气化铁路接触网检修的综合专用工具，能实现对受损失效的腕臂拆装更换、对金属导线拉出值调整及校正、对承力索及导线收紧，以提高电气化铁路接触网检修的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的就是设计一种电气化铁路接触网检修专用工具，可以对电气化铁路接触网上受损失效的腕臂拆装更换、对金属导线拉出值调整及校正、对承力索及金属导线收紧，从而提高电气化铁路接触网检修的工作效率。

本发明的技术方案是，电气化铁路接触网检修专用工具，包括液压撑拉杆和机械撑拉杆，其特征是：所述液压撑拉杆包括底座、立柱、液压油路块、操纵手柄、液压丝杠，底座置于作业车升降平台上，立柱垂直固定连接在底座上，在立柱的中部固定设置有带换向阀的液压油路块，在液压油路块上设置有液压操纵手柄，在立柱的上端刚性连接有液压丝杠，液压丝杠通过液压软管与液压油路块连接形成液压回路；在液压丝杠与立柱的连接部分设置有液压丝杠转位机构；在液压丝杠的伸缩杆的端部设置有顶拉连接器；

所述机械撑拉杆包括支柱夹头、多孔调节杆、机械丝杠，机械丝杠的伸缩端与多孔调节杆的一端固定连接，多孔调节杆的另一端与支柱夹头连接，机械丝杠的另一端设置有连接金属导线或者承力索的勾环；在支柱夹头内设置有使机械撑拉杆卡持在支柱上的夹头收紧机构；

液压丝杠的固定端和立柱上端的结构相配，液压丝杠的固定端与立柱通过两个可拆卸的销钉固定连接；在立柱上端与液压丝杠连接处设置有三个销孔，三个销孔呈等腰直角三角形分布，其中三角形的一个直角边为水平方向，三角形的另一个直角边垂直于地面并通过立柱的轴线；在液压丝杠与立柱连接处沿液压丝杠的轴线设置有两个与立柱上的三个销孔孔径相配的销孔，液压丝杠上的两个销孔的孔距分别与立柱上水平方向布置的两个销孔的孔距及垂直布置的两个销孔的孔距相同；所述两个可拆卸销钉、所述液压丝杠上的两个销孔和所述立柱上的三个销孔构成所述液压丝杠转位机构；

机械撑拉杆的多孔调节杆与支柱夹头通过螺纹连接，在多孔调节杆与支柱夹头连接的一端设置有外螺纹；支柱夹头是由两个夹持臂、夹头底板和收紧器组成，支柱夹头的两个夹持臂活动铰接在夹头底板的两侧形成夹持钳口，收紧器位于钳口内，收紧器的两侧分别活动铰接有拉杆，收紧器的中心设置有与多孔调节杆端部外螺纹相配的内螺纹，多孔连接杆的带外螺纹的一端穿过夹头底板中央的螺杆过孔后与收紧器中央的内螺纹连接，在多孔连接杆上设置有轴向挡圈，轴向挡圈卡持在夹头底板相邻收紧器的一侧，在多孔连接杆上夹头底板的另一侧设置有支柱夹头的轴向定位台阶，使支柱夹头可绕多孔连接杆的轴线做周向转动，收紧器两侧的拉杆分别与两侧的夹持臂活动铰接形成夹头收紧机构；

所述顶拉连接器的端部为U型槽，在U型开口端设置有锁销；

在液压丝杠的固定端端部设置有尾端连接器，所述尾端连接器的端部为U型槽，在U型开口端设置有锁销；

在液压丝杠与顶拉连接器之间设置有加长杆；

所述液压撑拉杆用于单向收紧金属导线或者承力索时还包括两根拉线，其中，一根拉线的一端连接在液压丝杠固定端端部的尾端连接器上，另一根拉线的一端连接在立柱下端，两根拉线的另一端拉直后连接在固定设置在升降平台上的固定端上。

本发明的优点是：解决了电气化铁路接触网检修时缺乏有效工具的问题，所设计的组合工具可同时满足腕臂拆装更换、对金属导线拉出值调整及校正、对承力索及导线收紧等多种需求，工具简单、实用，使用方便，从而提高电气化铁路接触网检修的工作效率。

附图说明

图1：液压撑拉杆结构示意图；

图2：机械撑拉杆结构示意图；

图3：液压撑拉杆双向收紧金属导线示意图；

图4：液压撑拉杆单向收紧金属导线示意图；

图5：更换腕臂主视图；

图6：更换腕臂俯视图；

图7：机械撑拉杆调整和校正金属导线的拉出值示意图；

图8：液压撑拉杆调整和校正金属导线拉出值示意图；

图中：1-底座；2-立柱；3-液压油路块；4-换向阀；5-操纵手柄；6-销钉A；7-销钉B；8-液压丝杠；9-加长杆；10-顶拉连接器；11-液压软管；12-支柱夹头；13-多孔调节杆；14-机械丝杠；15-勾环；16-金属导线；17-紧线夹头；18-拉线；19-固定端；20-升降平台；21-腕臂；22-承力索；23-支柱；24-吊弦；100-液压撑拉杆；200-机械撑拉杆；

具体实施方式

电气化铁路接触网检修专用工具，包括液压撑拉杆100和机械撑拉杆200两部分，液压撑拉杆100和机械撑拉杆200配合使用，也可分开单独使用；液压撑拉杆100为一套，机械撑拉杆200为一套或者多套。

如图1所示，所述液压撑拉杆100是由底座1、立柱2、液压油路块3、操纵手柄4、液压丝杠8和顶拉连接器10组成，铰链式底座1置于作业车升降平台20上，立柱2垂直固定连接在底座1上，在立柱2的中部固定设置有带有换向阀4的液压油路块3，在液压油路块3上设置有液压操纵手柄5，在立柱2的上端刚性连接有液压丝杠8，液压丝杠8通过液压软管11与液压油路块3连接形成液压回路；在液压丝杠8与立柱2的连接部分设置有液压丝杠转位机构，液压丝杠转位机构使液压丝杠8与立柱2的方向一致或者相互垂直；在液压丝杠8的伸缩杆的端部通过螺纹固定连接有顶拉连接器10，顶拉连接器10的端部为U型槽，在U型开口端设置有锁销；在液压丝杠8的固定端端部也设置有尾端连接器，尾端连接器的结构与顶拉连接器10的结构相同，所述尾端连接器的端部为U型槽，在U型开口端设置有锁销，尾端连接器用于在水平方向连接紧线夹头17、拉线18或者勾环15；为了增加液压丝杠8的长度，可以在承力索22和金属导线16之间结构高度较大处所使用，在液压丝杠8与顶拉连接器10之间设置有加长杆9，加长杆9分别与液压丝杠8的伸缩端及顶拉连接器10之间通过螺纹固定连接；

液压丝杠8的固定端和立柱2上端的结构相配，液压丝杠8的固定端与立柱2通过两个可拆卸的销钉A 6和销钉B 7固定连接；在立柱2上端与液压丝杠8连接处设置有三个销孔，三个销孔呈等腰直角三角形分布，其中三角形的一个直角边为水平方向，三角形的另一个直角边垂直于地面并通过立柱2的轴线；在液压丝杠8与立柱2连接处沿液压丝杠8的轴线方向设置有两个与立柱2上的三个销孔孔径相配的销孔，液压丝杠8上的两个销孔的孔距分别与立柱2上水平方向布置的两个销孔的孔距及垂直布置的两个销孔的孔距相同；所述两个可拆卸销钉、所述液压丝杠8上的两个销孔和所述立柱2上的三个销孔构成所述液压丝杠的转位机构；液压丝杠8上的一个销孔与立柱2上的一个水平方向布置的销孔相配形成一组销孔，液压丝杠8上的另一个销孔与立柱2上水平布置的另一个销孔相配形成另一组销孔，两个可拆卸的销钉(销钉A 6和销钉B 7)分别插入液压丝杠8上的两个销孔与立柱2上的水平方向布置的两个销孔分别相配形成的两组销孔中，如图1所示，液压丝杠8与立柱2相互垂直，液压丝杠8处于水平方向；

利用液压丝杠转位机构可以转换液压丝杠8的位置，如要把液压丝杠8从图1所示的与立柱2垂直的位置转换为图5所示的与立柱2为同一轴向位置时，先把可拆卸销钉A 6和销钉B 7拆下(销钉B 7也可以不拆下来)，再把液压丝杠8向上旋转90度，使液压丝杠8的轴线与立柱2的轴线重合，使液压丝杠8上的两个销孔与立柱2上垂直布置的两个销孔分别相配对形成两组销孔，再把两个可拆卸的销钉A 6和销钉B 7分别插入液压丝杠8上的两个销孔与立柱2上的两个垂直方向布置的两个销孔分别相配形成的两组销孔中，液压丝杠8与立柱2在同一轴向方向，液压丝杠8垂直于地面。

液压撑拉杆100的主要零部件均是用高强度铝合金制成，具有重量轻、输出力大，操作方便、安全可靠、快捷省力的特点。

如图2所示，所述机械撑拉杆200是由支柱夹头12、多孔调节杆13、机械丝杠14和勾环15组成，机械丝杠15的伸缩端与多孔调节杆13的一端通过焊接或者螺纹连接的方式固定连接，多孔调节杆13的另一端与支柱夹头12通过螺纹和挡圈连接，机械丝杠14的另一端通过螺栓或者螺纹连接的方式固定刚性连接有勾环15，勾环15的形状与金属导线16和承力索22的横截面形状相配，使用时勾环15卡持在金属导线16或者承力索22上，对金属导线16或者承力索22进行侧向水平撑拉；机械撑拉杆200与液压撑拉杆100配合使用调整金属导线16的拉出值时，也可以把勾环15连接在液压撑拉杆100的液压丝杠8端部的尾端连接器上，勾环15勾在尾端连接器上的U型槽与锁销构成的环中；多孔调节杆13用于调整机械撑拉杆200的长度，支柱夹头12卡持在支柱23上，支柱夹头12的钳口形状与支柱23的截面形状相适配，通过设置在支柱夹头12内的夹头收紧机构使机械撑拉杆200卡持在支柱23上；在机械丝杠15上设置有手动的操作杆，转动手动操作杆时机械丝杠15的伸缩端伸缩，通过机械丝杠15的伸缩使机械撑拉杆200的长度变化，从而对金属导线16或者承力索22进行侧向水平撑拉；

机械撑拉杆200的多孔调节杆13与支柱夹头12通过螺纹连接，在多孔调节杆13与支柱夹头12连接的一端设置有外螺纹，支柱夹头12可绕多孔连接杆13做周向转动；支柱夹头12是由两个夹持臂、夹头底板和收紧器组成，支柱夹头12的两个夹持臂活动铰接在夹头底板的两侧形成夹持钳口，收紧器位于钳口内，收紧器的两侧分别活动铰接有拉杆，收紧器的中心设置有与多孔调节杆13端部外螺纹相配的内螺纹孔，多孔连接杆13的带外螺纹的一端穿过夹头底板中央的螺杆过孔后与收紧器中央孔内的内螺纹连接，在多孔连接杆13上设置有轴向挡圈，轴向挡圈卡持在夹头底板相邻收紧器的一侧，在多孔连接杆13上夹头底板的另一侧设置有支柱夹头12的轴向定位台阶，使支柱夹头12可绕多孔连接杆13的轴线做周向转动，夹头底板随同支柱夹头12转动而不做轴向移动，收紧器两侧的拉杆分别与两侧的夹持臂活动铰接形成夹头收紧机构；转动支柱夹头12，支柱夹头12绕多孔连接杆的轴线旋转，收紧器通过螺纹在多孔调节杆13上轴向移动，带动起两侧的拉杆移动从而使支柱夹头12两侧的夹持臂收紧或者张开；支柱夹头12两侧的夹持臂收紧后形成的钳口形状与支柱23的外形相配，旋转支柱夹头12使收紧器继续收紧，从而使支柱夹头牢固的卡持在支柱23上。

机械撑拉杆200中，除机械丝杠15采用优质碳素钢，其余零部件均采用高强度铝合金制成，总重量轻。机械撑拉杆200既可以配合液压撑拉杆100使用，也可以单独使用。机械撑拉杆200主要功能是从水平方向顶拉承力索22和金属导线16。

下面结合液压撑拉杆100和机械撑拉杆200实现多功能应用实施例的操作过程，对本专利做进一步说明。

一、拆卸或者更换腕臂：

如图5、图6所示，拆卸或者更换腕臂可同时使用一个液压撑拉杆100和两个机械撑拉杆200作为复合工具进行操作，在铁路线旁边沿线架设着一排工字钢制作的支柱23，支柱23上面设置有悬在轨道上方的腕臂21，通过一根斜拉杆对腕臂21进行加固，承力索22固定在腕臂21上，再把金属导线16分段通过多根竖直的吊弦24悬挂在承力索22上，需要更换腕臂21，必须先把腕臂21上承载承力索22的拉力释放，并保证承力索22和金属导线16受到临时支撑。

拆卸或者更换腕臂的操作步骤如下：

(1)将轨道车作业升降平台20置于要更换的腕臂21正下方，将作业车升降平台20升起至一定高度；

(2)液压撑拉杆100的液压丝杠8调整到与立柱2同轴线，即液压丝杠8垂直地面，将液压撑拉杆100的液压丝杠8竖起置于要顶起的金属导线16或者承力索22正下方；

(3)用其中一根机械撑拉杆200一端的勾环15将承力索22拉住，另一端的支柱夹头12夹紧支柱23的侧面；用另一根机械撑拉杆200一端的勾环15将金属导线16拉住，另一端支柱夹头12把支柱23的侧面夹紧；转动机械丝杠15上的手动操作杆，使机械丝杠15的伸缩端伸缩，通过机械丝杠15的伸缩使机械撑拉杆200的长度变化，从而对金属导线16或者承力索22进行侧向水平撑拉；(本步骤对铁路直线区段可不用)

(4)摇动液压撑拉杆100上的操纵手柄5使液压丝杠8伸出，液压丝杠8端部的顶拉连接器10顶住承力索22，继续摇动操纵手柄5使腕臂21不受力(卸载)；如果液压丝杠8的运动方向不是所需方向，则调整换向阀4使液压回路换向，改变液压丝杠8的运动方向；(注意所顶撑的部位应不影响拆卸腕臂21)

(5)拆卸或更换腕臂21。

二、收紧金属导线或者承力索：

如图3所示为液压撑拉杆100用于双向收紧金属导线16的示意图，如图4所示为液压撑拉杆100单向收紧金属导线16示意图。收紧金属导线16或者承力索21，需要使用液压撑拉杆100和紧线夹头17，紧线夹头17的一端夹持在金属导线16或者承力索21上，紧线夹头17的另一端连接在液压丝杠8的顶拉连接器10或者尾端连接器上，液压丝杠8收缩变短从而拉动金属导线16或者承力索21收紧。

收紧承力索22或金属导线16的操作方法：

(1)将作业升降平台20升起至适当高度，调整销钉A6和销钉B7的安装位置，使液压丝杠8处于水平状态并固定；

(2)如图3所示，如果双向收紧金属导线16，在金属导线16的适当位置安装紧线夹头17，先将液压丝杠8的伸缩杆按需要长度伸出，并将两个紧线夹头17分别连接在液压丝杠8伸缩端端部的顶拉连接器10和固定端端部的尾端连接器上；紧线夹头17通过连接线连接在顶拉连接器10和尾端连接器上U型槽与锁销构成的环上；

如图4所示，如果一个方向收紧金属导线16，应事先于受力反方向在液压撑拉杆100上连接两根拉线18，其中，一根拉线18的一端连接在液压丝杠8固定端端部的尾端连接器上，另一根拉线18的一端连接在立柱2下端的拉环上，两根拉线18的另一端拉直后连接在固定设置在升降平台20上的固定端19上；

(3)调整换向阀4，摇动操纵手柄5使液压丝杠8的收缩，液压丝杠8的长度变短从而拉紧金属导线16；

图3和图4中为双向和单向收紧金属导线16，使用上述同样的方法，液压撑拉杆100也可以双向和单向收紧承力索22。

三、对金属导线的拉出值调整或者校正：

如图7所示为机械撑拉杆调整金属导线拉出值示意图，支柱23上面设置有悬在轨道上方的腕臂21，通过一根斜拉杆对腕臂21进行加固，承力索22固定在腕臂21上，金属导线16分段通过多根竖直的吊弦24悬挂在承力索22上，由于金属导线16和承力索21除了自身长度方向的拉力外，还受到侧向拉力或者推力，特别是在有弯度的路段，承力索21和金属导线16承受的侧向力更为复杂，线路检修时，金属导线16的拉出值根据使用情况进行调整或者校正。调整和校正金属导线的拉出值时，需要把金属导线16上承受的侧向力松弛，再调整金属导线16的定位器线夹位置。

使用机械撑拉杆200调整或者校正金属导线16拉出值的操作方法如下：

(1)先用机械撑拉杆200一端的支柱夹头12夹住支柱23的翼缘，再用另一端的勾环15勾住金属导线16；

(2)松开定位器线夹。

(3)转动机械丝杠15的手动操作杆，转动手动操作杆时机械丝杠15的伸缩端伸缩，通过机械丝杠15的伸缩使机械撑拉杆200的长度变化，将金属导线16拉或顶至适当的位置；

(4)拧紧定位器线夹，反向转动操作杆，机械撑拉杆200卸载松弛；

图8所示为使用液压撑拉杆100调整或者校正金属导线16的拉出值示意图；

使用液压撑拉杆100调整或者校正金属导线16的拉出值的操作方法如下：

(1)将作业升降平台20升至适当高度，竖起液压撑拉杆100并将液压丝杠8调整为水平状态；

(2)将液压撑拉杆100放置于金属导线16一侧并将液压丝杠8顶端的顶拉连接器10与金属导线10连接，金属导线16卡持在顶拉连接器10端部的U型槽中，插上锁销固定；

(3)在受力的反方向安装机械撑拉杆100，把机械撑拉杆100的支柱夹头12卡持在支柱23上，把机械撑拉杆100的勾环15连接在液压丝杠8固定端端部的尾端连接器上的U型槽与锁销形成的环上，通过机械丝杠15将机械撑拉杆100调整适当尺寸；

(4)卸掉定位器线夹并摇动操纵手柄5，使液压丝杠8伸缩，从而将金属导线16拉回或顶出，使拉出值达到规定数值；

(5)拧紧定位器线夹，操作换向阀4换向，摇动操纵手柄5，液压撑拉杆100和机械撑拉杆200卸载松弛。