一种用于接触网的阻尼减震装置及张力补偿装置的制作方法

本发明涉及接触网减震及抗风技术领域，特别是一种用于接触网的阻尼减震装置及张力补偿装置。

背景技术：

近年来，电气化铁路特别是高速铁路发展迅猛，为国民经济发展和大众出行提供了便利。电气化铁路采用接触网系统对列车运行提供电力。接触网索线受温度影响，会热胀冷缩，从而导致接触网空间位置发生变化，以致列车无法正常行驶。

为接触接触网索线伸缩问题，国内电气化铁路多采用坠砣式张力补偿装置。该装置主要是利用轮轴、定滑轮、动滑轮组等机械原理，将坠砣重力放大并施加到接触网索线上，使索线张力恒定，并保持线索驰度满足技术要求。从而使接触网悬挂的静力稳定性得到改善，提高了接触网运营安全性。

从静力学角度看，坠砣重力越大，接触网索线张力越大，两者之间保持静力平衡。从动力学的角度，整个接触网系统存在若干腕臂的刚体转动、索线舞动和坠砣振动的耦合问题，属于多体动力学的范畴。索线由于质量轻、阻尼小、柔性大的特点，在动荷载激励下腕臂的刚体转动极容易引发索线的大幅振动。大幅度的索线舞动又会激发坠砣剧烈的上下振动。坠砣上下振动引起附加惯性力，导致与坠砣相连的索线张力发生改变，以致索线的驰度发生显著变化，从而加重索线的舞动。综上所述，坠砣-索线-腕臂存在强烈的耦合作用，在动荷载激励下，极容易激发坠坨、索线、腕臂的强烈振动。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的：在动载荷作用下，接触网系统容易产生强烈震动的问题，提供一种用于接触网的阻尼减震装置及张力补偿装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种用于接触网的阻尼减震装置，包括腔体、推力机构、定滑轮和传动机构；所述腔体上设有用于容纳阻尼液体的容置腔，所述腔体上设有连通所述容置腔与外界的轴孔；所述推力机构可转动地安装于所述容置腔中；所述传动机构包括传动轴，所述传动轴可转动地穿过所述轴孔，所述传动轴一端位于所述容置腔中，并与所述传动机构固定相连；所述定滑轮与所述传动机构相连，用于带动所述传动轴转动。使用时，使接触网坠砣的索线与定滑轮配合，安装定滑轮和腔体，具体的，可以将定滑轮和腔体安装在输电线缆的支架上，坠砣的重力通过定滑轮作用到接触网系统上，从而实现接触网系统的张紧。在容置腔中放置阻尼液体。在动载荷的作用下，接触网系统发生震动，带动坠砣发生震动，索线产生往复运动，在索线与定滑轮之间的静摩擦力的作用下，定滑轮产生转动，带动传动轴转动，从而使得腔体中的推力机构发生转动，推力机构的转动搅动容置腔中的阻尼液体，实现震动能量的耗散。上述的阻尼减震装置的定滑轮可以用于替代现有的接触网系统连接的坠砣的定滑轮，并通过定滑轮推动容置腔中的阻尼液体移动，从而有助于震动能量的耗散，起到减震作用。

作为本发明的优选方案，所述传动机构还包括传动齿轮，所述传动齿轮的中心处与所述传动轴固定相连，所述定滑轮与所述传动齿轮啮合。通过这种结构，定滑轮的转动带动传动齿轮转动，传动齿轮的转动带动传动轴转动，进而带动推力机构转动。

作为本发明的优选方案，所述定滑轮上环设有凹槽，所述凹槽位于所述单滑轮轴线方向上的中部，所述定滑轮上包括两组滑轮齿，所述凹槽位于两组所述滑轮齿之间。使用时，可以将坠砣的索线置于凹槽中，两侧的滑轮齿同时与传动齿轮配合。

作为本发明的优选方案，还包括滑轮轴，所述腔体还设有轴承槽，所述定滑轮与所述滑轮轴固定相连，所述滑轮轴端部与所述轴承槽通过轴承相连，所述滑轮轴端部置于所述轴承槽中，并与所述轴承槽通过轴承相连。通过这种结构，使用时，只需要进行腔体的安装即可实现整个阻尼减震装置的安装，操作简便。

作为本发明的优选方案，所述推力机构包括主动齿轮，所述主动齿轮可转动地安装于所述容置腔中。使用时，主动齿轮的齿的作用类似于桨叶，通过主动齿轮的齿推动阻尼液体运动，达到耗散震动能量的作用。

作为本发明的优选方案，所述推力机构还包括从动齿轮，所述从动齿轮可转动地安装于所述容置腔中，并与所述主动齿轮啮合；在所述主动齿轮和与所述从动齿轮的中心连线的一侧，所述主动齿轮、所述从动齿轮和所述腔体内壁形成第一腔室；在所述中心连线的另一侧，所述主动齿轮、所述从动齿轮和所述腔体内壁形成第二腔室；定义所述主动齿轮与所述腔体内壁之间的最短距离为第一距离，所述从动齿轮与所述腔体内壁之间的最短距离为第二距离；所述第一距离与所述第二距离大于0，且使得所述主动齿轮和所述从动齿轮带动阻尼液体在所述第一腔室和所述第二腔室之间流动时，能够在所述第一腔室和所述第二腔室之间形成压力差。通过上述的结构，主动齿轮在转动时，带动从动齿轮转动，从而使阻尼液体在第一腔室和第二腔室之间流动。且，在阻尼液体流出的腔室中形成低压，在阻尼液体流出的腔室中形成高压，一旦在两个腔室之间形成压力差，压差会对主动齿轮和从动齿轮的继续转动形成的阻力，从而提高能量耗散的效果。

作为本发明的优选方案，还包括补液箱，所述补液箱中用于容纳阻尼液体，所述补液箱与所述第一腔室通过连接管连通，所述连接管上设有单向阀，所述单向阀允许所述补液箱中的阻尼液体流入所述第一腔室中。在使用中，可能会发生阻尼液体的损耗，若阻尼液体损耗至在第一腔室中形成了负压。则此时单向阀在压差的作用下打开，使补液箱中阻尼液体经过单向阀流入到第一腔室中，补充阻尼液体。而在第一腔室中未形成负压时，单向阀始终处于关闭状态，避免容置腔中的液体回流到补液箱中。

作为本发明的优选方案，包括两个所述腔体和两个所述推力机构；其中一个所述腔体与一个所述推力机构与所述传动轴的一侧相连，另一个所述腔体与所述推力机构与所述传动轴的另一侧相连，所述定滑轮设于两个所述腔体之间。通过上述结构，滑轮轴和传动轴两侧的受力对称，使得结构更加合理。

作为本发明的优选方案，所述腔体包括基体、第一封板和第二封板，所述第一封板、第二封板和所述基体可拆卸地相连，用于打开或封闭所述容置腔。腔体采用可拆卸的结构，便于后期的维修。

另一方面，本发明还提供了一种张力补偿装置，包括坠砣、索线和上述的阻尼减震装置，所述索线一端与所述坠砣相连，所述索线另一端用于与接触网系统相连，所述索线与所述定滑轮通过压力接触的方式配合。本发明提供的张力补偿装置，既能够在外界温度变化的情况下，为接触网系统提供稳定的张紧力，又能够在动载作用下，避免接触网系统产生过大的震动，提高安全性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过本发明提供的用于接触网的阻尼减震装置，在动载荷的作用下，接触网系统发生震动，带动坠砣发生震动，索线产生往复运动，在索线与定滑轮之间的静摩擦力的作用下，定滑轮产生转动，带动传动轴转动，从而使得腔体中的推力机构发生转动，推力机构的转动搅动容置腔中的阻尼液体，实现震动能量的耗散。上述的阻尼减震装置的定滑轮可以用于替代现有的接触网系统连接的坠砣的定滑轮，并通过定滑轮推动容置腔中的阻尼液体移动，从而有助于震动能量的耗散，起到减震作用。

2.本发明提供的张力补偿装置既可以保持接触网系统的张力相对稳定，又可以在动载作用下起到减震效果，避免坠砣剧烈震动，提高工作安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的阻尼减震装置的结构示意图。

图2是图1中v部的局部放大图。

图3是本发明实施例提供的张力补偿装置的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的阻尼减震装置(隐藏其中一个腔体的基体和第二封板)的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的阻尼减震装置(隐藏其中一个腔体以及另一个腔体的第一封板)与索线配合时结构示意图。

图6是本发明实施例提供的阻尼减震装置的容置腔中形成的第一腔室和第二腔室的示意图。

图标：1-阻尼减震装置；11-腔体；111-第一封板；112-基体；113-第二封板；114-容置腔；1141-第一腔室；1142-第二腔室；115-轴承槽；12-定滑轮；121-凹槽；13-补液箱；131-连接管；14-传动机构；141-传动齿轮；142-传动轴；15-推力机构；151-主动齿轮；152-从动齿轮；2-索线；3-坠砣。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1、图3-图6。本发明实施例提供了一种用于接触网的阻尼减震装置1，其包括腔体11、推力机构15、定滑轮12和传动机构14；所述腔体11上设有用于容纳阻尼液体的容置腔114，所述腔体11上设有连通所述容置腔114与外界的轴孔；所述推力机构15可转动地安装于所述容置腔114中；所述传动机构14包括传动轴142，所述传动轴142可转动地穿过所述轴孔，所述传动轴142一端位于所述容置腔114中，并与所述传动机构14固定相连；定滑轮12与所述传动机构14相连，用于带动所述传动轴142转动。使用时，使接触网坠砣3的索线2与定滑轮12配合，安装定滑轮12和腔体11，具体的，可以将定滑轮12和腔体11安装在输电线缆的支架上，坠砣3的重力通过定滑轮12作用到接触网系统上，从而实现接触网系统的张紧。在容置腔114中放置阻尼液体。在动载荷的作用下，接触网系统发生震动，带动坠砣3发生震动，索线2产生往复运动，在索线2与定滑轮12之间的静摩擦力的作用下，定滑轮12产生转动，带动传动轴142转动，从而使得腔体11中的推力机构15发生转动，推力机构15的转动搅动容置腔114中的阻尼液体，实现震动能量的耗散。上述的阻尼减震装置1的定滑轮12可以用于替代现有的接触网系统连接的坠砣3的定滑轮12，并通过定滑轮12推动容置腔114中的阻尼液体移动，从而有助于震动能量的耗散，起到减震作用。

进一步的，在轴孔处，可以设置密封圈，密封轴孔与传动轴142之间的连接区域，避免阻尼液体从轴孔处流出。

在本发明中，传动轴142可以与定滑轮12直接相连，即：传动轴142与定滑轮12的中心处固定相连，使定滑轮12的转动直接带动传动轴142转动。

请参阅4及图5，传动轴142也可以与定滑轮12间接相连，具体的：所述传动机构14还包括传动齿轮141，所述定滑轮12上设有与所述传动齿轮141适配的滑轮齿，传动轴142与传动齿轮141的中心处固定相连。通过这种结构，定滑轮12的转动带动传动齿轮141转动，传动齿轮141的转动带动传动轴142转动，进而带动推力机构15转动。优选的，定滑轮12上的齿数大于传动齿轮141的齿数，使得传动齿轮141对而转动角速度大于定滑轮12的转动角速度，起到增速作用。

请参阅图2，进一步的，所述定滑轮12上设有凹槽121，凹槽121位于所述定滑轮12轴线方向上的中部，所述定滑轮12上包括两组滑轮齿，所述凹槽121位于两组所述滑轮齿之间。使用时，可以将坠砣3的索线2置于凹槽121中，两侧的滑轮齿同时与传动齿轮141配合。

在本发明中，定滑轮12可以直接被安装在输电线缆支架上，也可以先将定滑轮12安装在腔体11上，再将腔体11安装在输电线缆支架上。

定滑轮12通过以下方式被安装在腔体11上：

用于接触网的阻尼减震装置1还包括滑轮轴，所述腔体11还设有轴承槽115，所述定滑轮12与所述滑轮轴固定相连，所述滑轮轴端部置于轴承槽115中，并与轴承草通过轴承相连。定滑轮12在转动时，滑轮轴相对于腔体11转动。

请参阅图6，推力机构15的结构这样设置：

所述推力机构15包括主动齿轮151，所述主动齿轮151可转动地安装于所述容置腔114中。使用使，主动齿轮151的齿的作用类似于桨叶，通过主动齿轮151的齿推动阻尼液体运动，达到耗散震动能量的作用。

进一步的，所述推力机构15还包括从动齿轮152，所述从动齿轮152可转动地安装于所述容置腔114中，并与所述主动齿轮151啮合；在所述主动齿轮151和与所述从动齿轮152的中心连线的一侧，所述主动齿轮151、所述从动齿轮152和所述腔体11内壁形成第一腔室1141；在所述中心连线的另一侧，所述主动齿轮151、所述从动齿轮152和所述腔体11内壁形成第二腔室1142；定义所述主动齿轮151与所述腔体11内壁之间的最短距离为第一距离，所述从动齿轮152与所述腔体11内壁之间的最短距离为第二距离，所述第一距离与所述第二距离这样确定：所述第一距离与所述第二距离大于0，且使得所述主动齿轮151和所述从动齿轮152带动阻尼液体在所述第一腔室1141和所述第二腔室1142之间流动时，能够在所述第一腔室1141和所述第二腔室1142之间形成压力差。通过上述的结构，主动齿轮151在转动时，带动从动齿轮152转动，从而使阻尼液体在第一腔室1141和第二腔室1142之间流动。且，在阻尼液体流出的腔室中形成低压，在阻尼液体流出的腔室中形成高压，一旦在两个腔室之间形成压力差，压差会对主动齿轮151和从动齿轮152的继续转动形成的阻力，从而提高能量耗散的效果。

进一步的，用于接触网的阻尼减震装置1还包括补液箱13，所述补液箱13中用于容纳阻尼液体，所述补液箱13与所述第一腔室1141通过连接管131连通，所述连接管131上设有单向阀，所述单向阀允许所述补液箱13中的阻尼液体流入所述第一腔室1141中。具体的，连接管131与腔体11通过螺纹实现可拆卸地相连。在使用中，可能会发生阻尼液体的损耗，若阻尼液体损耗到这样的程度：使得在第一腔室1141中形成了负压。则此时单向阀在压差的作用下打开，使补液箱13中阻尼液体经过单向阀流入到第一腔室1141中，补充阻尼液体。而在第一腔室1141中未形成负压时，单向阀始终处于关闭状态，避免容置腔114中的液体回流到补液箱13中。

进一步的，用于接触网的阻尼减震装置1中，腔体11和推力机构15的数量均为两个。其中一个所述腔体11与一个所述推力机构15与所述传动轴142的一侧相连，另一个所述腔体11与所述推力机构15与所述传动轴142的另一侧相连，所述定滑轮12设于两个所述腔体11之间。

优选的，所述腔体11包括基体112、第一封板111和第二封板113，基体112上具有贯通基体112的腔孔。第一封板111与基体112通过螺杆可拆卸相连，在连接状态下，可封闭腔孔的一端。第二封板113与基体112通过螺杆可拆卸相连，在连接状态下，可封闭腔孔的另一端。轴孔设置在第一封板111上。第一封板111上还设有用于滑轮轴穿过的通孔。

本发明实施例提供的用于接触网的阻尼减震装置1的有益效果在于：

1.定滑轮12可以用于替代现有的接触网系统连接的坠砣3的定滑轮12，并通过定滑轮12推动容置腔114中的阻尼液体移动，从而有助于震动能量的耗散，起到减震作用；

2.定滑轮12的齿数大于传动齿轮141的齿数，使传动轴142的角速度大于滑轮轴的角速度，起到增速作用，进一步提高减震效果；

3.推力机构15设置为两个互相啮合的齿轮，并在中心齿线两侧形成第一腔室1141和第二腔室1142，通过两个互相啮合的齿轮带动阻尼液体在第一腔室1141和第二腔室1142之间往复流动，利用第一腔室1141和第二腔室1142之间形成的压差进一步增加主动齿轮151和从动齿轮152的转动阻尼，进一步优化减震效果；

4.设置了补液箱13，能够弥补容置腔114中的阻尼液体损耗，使得该阻尼减震装置1可以在较长时间内具有较好的阻尼减震效果。

实施例2

请参阅图2，本发明实施例提供了一种张力补偿装置，其包括坠砣3、索线2和实施例1中的阻尼减震装置1。

其中，索线2一端与坠砣3相连，索线2另一端用于连接在接触网上，索线2与阻尼减震装置1中的定滑轮12压力接触。具体的，索线2置于定滑轮12上的凹槽121中。

使用时，坠砣3悬空设置，坠砣3的重力通过索线2和定滑轮12施加到接触网系统上，从而实现接触网系统的张紧。阻尼减震装置1的腔体11安装输电线缆的支架上。

在环境温度变化时，接触网发生热胀冷缩，但由于坠砣3的重力始终恒定，因此，接触网上的张紧力始终保持不变。

在地震或大风等动载作用下，索线2发生往复运动，带动定滑轮12正反向旋转，从而带动腔体11中的阻尼液体运动。阻尼液体造成往复运动的阻力，从而实现震动能量的耗散，起到减震的作用。

本发明实施例提供的张力补偿装置既可以保持接触网系统的张力相对稳定，又可以在动载作用下起到减震效果，避免坠砣3剧烈震动，提高工作安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。