主动式恒力碟簧电气化铁路接触网张力补偿器制造技术

主动式恒力碟簧电气化铁路接触网张力补偿器，是应用全对称镜像原理设计的无源型、直载式恒力碟簧装置。具有不受外界影响的显著特征。以其性能好、体积小、重量轻、载荷调节方便、安装维护简单的优势，可直接替代低性能的张力补偿器。同理设计的恒力、可变碟簧支吊架，除可直接取代现有的圆柱簧支吊架产品外，更可以大型化发展，满足工业需求，可广泛应用于锅炉、电站、石化、冶金等需消除热变形的设备、管线上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用碟形弹簧为储能元件的全对称力矩平衡设计方法，适用于恒力、可变支吊架的设计制造，尤指电气化铁路接触网张力补偿器。电气化铁路接触网的输电电缆因气温的变化，会使弧垂发生变化，为消除这一影响，就必须采用恒定的张力对其温差进行补偿。恒定度要求高，补偿距离长，并且要求在电缆线使用后，因磨损需进行减载调节，是张力补偿器的几项性能要求。目前应用最广泛的无源型张力补偿器是由二只定滑轮和一组水泥块构成，虽然结构简单，可以满足基本要求，性能却比较差，因为钢丝绳在滑轮上位移时的弯曲和伸直会吸收很大的能量，所以这种方式不能满足线路的更高要求。取消滑轮，直接承载是最有效的办法。日本在93年开通的新干线上采用了由圆柱簧制造的直载式恒力弹簧补偿器，虽然该产品远看似大炮，自重900多公斤(几乎和水泥块一样重)，但能使整体的线路性能得到保证。可以说代表了当前世界上无源补偿器的最新水平，但在我国尚属空白。在93年曾给铁科院下达课题作为八五攻关项目，几年过去尚未见产品问世，但从专利申报可略知发展概况。94年底天津铁三院申报了技术补偿器专利(专利号不详)，95年拉板式恒力碟簧支吊架专利申报(95.2.02822.0)98年自调式恒力碟簧支吊架专利问世(98.2.25867.4)。上述三专利均采用碟簧为弹性元件，虽然后二专利未注明是专门的张力补偿器，但也提及可以做张力补偿器。现分析如下铁三院专利和95.2.02822.0专利从本质讲是完全一样的产品。从外观看，碟簧组是固定在前压板上，前压板和固定框架焊为一体。应用四联机构的设计方法，采用了拉板结构。四联机构设计误差大，特别是在空间有限的固定框架内，即使是优良的设计，恒定度也难达到4％以内的误差，并且还存在如专利95.02.822.0所述那样“在拉杆和前压板之间有正切力”。使性能更下降。并且这二专利回转位移小，需采用线路放大才能满足大位移需求(注线路放大器就是动滑轮)。铁三院专利有垂直位移变换和减载机构。从垂直机构原理分析，当属于精密加工和良好导向才能保证其性能，否则微小的不对称、不平衡，其性能会立即降到无法接受的程度。实际上是很难做到的。而减载机构是用螺栓调节碟簧组尾部的压板，改变碟簧弹力来达到减载效果。但根据力矩平衡公式计算，其应用的碟簧弹力在10～30吨之间。就是10吨的力通过计算其力臂如能达到人旋动的程度是很长的，人又在高空，且补偿器又是浮动的，实际上是不易做到的。至于旋动后能否保证原性能就不在此话题了。采用二台串联，再加上一只放大器，整套重量500kg以上，虽减少了一只滑轮，如果把补偿器本身的误差加上去，其性能不会比水泥块更好。虽然该项专利并无实用价值，但毕竟开创了应用碟簧制造张力补偿器的先河。98年2.25867.4.专利较上述专利有了很大突破，应用三联机构的设计，理论上这种设计可以达到无误差的效果，并且可以上下位移的回转臂，增大了位移量，如采用二只串联的方法，可以达到不用放大器的效果。但是垂直位移变换，仍是难题，如采用单只，其回转臂长度又长达850mm。而且缺少减载机构，但是作为恒力碟簧支吊架而言，应是目前最高设计水平。但在作为张力补偿器而言，在结构上尚有不足。上述三项专利的共同点是回转臂相对固定框架作圆弧回转，利用水平位移量大小使恒力得到保证。是一种被动式恒力设计方案。本专利技术是提供一种全新的主动式恒力碟簧的设计原理，完全没有水平位移，误差小，减载容易，体积紧凑，重量轻，回转位移大，碟簧利用率高，安装方便的张力补偿器。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的。附图说明图1 全对称镜像设计原理图2 张力补偿器3 减载设计原理图4 减载装置5 导向件6 二支轴前压板7 张力补偿器各尺寸图8 特殊温度应用张力补偿器9 恒力碟簧支吊架立式10 可变碟簧支吊架平式11 碟簧支吊架载荷调节12 二台并联应用简图表1碟簧数据一.如图1，∠A＝∠B，∠C＝∠D，EF与O点相交，并且分别⊥AB和CD令EO·N＝FO·W，则可力矩平衡。采用全对称的镜像设计方法，使其保证恒力不断变化的主轴中心距离在结构内部，由主轴中心与滑道中心在浮动的状态下自行调节，完全不受外界影响。二.如图2，图2-1，结构上由外耳板(201)、内耳板(202)、活动前压板(203)、拉轴(204)、拉杆(205)、内回转臂(206)、外回转臂(207)、支轴(208)、主轴(209)、上载荷调节板(210)、载荷调节块(211)、载荷调节螺栓(212)、下载荷调节板(213)、滑轴(214)、滑道(215)、定轴(216)、碟簧组(217)等组成。内回转臂(206)上端与外回转臂(207)上端通过主轴(209)相固定，且二回转臂均可绕主轴(209)回转。外回转臂(207)下端通过定轴(216)与滑道(215)一端相固定，且可绕定轴(216)回转，内回转臂(206)下端，通过滑轴(214)相固定，且可绕滑轴(214)回转。滑轴(214)在滑道(215)间，可向定轴(216)方向滑动。在外回转臂(207)上端还装有通过支轴(208)与活动前压板(203)相固定，且都可绕支轴(208)回转，在内回转臂(206)上端通过拉轴(204)与拉杆(205)相固定，且可绕拉轴(204)回转。在内回转臂(206)下端还装有载荷调节块(211)等。碟簧拉杆(205)穿过活动前压板(203)与拉轴(204)相固定，当二回转臂转动时，二回转臂位移角度一致，拉轴(204)和支轴(208)沿同一水平面移动，其位移的中点与主轴(209)中心相垂直。三.载荷调节原理如图3，载荷调节是通过加长外回转臂的长度进行调节的。但是根据主动式恒力设计原则，任何离开滑轴中心(滑道中心)的不等距离都会因此影响恒定度。为此专门设计了利用等腰三角形边长相等的方法加以解决。相当于将滑轴直径加大。在滑轴中心A点到需伸长点B′的中点取B点，AB作AC作C点，∠BAC由回转角度定。以A点为中心，作 ，这样无论在什么角度，与A点的距离不变，恒定度也不变。在 的中线，以A点为轴向，设一调节螺栓，通过螺栓，同时调节AB、AC的长度，就可进行调节。结构如图4，在动回转臂(206)的下端，焊有上载荷调节板(210)，下载荷调节板(213)，在上下载荷调节板(210，213)之间装有载荷调节块(211)，载荷调节块二侧各有一弧形槽，钢丝绳嵌入槽内。载荷调节螺栓(212)穿过下载荷调节板(213)与载荷调节块(211)的螺纹旋合，再穿过上载荷调节板(210)用螺帽锁定。正常运行时，钢丝绳虽由载荷调节块(211)弧形槽引出，但需通过滑轴(214)对外承载。需调节时，旋动载荷调节螺栓(212)，载荷调节块(211)在滑道(401)的引导下，向滑轴(214)移动。当二圆心重合时，调节完毕。此时，钢丝绳由滑轴(214)承载改载荷调节块(211)弧形槽承载。加粗滑轴(214)直径，相当于延长内回转臂(206)的长度。如需恢复正常，仅需再次调节，将钢丝绳直接以滑轴(203)原半径为支持点即可。当内回转臂(206)进行回转时，钢丝绳在全过程中均无位移，仅与圆周作相切运动。四.顺水行舟的导向方式，如图5，碟簧组的导向件(502)前端穿过活动前压板(203)(图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
主动式恒力碟簧电气化铁路接触网张力补偿器，应用全对称镜像原理进行设计。产品由内回转臂（２０６）、外回转臂（２０７）、活动前压板（２０３）、主轴（２０９）、滑道（２１５）、载荷调节块（２１１）、拉杆（２０５）等组成。外回转臂（２０７）上端 通过主轴（２０９）和内回转臂（２０６）上端相固定，二回转臂均可绕主轴（２０９）回转。外回转臂（２０７）下端通过定轴（２１６）与滑道（２１５）一端相固定，且可绕定轴（２１６）回转。内回转臂（２０６）下端通过滑轴（２１４）在滑道（２１５）另一端固定，且可绕滑轴（２１４）回转，滑轴（２１４）在滑道（２１５）内向定轴（２１６）方向滑动，在内回转臂（２０６）下端，还装有载荷调节块（２１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛新悦，
申请(专利权)人：毛新悦，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]