[发明专利]一种单滑板高速受电弓

说明书

本发明公开了一种单滑板高速受电弓，包括：下臂、下拉杆下端分别经铰接点A、B铰接在底框架上；下臂、下拉杆上端分别经铰接点C、D与上框架后端铰接；上框架前端经铰接点E与连接杆铰接，该上框架前端设弓头；还包括：一端经铰接点F与下臂上端铰接的应力突变缓冲式弓头平衡杆，其另一端经铰接点G与连接杆铰接；各铰接点间长度比例关系为：AB段：BD段：CD段：AC段＝716：1160：288：1590，其中CD段与CE段之间的夹角处于155°～170°；底框架整体呈前低后高设置，与水平面之间的夹角α为3°～4°，下臂在受电弓处于落弓位时的闭口方向的迎风角度小于等于0°。该单滑板高速受电弓阻力更低，性能优良，有效降低了弓头纵向自由度对弓网系统的冲击影响。

技术领域

本发明涉及高速动车组的牵引供电领域，尤其涉及一种单滑板高速受电弓。

背景技术

高速动车组因为采用AC25kV牵引供电，受电弓通过三组同等高度的支持绝缘子安装和固定在车顶，对于单列8编组动车组，每列车通常安装两架受电弓，一架正常受流，另一架作为备用品可以随时投入使用。升弓指令发出后，受电弓通过升弓驱动装置克服自重将弓头碳滑板升至接触网，与接触网发生相对滑动摩擦，从而将接触网电流输送给动车组提供动力来源。因此，受电弓除了要承受弓网动态力外，还需承受强气流干扰，异物撞击，风沙雨雪等外部环境侵袭，运行环境比较恶劣。

现有的高速受电弓常见的故障包括结构裂纹、备用受电弓异常自行升起，无法正常升弓，构件表面喷涂不良出现锈蚀以及影响行车安全的弓网事故等。高速受电弓整体结构设计时需考虑轻量化、空气动力学特性及结构强度技术目标，而这些技术目标又是相互影响和相互制约，还需考虑后期的检修维护性，因此高速受电弓结构设计是一个多目标保证及优化的系统性工程。

在用高速受电弓的弓头碳滑板数量通常分为一根或两根即可满足导电需求。根据弓头碳滑板的数量，高速受电弓通常分为单滑板高速受电弓、双滑板高速受电弓。时速200公里以上动车组，随着车辆速度的提高，强气流对受电弓的气动抬升力、阻力、噪声等均会产生显著影响，为保证优异的弓网跟随性，受电弓必须尽可能轻量化，但这样会使得作为备用受电弓在落弓位时，强气流产生的气动抬升力比较容易大于落弓保持力而发生自行升起现象，这一现象在动车组进出隧道尤其明显，现有的技术是通过在底框架的三个绝缘子安装座处增加角度调整垫圈，使得备用受电弓下臂在闭口方向运行时的迎风角度由正仰角变为0°或负仰角。单滑板高速受电弓因为结构相对简单，具备低阻力、低噪声特征，同时检修维护成本相对较低，因此是目前高速受电弓主流技术路线。

现有的单滑板受电弓的结构如图1所示，是将碳滑板21通过两组机械垂向弹性装置22与上臂25铰接形成一种悬臂梁结构，为了维持碳滑板21在不同升弓高度始终处于水平位置，通过一个完全刚性的弓头平衡杆23连接下臂26和弓头转轴，为了保持受电弓自身结构可靠性，这种弓头平衡杆23必须过度设计强度和刚度，而碳滑板21只具备单一的垂向缓冲和自由度。由于接触网因自身结构特性，不可避免存在接触线的弛度、定位器、吊弦等硬点，碳滑板21在贴靠接触网进行高速滑动动态受流时，碳滑板21与接触网硬点在行车方向会发生恶劣的弓网冲击，长期以往，不利于接触网的结构稳定性和正常使用寿命。

此外，无论是单滑板高速受电弓，还是双滑板高速受电弓，底框架24均是整弓部件中受力最恶劣的部件，除了要承受弓网动态作用力、底框架以上部件的重力、整弓风阻外，还需承受额定的升弓驱动装置的推力，现有的受电弓的底框架24通常与车顶平面水平放置，为了保证升弓驱动装置的推力角度，现有技术是通过增加设在底框架24上的升弓驱动装置安装座铰接中心距离底框架24的横梁三的高度实现，但是在后期运行过程中，已经出现部分底框架24与侧梁所连接焊缝裂纹问题。

因此，如何降低底框架24应力水平以及避免滑板受电弓影响接触网的结构稳定性和正常使用寿命是需要解决的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容