1 概述
使用單位礦石轉(zhuǎn)運(yùn)由窄軌鐵路運(yùn)輸，用 ZK10- 600/250V電機(jī)車牽引。運(yùn)輸距離長，速度快，中間還有多條公路與鐵路平面交叉，公路上方無架空線，靠電機(jī)車慣性滑行沖過窄軌鐵路與公路平面交叉口。原電機(jī)車受電器為前后兩副單架支撐的受電器，如圖 1 所示，圖中，其單副受電器是由一個(gè) φ50mm 銅
棒、一個(gè)銅線鼻、導(dǎo)線機(jī)支撐架組成，銅棒在摩電線上滑動(dòng)。這種前后兩副受電器的結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)電機(jī)車改變運(yùn)行方向的需要，電機(jī)車平時(shí)向前運(yùn)行時(shí)一般使用前受電器接觸摩電線以給電機(jī)車傳遞動(dòng)力，而在電機(jī)車向后運(yùn)行時(shí)則由司機(jī)進(jìn)行手動(dòng)拉繩轉(zhuǎn)換前后受電器，使用后受電器接觸摩電線以給電機(jī)車傳
遞動(dòng)力。電機(jī)車在經(jīng)過交叉口時(shí)靠原慣性運(yùn)行，由于原電機(jī)車受電器大架過高，再加上操作工人在過交叉路口時(shí)容易產(chǎn)生緊張情緒，故對(duì)電機(jī)車受電器的損壞很大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在電機(jī)車受電器撞壞故障中有 80%均發(fā)生在窄軌鐵路與公路交叉處，過公路平交路口時(shí)司機(jī)需要用拉繩手動(dòng)將兩受電器都拉下來，
滑行沖過路口，由于路口人、車較復(fù)雜，經(jīng)常發(fā)生受電器刮拉摩電線的事故，對(duì)人身安全、生產(chǎn)安全具有很大的影響并且嚴(yán)重制約了生產(chǎn)。
2 問題的提出及改進(jìn)方法
經(jīng)多次在窄軌鐵路與公路處觀察電機(jī)車的運(yùn)行情況時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)車原受電器損壞的原因主要有以下幾點(diǎn)：
（1）電機(jī)車支撐架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，操作工人在轉(zhuǎn)換前后受電器時(shí)容易拉偏使受電器不能平行接觸摩電線，致使受電器銅棒偏移摩電線而發(fā)生受電器銅管刮拉摩電線的事故。操作工人在過窄軌鐵路與公路平交口時(shí)，一旦人、車過多就容易產(chǎn)生緊張情緒。此時(shí)對(duì)前后受電器的轉(zhuǎn)換就容易操作失誤，這時(shí)*容
易發(fā)生人、車較大的事故。操作司機(jī)用的受電器手動(dòng)拉繩為檸麻材質(zhì)，日曬雨淋，日久天長容易腐爛，操作工人在操作過程中容易拉斷。這樣前后受電器均無法放下的情況下*容易損壞受電器和摩電線。
（2）其他原因引起的摩電線和受電器損壞。經(jīng)過反復(fù)摸索試用后決定將前后兩副受電器改成平行上下升降單受電器，并將與摩電線作相對(duì)滑動(dòng)的銅棒改為銅滾筒接觸受電，這樣一來降低了受電器與摩電線運(yùn)行阻力，二來降低了銅質(zhì)受電器的磨損，大大節(jié)約了電機(jī)車的運(yùn)行成本，減少了受電器刮拉摩電線的發(fā)生率。
改進(jìn)后受電器外形如圖 2，受電器作用就是保證電機(jī)車在運(yùn)行當(dāng)中能夠連續(xù)無間斷地從電網(wǎng)（摩電線）獲取電能。而摩電線與鋼軌間的距離又不可能是一致的。這就要求受電器要隨著摩電線與鋼軌間距離的變化而升降自如。為了達(dá)到這一目的，改進(jìn)后的受電器采用平行四邊行伸縮機(jī)構(gòu)，只不過將下面的一
個(gè)頂點(diǎn)移開變成兩點(diǎn)，加裝平衡桿和壓縮彈簧，使受電器的支撐架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且不會(huì)向一邊傾斜。
具體改造結(jié)構(gòu)如下說明：
（1）底板 10 中間用螺桿與本體大架相固定，外側(cè)用 4 套絕緣組合件 9 與底架 8 固定。兩根轉(zhuǎn)軸支架 5 對(duì)稱安裝在 4 套轉(zhuǎn)軸座 6 內(nèi)后再與底架 8 固定。
（2）兩組壓縮彈簧 11 對(duì)稱安裝在兩根轉(zhuǎn)軸 5 上，平衡桿7 裝在兩根轉(zhuǎn)軸中間，使轉(zhuǎn)軸動(dòng)支架對(duì)稱張開與合攏，也就保證了受電器平行上升與下降，并且不向一邊傾斜。兩組支架 4分別用連接件與兩組轉(zhuǎn)軸支架 5 對(duì)稱連接并與滾筒底板 3 連接，各連接處用圓柱銷連接并用開口銷鎖定，保證各連接處活動(dòng)自如。
（3）為了保證滾筒底板 3 在上升與下降過程中保持水平狀態(tài)，在滾筒底板 3 與支架 4 之間加裝 4 個(gè)滾筒平衡彈簧 12，以保證滾筒底板 3 的平衡。受電滾筒 1 裝在兩個(gè)羊角座 2 內(nèi)與滾筒底板 3 固定，保證滾筒 1 在羊角座 2 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。羊角座2 是為了使受電器在通過叉線時(shí)能順利通過，而不刮拉摩電
線。滾筒底板 3 下系有絕緣皮繩，保證過路口時(shí)操作工人將受電器拉下來電機(jī)車用原慣性力滑行過交叉路口。
3 受電器使用材料
滾 筒 1 使 用 φ50mm 銅 管 或 銅 棒 ， 兩 端 車 削 有φ17~20mm 軸頸來減輕受電器重量和節(jié)約制造成本，羊角座2 使用鑄銅件或鑄鐵件也可車削焊接羊角而成。使用銅件可加工與軸頸相配合的孔。使用鑄鐵也可加工軸承位安裝滾動(dòng)軸承。滾筒底板 3 使用 12mm 厚鋼板。轉(zhuǎn)軸座為鑄鐵件，平衡桿 7用 φ12～16mm 彈簧鋼制作。上升彈簧 11 用 φ5mm 彈簧鋼絲撓成 φ55 長 180mm 彈簧一端用鉤連接，一端用專用螺母連接調(diào)節(jié)螺桿，可以調(diào)整受電器的上升力，滾筒平衡彈簧 12 用φ2mm 彈簧鋼絲撓成 φ20mm 長 200mm 彈簧兩端用鉤連接。
4 實(shí)際使用中的效果
改進(jìn)后的受電器推廣到 10 臺(tái)電機(jī)車運(yùn)行，從近 1 年的運(yùn)行效果來看，受電器和摩電線的磨損大大減少，使用壽命得到很大的提高。購買一個(gè)新的電機(jī)車受電器銅棒需要 270 元，夏季每臺(tái)電機(jī)車每周需要更換一個(gè)，全礦 10 臺(tái)電車每月需要幾萬元，改進(jìn)后每臺(tái)電機(jī)車每月只需更換一個(gè)。為了更加節(jié)省投
入，將回收的舊銅棒頭、廢銅通過鑄造制成受電器銅棒，并將原來的圓柱形改為兩頭細(xì)中間粗的橄欖形，加大了中間易損部分的直徑，延長了銅棒的使用壽命。
