CN107399251B - 一种接触网支撑装置的成型方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接触网支撑装置的制备方法，包括以下步骤：1)芯材加工，将芯材分别加工成平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)及连接臂(4)；2)芯材拼接，通过连接件将芯材拼合固定；3)整体成型。本申请提供的接触网支撑装置整体成型方法，简单、高效制备支撑装置，同时，所制备的接触网支撑装置重量轻、强度高、绝缘性能好。

Description

一种接触网支撑装置的成型方法

技术领域

本申请涉及电气化轨道交通技术领域，特别是涉及一种接触网支撑装置的成型方法。

背景技术

接触网是沿轨道交通线路上空架设的向电力机车供电的输电线路，在室外复杂环境下运转，其稳定性与安全性直接关系轨道交通的运营安全。接触网支撑装置安装在支撑柱上，用以支持接触网悬挂，并起到传递负荷的作用。实际使用中要求悬挂装置具备足够的机械强度，结构尽量简单、轻巧，易于安装及维修更换。

而现有接触网支撑装置主要为钢腕臂支撑装置以及铝合金腕臂支撑装置。这两种支撑装置均有十几甚至几十个零部件通过铰接及螺栓连接等形式连接而成，安装维护工作量大且施工质量难以保证，同时绝缘子价格也较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的为提供一种接触网支撑装置的成型方法简单、高效制备接触网支撑装置，同时，所制备的接触网支撑装置重量轻、强度高、具有优良的绝缘性能，适应各种气候条件，能提高接触网可靠性，降低安装和维护工作难度。

本发明提供的技术方案如下：

一种接触网支撑装置的制备方法，包括以下步骤：

1)芯材加工，将芯材分别加工成平腕臂、斜腕臂、弧形臂及连接臂；

2)芯材拼接，通过连接件将芯材拼合固定；

3)整体成型。

优选地，所述芯材为不饱和聚酯基纤维增强管、乙烯基纤维增强管、环氧基纤维增强管、PVC管中的任一种。

优选地，所述芯材的平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂的切口为圆弧切口或平直切口，所述圆弧切口或平直切口角度与连接部位相配合。

优选地，所述弧形臂与所述平腕臂相连接的部位设置阶梯轴，所述平腕臂与所述弧形臂相连接的部位设置插销孔，所述平腕臂的插销孔与所述弧形臂的阶梯轴配合设置。

优选地，所述连接件包括第一二通、第二二通、四通，所述第一二通连接所述平腕臂与连接臂，所述第二二通连接平腕臂与斜腕臂，所述四通连接斜腕臂、弧形臂与连接臂。

优选地，所述第一二通、第二二通、四通的内径大于或等于所述平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂的外径，所述第一二通、第二二通、四通与所述平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂套合连接。

优选地，所述第一二通、第二二通、四通的外径与所述平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂的外径相同，所述平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂在交叉部位截断，与所述第一二通、第二二通、四通胶粘连接。

优选地，所述整体成型方法为缠绕玻璃纤维后RTM注射成型，或预浸料缠绕固化成型方法中的任一种。

优选地，当采用缠绕玻璃纤维后RTM注射成型的方法时，所述注胶模具沿平腕臂下方、斜腕臂下方、弧形臂内侧、连接臂上方，以及位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上方设置注胶通道，沿平腕臂上方、远离连接臂的部分斜腕臂部分上方、弧形臂外侧、连接臂下方设置抽气通道，并在位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上设置抽气口，将缠绕玻璃纤维后的芯材放入模具中，合模，RTM注射，加热固化成型。

优选地，当采用预浸料缠绕固化成型方法时，将预浸料以30-45°缠绕芯材，放入模具，合模，固化成型。

本发明提供的方法，通过将芯材分别加工成平腕臂、斜腕臂、弧形臂及连接臂，然后通过连接件将芯材拼合固定后，整体成型，制备的接触网支撑装置，重量轻、强度高、具有优良的绝缘性能，适应各种气候条件，能提高接触网可靠性，降低安装和维护工作难度。

圆弧切口、平直切口分别与各臂的连接部位相配合，保证芯材各部件拼合时稳定、牢固。

弧形臂与所述平腕臂相连接的部位设置阶梯轴，所述平腕臂与所述弧形臂相连接的部位设置插销孔，并且阶梯轴与插销孔配合设置，则弧形臂与平腕臂通过插销的方式配合安装，保证弧形臂的稳定、牢固安装。

本发明的第一二通、第二二通、四通根据本发明的接触网支撑装置的形状设计，制备的第一二通、第二二通、四通，其内径大于或等于平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂的外径，则第一二通、第二二通、四通与平腕臂、斜腕臂、弧形臂、连接臂可以套合连接。

本发明通过在接触网支撑装置交叉部位设置连接件，可以保证各部件稳固连接。除使用空心的连接件套合连接各臂之外，还可以将整体支撑装置的的各臂在交叉部位(即连接件处)截断，将各臂与各连接件拼合胶粘，可以保证整体成型完毕厚度尺寸一致。

除采用圆弧切口或平直切口、阶梯轴与插销孔配合、连接件套合连接外，各部件之间连接，还可以使用结构胶进行胶粘，确保各部件的稳定牢固连接，在长期、室外使用过程中保存结构或性能的稳定。

RTM注射，是指树脂传递模塑(Resin TransferMoulding)注射，将树脂注入到闭合模具汇总浸润增强材料并固化的一种工艺。考虑到本发明的接触网支撑装置结构复杂，长约2-5m，高1-3m，而宽度只有各腕臂直径的宽度(约0.05-0.3m)，形成了闭环的交叉结构，本发明采用线到线注射的方式。线到线注射，注胶模具的整体设置原理是，由内至外，内部设置注胶通道，外部设置抽气通道。具体而言，注胶模具沿平腕臂下方、斜腕臂下方、弧形臂内侧、连接臂上方，以及位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上方设置注胶通道，沿平腕臂上方、远离连接臂的部分斜腕臂部分上方、弧形臂外侧、连接臂下方设置抽气通道，并在位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上设置抽气口。采用线到线注射，注胶长度由原来的数米转变为各臂的周长(约0.2-0.6m)，使得注胶难度降低，注胶时间缩短，且得到的成品支撑装置质量好。

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，属于制备复合材料的中间材料。预浸料包括增强材料(玻璃纤维、芳纶纤维等)和基体材料(环氧树脂、酚醛树脂、氰酸氨树脂等)。本发明可选择在芯材上缠绕预浸料、然后固化成型，得到性能优异的接触网支撑装置。

预浸料缠绕角度的选择，角度越大，越易于缠绕，而长度方向力学性能较差，直径方向力学性能较好。本发明中，使用30-45°中任一角度缠绕预浸料，经过分析测算，最终制备的接触网支撑装置的性能均能达到要求。

本发明提供方法制备的接触网支撑装置，满足行业标准的在物理性能、力学性能、电气性能及绝缘方面的要求，能够承受足够的水平、垂直荷重，腕臂结构不发生塑性变形或滑移。

本发明提供的接触网支撑结构的整体成型方法，简单易操作，制备的支撑装置性能好、强度高，重量轻。通过采用高绝缘的复合材料，提高了接触网运营的安全性，降低了接触网支撑装置的安装与后期维护的难度及工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的示意图；

图2为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的圆弧切口示意图；

图4为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的平直切口示意图；

图5为本发明实施例中制备的弧形臂阶梯轴示意图；

图6为本发明实施例中制备的弧形臂与平腕臂插销连接示意图；

图7为本发明实施例中连接件第一种示意图(套接)；

图8为本发明实施例中连接件第二种示意图(粘接)

图9为本发明实施例中第一二通第一种示意图(套接)；

图10为本发明实施例中第一二通第二种示意图(粘接)；

图11为本发明实施例中第二二通第一种示意图(套接)；

图12为本发明实施例中第二二通第二种示意图(粘接)；

图13为本发明实施例中四通第一种示意图(套接)；

图14为本发明实施例中四通第二种示意图(粘接)；

图15为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的注胶模具注胶、抽气部位示意图；

图16为本发明实施例中制备的接触网支撑装置预浸料缠绕示意图(45°)；

图17为本发明实施例中制备的接触网支撑装置预浸料缠绕示意图(30°)；

附图标记：1-平腕臂；2-斜腕臂；3-弧形臂；4-连接臂；5-第一二通；6-第二二通；7-四通；8-抽气口；a-注胶通道；b-抽气通道；c-玻璃纤维铺层过渡区域；d-注胶模具上模法兰边；e注胶模具下模法兰边；f-注胶模具第一密封圈；g-注胶模具第二密封圈；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请如图1至图17所示，本发明实施例提供一种接触网支撑装置的制备方法，包括以下步骤：

1)芯材加工，将芯材分别加工成平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3及连接臂4；

2)芯材拼接，通过连接件将芯材拼合固定；

3)整体成型。

优选地，所述芯材为复合材料管不饱和聚酯基纤维增强管、乙烯基纤维增强管、环氧基纤维增强管、PVC管中的任一种。

本发明提供的方法，通过将芯材分别加工成平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3及连接臂4，然后通过连接件将芯材拼合固定后，整体成型，制备的接触网支撑装置，重量轻、强度高、具有优良的绝缘性能，适应各种气候条件，能提高接触网可靠性，降低安装和维护工作难度。

优选地，所述芯材的平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4的切口为圆弧切口或平直切口，所述圆弧切口或平直切口角度与连接部位相配合。

圆弧切口如图3所示，平直切口如图4所示，分别与各臂的连接部位相配合，保证芯材各部件拼合时稳定、牢固。

优选地，所述弧形臂3与所述平腕臂1相连接的部位设置阶梯轴，所述平腕臂1与所述弧形臂3相连接的部位设置插销孔，所述平腕臂1的插销孔与所述弧形臂3的阶梯轴配合设置。

如图5至图6所示，弧形臂3与所述平腕臂1相连接的部位设置阶梯轴，所述平腕臂1与所述弧形臂3相连接的部位设置插销孔，并且阶梯轴与插销孔配合设置，则弧形臂3与平腕臂1通过插销的方式配合安装，保证弧形臂的稳定、牢固安装。

优选地，所述连接件包括第一二通5、第二二通6、四通7，所述第一二通5连接所述平腕臂1与连接臂4，所述第二二通6连接平腕臂1与斜腕臂2，所述四通连接斜腕臂2、弧形臂3与连接臂4。

优选地，所述第一二通5、第二二通6、四通7的内径大于或等于所述平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4的外径，所述第一二通5、第二二通6、四通7与所述平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4套合连接。

本发明的第一二通5、第二二通6、四通7根据本发明的接触网支撑装置的形状设计，制备的第一二通5、第二二通6、四通7，其内径大于或等于平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4的外径，则第一二通5、第二二通6、四通7与平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4可以套合连接。

优选地，所述第一二通5、第二二通6、四通7的外径与所述平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4的外径相同，所述平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3、连接臂4在交叉部位截断，与所述第一二通5、第二二通6、四通7胶粘连接。

本发明通过在接触网支撑装置交叉部位设置连接件，可以保证各部件稳固连接。除使用空心的连接件套合连接各臂之外，还可以将整体支撑装置的的各臂在交叉部位(即连接件处)截断，将各臂与各连接件拼合胶粘，可以保证整体成型完毕厚度尺寸一致。

除采用圆弧切口或平直切口、阶梯轴与插销孔配合、连接件套合连接外，各部件之间连接，还可以使用结构胶进行胶粘，确保各部件的稳定牢固连接，在长期、室外使用过程中保存结构或性能的稳定。

优选地，所述整体成型方法为缠绕玻璃纤维后RTM注射成型，或预浸料缠绕固化成型方法中的任一种。

优选地，当采用缠绕玻璃纤维后RTM注射成型的方法时，所述注胶模具沿平腕臂1下方、斜腕臂2下方、弧形臂3内侧、连接臂4上方，以及位于平腕臂1与连接臂4之间的部分斜腕臂2上方设置注胶通道，沿平腕臂1上方、远离连接臂4的部分斜腕臂2部分上方、弧形臂3外侧、连接臂4下方设置抽气通道，并在位于平腕臂1与连接臂4之间的部分斜腕臂2上设置抽气口8，将缠绕玻璃纤维后的芯材放入模具中，合模，RTM注射，加热固化成型。

优选地，当采用预浸料缠绕固化成型方法时，将预浸料以30-45°缠绕芯材，放入模具，合模，固化成型。

RTM注射，是指树脂传递模塑(Resin TransferMoulding)注射，将树脂注入到闭合模具汇总浸润增强材料并固化的一种工艺。考虑到本发明的接触网支撑装置结构复杂，长约2-5m，高1-3m，而宽度只有各腕臂直径的宽度(约0.05-0.3m)，形成了闭环的交叉结构，本发明采用线到线注射的方式。线到线注射，注胶模具的整体设置原理是，由内至外，内部设置注胶通道，外部设置抽气通道。具体而言，注胶模具沿平腕臂下方、斜腕臂下方、弧形臂内侧、连接臂上方，以及位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上方设置注胶通道，沿平腕臂上方、远离连接臂的部分斜腕臂部分上方、弧形臂外侧、连接臂下方设置抽气通道，并在位于平腕臂与连接臂之间的部分斜腕臂上设置抽气口。采用线到线注射，注胶长度由原来的数米转变为各臂的周长(约0.2-0.6m)，使得注胶难度降低，注胶时间缩短，且得到的成品支撑装置质量好。

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，属于制备复合材料的中间材料。预浸料包括增强材料(玻璃纤维、芳纶纤维等)和基体材料(环氧树脂、酚醛树脂、氰酸氨树脂等)。本发明可选择在芯材上缠绕预浸料、然后固化成型，得到性能优异的接触网支撑装置。

预浸料缠绕角度的选择，角度越大，越易于缠绕，而长度方向力学性能较差，直径方向力学性能较好。本发明中，使用30-45°中任一角度缠绕预浸料，经过分析测算，最终制备的接触网支撑装置的性能均能达到要求。

本发明提供方法制备的接触网支撑装置，满足行业标准的在物理性能、力学性能、电气性能及绝缘方面的要求，能够承受足够的水平、垂直荷重，腕臂结构不发生塑性变形或滑移。

本发明提供的接触网支撑结构的整体成型方法，简单易操作，制备的支撑装置性能好、强度高，重量轻。通过采用高绝缘的复合材料，提高了接触网运营的安全性，降低了接触网支撑装置的安装与后期维护的难度及工作量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种接触网支撑装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)芯材加工，将芯材分别加工成平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)及连接臂(4)；

2)芯材拼接，通过连接件将芯材拼合固定；

3)整体成型；

所述芯材的平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)、连接臂(4)的切口为圆弧切口或平直切口，所述圆弧切口或平直切口角度与连接部位相配合；所述弧形臂(3)与所述平腕臂(1)相连接的部位设置阶梯轴，所述平腕臂(1)与所述弧形臂(3)相连接的部位设置插销孔，所述平腕臂(1)的插销孔与所述弧形臂(3)的阶梯轴配合设置；

所述连接件包括第一二通(5)、第二二通(6)、四通(7)，所述第一二通(5)连接所述平腕臂(1)与连接臂(4)，所述第二二通(6)连接平腕臂(1)与斜腕臂(2)，所述四通连接斜腕臂(2)、弧形臂(3)与连接臂(4)；所述第一二通(5)、第二二通(6)、四通(7)的外径与所述平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)、连接臂(4)的外径相同，所述平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)、连接臂(4)在交叉部位截断，与所述第一二通(5)、第二二通(6)、四通(7)胶粘连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯材为不饱和聚酯基纤维增强管、乙烯基纤维增强管、环氧基纤维增强管、PVC管中的任一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整体成型方法为缠绕玻璃纤维后RTM注射成型，或预浸料缠绕固化成型方法中的任一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当采用缠绕玻璃纤维后RTM注射成型的方法时，注胶模具沿平腕臂(1)下方、斜腕臂(2)下方、弧形臂(3)内侧、连接臂(4)上方，以及位于平腕臂(1)与连接臂(4)之间的部分斜腕臂(2)上方设置注胶通道，沿平腕臂(1)上方、远离连接臂(4)的部分斜腕臂(2)部分上方、弧形臂(3)外侧、连接臂(4)下方设置抽气通道，并在位于平腕臂(1)与连接臂(4)之间的部分斜腕臂(2)上设置抽气口(8)，将缠绕玻璃纤维后的芯材放入模具中，合模，RTM注射，加热固化成型。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当采用预浸料缠绕固化成型方法时，将预浸料以30-45°缠绕芯材，放入模具，合模，固化成型。

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