CN114261315A - 一种供电轨绝缘支架及其制造方法 - Google Patents

一种供电轨绝缘支架及其制造方法 Download PDF

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袁利康
王兴伟
周洲
王梅甫
周旭日
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Abstract

一种供电轨绝缘支架,包括支座、支撑杆、加强板筋和安装座,支撑杆的下端与安装座固定连接,支撑杆的上端与支座固定连接,加强板筋设置在支座与安装座之间,且加强板筋固定连接在支撑杆上。加强板筋包括主板筋和侧板筋,主板筋在长度方向上伸出支撑杆,侧板筋在宽度方向上伸出支撑杆。本发明根据产品实际应用工况将承载位置、过渡位置和安装位置优化设计成固定端、加强段和安装端三段式结构。通过大厚度产品模压成型方法制作出内部固化均匀、材料紧实度高的新型绝缘支架产品。能满足目前轨道交通领域的高绝缘性能要求,减少了使用过程中维护时间,从而降低了全寿命周期成本。

Description

一种供电轨绝缘支架及其制造方法
技术领域
本发明涉及轨道交通领域,具体涉及一种轨道交通供电***中的绝缘支架。
背景技术
随着我国经济水平的不断提升,各大城市对轨道交通行业不同制式产品的要求越来越高,特别是供电线路的绝缘性能、承载性能、耐候性能要求较以往有了显著提高,这也大大提升了轨道交通供电***的整体安全性、可靠性。
目前,供电***主要采用供电轨供电和接触网供电等主流方式,供电轨受流配套使用的绝缘支架一般采用复合材料产品,在提供支撑的同时满足绝缘防护要求。传统的供电轨绝缘支架一般适用的供电电压有限,产品耐候性能不佳,安装在户外环境易老化,整体使用维护成本较高。因此,供电轨绝缘支架产品有较大提升空间。
通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处:
申请号为CN201020580307.0,名称为“三相交流供电接触轨绝缘支架”的实用新型公开了一种三相交流供电接触轨绝缘支架,其本体(1)的一侧具有接触轨支座I(2)、接触轨支座II(3)及接触轨支座III(4),另一侧具有接触轨支座IV(5)及接触轨支座V(6),且接触轨支座I(2)、接触轨支座II(3)及接触轨支座III(4)分别位于本体(1)的顶端、中部和底部;接触轨支座IV(5)及接触轨支座V(6)分别位于本体(1)的中部和底部。本实用新型合理布置了五个接触轨支座的位置,解决了五根接触轨空间位置固定问题,同时保证了三项交流供电轨之间的电气绝缘,且采用绝缘热固型材料模压一次成型,结构简单、安全可靠、便于现场安装调试和维修。
上述实用新型专利中布置了五个接触轨支座的位置,解决了五根接触轨空间位置固定问题,实现了三相交流供电轨之间的电气绝缘。该技术方案主要考虑解决了五根接触轨的空间布置,绝缘支架沿线路方向等厚度,难以满足高承载性能。
另外,与本发明申请相关的专利文件还有:
专利CN201510606549.X公开的是一种地铁第三轨绝缘支架,包括绝缘扣件、托架和底座,各部件为螺栓连接,整体结构较为复杂,其装配式结构无法在小安装空间实现,易产生限界问题。
专利CN201410116103.4公开的是一种磁浮交通接触轨整体绝缘支架,其结构包括滑道槽、支架上部、支架下部等,安装时需要通过滑道槽调节水平和垂直位置,安装和运营维护效率较低。
专利CN201620590062.7公开的是一种低道床接触轨绝缘支架,包括底部和侧部,为避免超限界问题侧部设计成多段式结构,导致产品结构复杂,重量较重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:本发明针对目前轨道交通供电***对绝缘性能和承载能力的高标准要求,提出了一种供电轨绝缘支架来显著提高产品的承载性能和绝缘性能。
针以上述问题,本发明提出的技术方案是:一种供电轨绝缘支架,包括支座、支撑杆、加强板筋和安装座,支撑杆的下端与安装座固定连接,支撑杆的上端与支座固定连接,加强板筋设置在支座与安装座之间,且加强板筋固定连接在支撑杆上。
优选的,加强板筋包括主板筋和侧板筋,主板筋在长度方向上伸出支撑杆,侧板筋在宽度方向上伸出支撑杆。
优选的,侧板筋的外侧在垂向方向向下延伸,形成倾斜的板状。
优选的,支撑杆包括底杆和上支杆,底杆的上端与上支杆的下端无缝连接,底杆的下端向长度方向延伸和/或宽度方向延伸。
优选的,支座的截面为C字型,支座靠近支撑杆的一端由外侧往内侧逐渐缩小,形成圆滑过渡。
优选的,安装座在长度方向的长度为支座在长度方向的长度的1.5倍至2倍。
一种供电轨绝缘支架的制作方法,包括以下步骤:
A.将预先制好的成型预浸料按照所需的重量和形状裁切完成;
B.将裁切好的预浸料卷成预设形状并压实后投入模具型腔;
C.合模后进行压制和保压;
D.液压顶出机构开模;
E.将合模分型面形成的飞边去除;
F.将产品表面打磨粗糙;
G.对产品表面进行涂料喷涂,固化后产品表面处理完成。
优选的,步骤A中,让不同部位的预浸料均匀分布,固化程度一致;所述的预浸料采用增强短切纤维与树脂基体混杂,增强纤维质量分数为25%-40%;所述的增强短切纤维包括芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维中至少一种,所述的树脂基体为环氧树脂和不饱和聚酯。
优选的,步骤C中,合模分型面设置在与供电轨安装位置端部,产品型腔竖向设置,保证在成型过程中主要承载位置的材料紧实度高。
优选的,步骤D中,分别在支座、加强板筋和安装座端面设置液压顶出杆,保证产品固化后开模顺畅,开模过程中各处受力均匀;所述的合模压力为10Mpa-15MPa,所述的合模固化温度为120℃-150℃,固化温度应根据室温进行调整,随室温增加而降低,所述的产品合模后需要保持锁定压力一段时间,保压时间为15min-30min。
本发明的有益技术效果是:本发明根据产品实际应用工况将承载位置、过渡位置和安装位置优化设计成固定端、加强段和安装端三段式结构,其中固定端为支座,加强段为加强板筋,安装端为安装座。通过大厚度产品模压成型方法制作出内部固化均匀、材料紧实度高的新型绝缘支架产品。该产品垂向承载大于450kg,供电轨安装处扭矩承载大于150N·m,介电强度大于13kV/mm,工频干耐受电压大于60kV,雷电全波冲击耐受电压大于50kV,加速紫外老化后机械强度保留率大于80%,满足目前轨道交通领域的高绝缘性能要求,减少了使用过程中维护时间,从而降低了全寿命周期成本。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图;
图2为实施例二的结构示意图;
图3为实施例三的结构示意图;
图中:支座1、加强板筋2、主板筋21、侧板筋22、安装座3、连杆4、底杆51、上支杆52。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述:
实施例一
如图1所示,供电轨绝缘支架包括支座1、支撑杆、加强板筋2和安装座3,且支座1、支撑杆、加强板筋2和安装座3是一体成形的,它们之间的连接都是无缝连接。支撑杆的下端与安装座3固定连接,安装座3为长方体状,安装座3上设置安装孔,能用螺栓穿过安装座3上的安装孔对整个电轨绝缘支架进行固定。优选的,安装座3在长度方向的长度为支座1在长度方向的长度的1.5倍至2倍,安装座3的厚度与支座1的厚度相近。
支撑杆的上端进行折弯,且支撑杆上端的顶部与支座1固定连接。支座1的截面为C字型,支座1靠近支撑杆的一端由外侧往内侧逐渐缩小,形成圆滑过渡,这种圆滑过渡降低了应力集中现象,能避免直角边受力易破损的情况。本实施例的支座1适合与常规C型供电轨配套使用,侧板筋22为非对称结构,承载一侧伸出的侧板筋22与支座1在宽度方向上齐平。
加强板筋2固定连接在支撑杆上,且加强板筋2设置在支座1与安装座3之间。本实施例的加强板筋2包括主板筋21和侧板筋22,主板筋21在长度方向上伸出支撑杆,侧板筋22在宽度方向上伸出支撑杆。本实施例中指的长度方向和宽度方向,分别是长方体状的安装座3的长度的方向与宽度的方向,垂向方向则是安装座3的高度的方向。本实施例的侧板筋22的外侧在垂向方向向下延伸,形成倾斜的板状结构。在支撑杆上设置加强板筋2,能大幅度提高支撑杆的结构强度,有效防止支撑杆在外力作用下折断或开裂。且本实施例的结构提高了供电轨绝缘支架接地位置的耐击穿电压和绝缘电阻值。
如果采用去除加强板筋2而增加支撑杆的长度和宽度,来维持支撑杆高度和结构强度不变,则支撑杆会要消耗更多的材料。也就是说,本实施例通过在支撑杆上设置加强板筋2,能在提高结构强度的同时节省材料的使用量。
供电轨绝缘支架的制作方法主要包括以下步骤:
A.将预先制好的成型预浸料按照所需的重量和形状裁切完成;
B.将裁切好的预浸料卷成预设形状并压实后投入模具型腔;
C.合模后进行压制和保压;
D.液压顶出机构开模;
E.将合模分型面形成的飞边去除;
F.将产品表面打磨粗糙;
G.对产品表面进行涂料喷涂,固化后产品表面处理完成。
本实施例的供电轨绝缘支架采用压机一次模压成型,产品不同部位的预浸料可以均匀分布,固化程度一致,同时可以通过模腔数量的增加提高生产效率。预浸料采用增强短切纤维与树脂基体混杂,增强纤维质量分数控制在25%~40%。所述的增强短切纤维可以是芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维等,所述的树脂基体可以是环氧树脂、不饱和聚酯等。
合模分型面设置在与供电轨安装位置端部,产品型腔竖向设置,保证在成型过程中主要承载位置的材料紧实度高。分别在支座1、加强板筋2和安装座3端面设置液压顶出杆,保证产品固化后开模顺畅,开模过程中各处受力均匀。合模时压力为10Mpa-15MPa,所述的合模固化温度为120℃-150℃,固化温度应根据不同室温环境进行调整,随室温增加而降低,所述的产品合模后需要保持锁定压力一段时间,一般保压时间为15min-30min。
采用本实施例所述的方法生产出来的供电轨绝缘支架,能根据产品实际应用工况对承载位置、过渡位置和安装位置进行设置,显著提高了产品的承载性能和绝缘性能。该绝缘支架产品垂向承载大于450kg,供电轨安装处扭矩承载大于100Nm,介电强度大于13kV/mm,工频干耐受电压大于60kV,雷电全波冲击耐受电压大于50kV,加速紫外老化后强度保留率大于80%。
实施例二
如图2所示,本实施例与实施例一的不同之处在于,C字形支座1的外侧还设置有工字形的夹持结构,具体来说,工字形的夹持结构是在C字形支座1的外侧开有贯通的工字形凹槽。另外,本实施例的加强板筋2为长方体状,加强板筋2在长度方向和宽度方向都伸出支撑杆。本实施例的支座1适合与常规C型或工字型供电轨配套使用,加强板筋2和安装座3为对称结构,通过加厚加强筋部位同时加长支座1实现局部承载性能提升。
实施例三
如图3所示,本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于,在支撑杆的上支杆52顶部的两侧设置有连杆4,通过连杆4将上支杆52与两侧的支座1无缝连接在一起。另外,本实施例的上支杆52的垂向方向的长度更大,为确保上支杆52的承载性能,本实施例在上支杆52的垂向方向上设置有两个加强板筋2。本实施例的支座1适合多根供电轨配套使用,加强板筋2和安装座3为对称结构,通过增加加强筋数量实现多根供电轨同时安装所需的承载性能。
显然,在不脱离本发明所述原理的前提下,作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种供电轨绝缘支架,其特征在于,包括支座、支撑杆、加强板筋和安装座,支撑杆的下端与安装座固定连接,支撑杆的上端与支座固定连接,加强板筋设置在支座与安装座之间,且加强板筋固定连接在支撑杆上。
2.根据权利要求1所述的一种供电轨绝缘支架,其特征在于,加强板筋包括主板筋和侧板筋,主板筋在长度方向上伸出支撑杆,侧板筋在宽度方向上伸出支撑杆。
3.根据权利要求1所述的一种供电轨绝缘支架,其特征在于,侧板筋的外侧在垂向方向向下延伸,形成倾斜的板状。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种供电轨绝缘支架,其特征在于,支撑杆包括底杆和上支杆,底杆的上端与上支杆的下端无缝连接,底杆的下端向长度方向延伸和/或宽度方向延伸。
5.根据权利要求4所述的一种供电轨绝缘支架,其特征在于,支座的截面为C字型,支座靠近支撑杆的一端由外侧往内侧逐渐缩小,形成圆滑过渡。
6.根据权利要求5所述的一种供电轨绝缘支架,其特征在于,安装座在长度方向的长度为支座在长度方向的长度的1.5倍至2倍。
7.一种供电轨绝缘支架的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.将预先制好的成型预浸料按照所需的重量和形状裁切完成;
B.将裁切好的预浸料卷成预设形状并压实后投入模具型腔;
C.合模后进行压制和保压;
D.液压顶出机构开模;
E.将合模分型面形成的飞边去除;
F.将产品表面打磨粗糙;
G.对产品表面进行涂料喷涂,固化后产品表面处理完成。
8.根据权利要求7所述的一种供电轨绝缘支架的制作方法,其特征在于,步骤A中,让不同部位的预浸料均匀分布,固化程度一致;所述的预浸料采用增强短切纤维与树脂基体混杂,增强纤维质量分数为25%-40%;所述的增强短切纤维包括芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维中至少一种,所述的树脂基体为环氧树脂和不饱和聚酯。
9.根据权利要求8所述的一种供电轨绝缘支架的制作方法,其特征在于,步骤C中,合模分型面设置在与供电轨安装位置端部,产品型腔竖向设置,保证在成型过程中主要承载位置的材料紧实度高。
10.根据权利要求9所述的一种供电轨绝缘支架的制作方法,其特征在于,步骤D中,分别在支座、加强板筋和安装座端面设置液压顶出杆,保证产品固化后开模顺畅,开模过程中各处受力均匀;所述的合模压力为10Mpa-15MPa,所述的合模固化温度为120℃-150℃,固化温度应根据室温进行调整,随室温增加而降低,所述的产品合模后需要保持锁定压力一段时间,保压时间为15min-30min。
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