一種架空鋼鋁復(fù)合軌系統(tǒng)的制作和安裝方法，屬于城市軌道交通對(duì)電力機(jī)車的供電設(shè)備。

背景技術(shù)：

本發(fā)明作出以前，在已有技術(shù)中，城市軌道交通對(duì)電力機(jī)車的供電，常用掛在機(jī)車頂上的剛性懸掛接觸網(wǎng)，或裝在走行鋼軌旁的鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌。對(duì)于dc1500v供電制式，剛性懸掛接觸網(wǎng)的安全性更好些，但剛性懸掛接觸網(wǎng)采用鋁制匯流排夾持的銅接觸線在dc3000a電流下的磨耗極大，例如專利號(hào)2014201280096的一種剛性雙線接觸網(wǎng)，銅接觸線通常用于柔性懸掛，適合電流100a～800a，用于剛性懸掛時(shí)電流達(dá)3000a，壽命只有3年左右，但對(duì)于已經(jīng)開通的地鐵運(yùn)行線路，每天5點(diǎn)到24點(diǎn)鐘不能停電，地鐵公司每3年要更換剛性懸掛的銅接觸線就很困難。

發(fā)明技術(shù)內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種既安全又壽命長(zhǎng)的對(duì)電力機(jī)車供電的設(shè)備。

本發(fā)明主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：以高度與寬度之比為80％的鋼鋁復(fù)合軌懸掛于隧道頂壁之下的橫梁上，鋼鋁復(fù)合軌相對(duì)于縱向中心線有±210mm的拉出值，電力機(jī)車以車頂?shù)氖茈姽瓘呐帕谐芍中蔚匿撲X復(fù)合軌朝地的不銹鋼表面授流取電。鋼鋁復(fù)合軌經(jīng)吊架裝到絕緣子上，絕緣子與橫梁之間有減振器和減振墊既作絕緣用，更作降低支承系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率并加大阻尼用，使鋼鋁復(fù)合軌與授電弓在力學(xué)特性和傳電特性上更匹配。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下有點(diǎn)：

1、本發(fā)明置于機(jī)車頂上使用，安全性好，旅客和維修工不會(huì)觸電。

2、鋼鋁復(fù)合軌的不銹鋼受流面耐電火花侵蝕性好，壽命可達(dá)50年以上。維修量極少。

3、鋼鋁復(fù)合軌排列成之字形，相對(duì)于縱向中心線有±210mm的拉出值，故受電弓的碳刷磨耗均勻，壽命長(zhǎng)。

4、安裝方便，隧道高度可降低約0.7m，建設(shè)成本低。

附圖說明

圖1為架空鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌的橫剖面圖。

圖2為鋼鋁復(fù)合軌的橫剖面圖。

圖3為吊架的橫剖面圖。

圖4為吊架俯視圖。

圖5為大阻尼減振器的橫剖面圖。

圖6為橫梁的俯視圖。

圖7為架空鋼鋁復(fù)合軌系統(tǒng)平面布置圖。

具體實(shí)施方式

下面本發(fā)明結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述：

本發(fā)明圖1為架空鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌系統(tǒng)的橫剖面圖。最下面是架空鋼鋁復(fù)合軌(1)，其t形槽(11)內(nèi)穿入吊架(2)，吊架(2)與t形槽(11)之間有尼龍片(3)，尼龍片摩擦系數(shù)小，便于熱脹冷縮時(shí)鋼鋁復(fù)合軌(1)相對(duì)于吊架(2)沿縱向中心線滑動(dòng)，鋼鋁復(fù)合軌因此不會(huì)彎曲。吊架(2)的上部為m16螺栓，擰入絕緣子(5)的螺孔內(nèi)后用螺母(4)等標(biāo)準(zhǔn)件將吊架(2)固定在絕緣子(5)的下方。圖1的頂部剖面線代表隧道頂部的鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，鋼桿預(yù)埋件下垂處用螺母等緊固件將橫梁(7)固定在高空，橫梁(7)應(yīng)與地下二根走行鋼軌構(gòu)成的平面相平行，直線段保持水平，弧線段的傾角與走行鋼軌一致。在橫梁(7)的孔內(nèi)套上減振墊(6)，之后將絕緣子(5)上部的m16螺栓穿過橫梁(7)和減振器(6)，再套上減振器(8)和壓片(9)用螺母(4)等緊固件將絕緣子(5)連同鋼鋁復(fù)合軌(1)固定在橫梁(7)上。減振墊(6)和減振器(8)無疑起到對(duì)鋼軌復(fù)合軌(1)和橫梁(7)的絕緣作用，但其關(guān)鍵的作用是降低支承系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率，可從約20～30hz降低到6hz，支承系統(tǒng)的無因次阻尼比c/cc從0.01以下增大到0.4，這樣的支承系統(tǒng)振動(dòng)特性與機(jī)車的受電弓相匹配，不會(huì)共振離線，電火花小。電力傳送線性度高。使架空鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌系統(tǒng)在力學(xué)上的硬特性變成軟特性。

圖2是鋼鋁復(fù)合軌本體的橫剖面圖。工字型的鋁軌(10)被挖了個(gè)t形槽(11)，其腰部(12)二個(gè)斜面是對(duì)稱的。鋼鋁復(fù)合軌的高度與寬度之比為80％，寬度大于高度，架空安裝后空間位置穩(wěn)定性好，最終使鋼鋁復(fù)合軌(1)的不銹鋼授流平面與走行二條鋼軌構(gòu)成的平面的相平行。機(jī)車受電弓的授流取電性好。鋁軌(10)下方二個(gè)支耳(13)抱緊了鋼槽(14)，鋼槽(14)二個(gè)側(cè)邊的內(nèi)角為90°。鋼與鋁采取沖壓鉚接工藝使二者結(jié)成一體。二個(gè)φ7沖頭從二側(cè)沿鋼槽(14)上已開好的圓孔(15)沖擊擠壓，支耳(13)上部分鋁合金材料擠入φ6圓孔(15)形成實(shí)臺(tái)(17)，支耳上留下φ7盲孔(16)。沖壓鉚接使鋼與鋁結(jié)合力高，接觸電阻小。鋼鋁復(fù)合軌每根長(zhǎng)24m，較之15m長(zhǎng)的減少40％的中間接頭。

圖3與圖4分別是吊架的橫剖面圖和俯視圖。吊板(18)上開一個(gè)φ16圓孔，將螺桿(20)插入φ16圓孔內(nèi)，上下環(huán)焊二圈，再用二塊三角形鋼板(23)焊在螺桿二側(cè)，使螺桿與吊板變成一體，吊板上開設(shè)矩形淺槽(19)，可放置尼龍片(3)。

圖5是減振器(8)的橫剖面圖。減振器(8)是一個(gè)環(huán)形拋物線旋轉(zhuǎn)成型的大阻尼減振器，采用丁基橡膠，阻尼大。其表面是由x²＝-2py拋物線旋轉(zhuǎn)成型的，這種減振器非線性特性好，不會(huì)引起系統(tǒng)共振，該減振器可使支承系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率降低4倍，達(dá)6hz；系統(tǒng)的無因次阻尼比c/cc＝0.4。安裝時(shí)宜預(yù)先壓縮其高度的5％，可防止受電弓偶然的非正常沖擊。

圖6為橫梁的俯視圖。橫梁(7)采用12號(hào)槽鋼，孔(22)用于與隧道頂部下垂的螺桿對(duì)接。孔(21)用來放置減振墊(6)。孔(21)相對(duì)于橫梁中心線的距離l的設(shè)置有講究，l＝14xn，n為橫梁沿縱向分布的序號(hào)，n＝0，1，2，3......15，再下一段為l＝-14xn，這樣可使絕緣子的中心依次偏離中心線±14，±28，±42...±210mm，意味著鋼鋁復(fù)合軌中心的“拉出”值為±210mm，這樣就使受電弓的碳刷磨耗均勻而又延長(zhǎng)壽命。

圖7為架空鋼鋁復(fù)合軌系統(tǒng)平面布置示意圖。圖上僅表示了一個(gè)正負(fù)拉出值長(zhǎng)度內(nèi)的平面布置示意圖。圖7的圖例如表格所示。從左到右依次為：1、弧形鋼鋁復(fù)合軌，其水平彎曲半徑為50m至100m。2、錨結(jié)接頭，設(shè)在拉出值為±210mm處，一般取弧形鋼鋁復(fù)合軌長(zhǎng)度的中心位置，3、直線的鋼鋁復(fù)合軌，每根長(zhǎng)24m。4、中間接頭，連結(jié)相鄰的鋼鋁復(fù)合軌，使直線段的鋼鋁復(fù)合軌長(zhǎng)240m。5、分段絕緣器，用于電分段，又能讓受電弓順利滑過去。6、膨脹接頭，用于補(bǔ)償鋼鋁復(fù)合軌的熱脹冷縮，使鋼鋁復(fù)合軌不會(huì)任意彎曲變形，保護(hù)吊架不被側(cè)向作用力破壞。7、電纜連接板，用于將牽引變電站的+dc1500v電流引入鋼鋁復(fù)合軌線路上。相鄰吊架的距離通常采用8m，遇有吊架與其它部件沖突，可將個(gè)別鋼鋁復(fù)合軌長(zhǎng)度稍縮短些，現(xiàn)場(chǎng)用切割機(jī)鋸掉一小段，保證空間位置不相沖突。吊架距離為8m，橫梁序數(shù)為15時(shí)，一個(gè)“拉出”區(qū)段長(zhǎng)240m。當(dāng)?shù)跫芫嚯x為5m時(shí)，橫梁上孔(21)相對(duì)于橫梁中心線的距離l＝±10xn，n＝0，1，2，3......24，這樣拉出值為±240mm，一個(gè)“拉出”區(qū)段還是長(zhǎng)240m。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種架空鋼鋁復(fù)合軌系統(tǒng)的制作和安裝方法，屬于城市軌道交通對(duì)電力機(jī)車供電的設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案是：以高度與寬度之比為80％的鋼鋁復(fù)合軌懸掛于隧道頂壁之下的橫梁上，鋼鋁復(fù)合軌相對(duì)于縱向中心線有±210mm的拉出值，電力機(jī)車車頂?shù)氖茈姽瓘呐帕谐伞爸弊中武撲X復(fù)合軌朝地的不銹鋼表面授流取電。鋼鋁復(fù)合軌經(jīng)吊架裝到絕緣子上，絕緣子與橫梁之間有減振墊和減振器既作絕緣用，更作降低支承系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率并加大阻尼用，使鋼鋁復(fù)合軌與受電弓在力學(xué)特性和傳電特性上更匹配。本發(fā)明安全性好，壽命長(zhǎng)，維修量少，安裝方便。

技術(shù)研發(fā)人員：李雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：李雷
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.11
技術(shù)公布日：2017.08.15