專利名稱:組合式絕緣子金具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種應(yīng)用在高壓輸變電線路、電氣化鐵路 以及機(jī)車車頭使用的絕緣子金具,特別是涉及一種組合式絕緣子金具。
二、 背景技術(shù)金具是對使用在高壓輸變電線路、電氣化鐵路接觸網(wǎng)等系 統(tǒng)上面所有金屬配件的統(tǒng)稱。絕緣子金具是指絕緣子上面使用的金屬件。圖1 所示是一只完整的絕緣子,它由三部分組成中部的絕緣棒(水泥或玻璃纖維), 外部的絕緣傘裙(玻璃或硅橡膠或陶瓷),兩端的連接金具。
對于輸變電線路,絕緣子起的作用一是拉線,二是將高壓電線與鐵塔之間 進(jìn)行絕緣, 一端金具與鐵塔上的金具連接,另一端金具與下面的拉線金具連接; 對于電氣化鐵路,絕緣子起的作用一是拉線,是將電氣化接觸網(wǎng)與線桿之間進(jìn) 行絕緣, 一端金具與鐵路路基旁線桿上的金具連接,另一端金具與電氣化接觸 網(wǎng)的拉線金具連接;對于機(jī)車車頭,絕緣子起到電氣化接觸網(wǎng)與機(jī)車車身的絕 緣作用。
鑒于絕緣子的使用環(huán)境,要求它有極高的可靠性,使用中產(chǎn)生的導(dǎo)電擊穿 和斷裂掉線都會造成難以估量的損失,輕易不敢發(fā)生任何的質(zhì)量事故,由此對 組成絕緣子的零件同樣有極高的穩(wěn)定性和高品質(zhì)要求。絕緣子的技術(shù)參數(shù)主要 包括電絕緣性能、抗拉強度。這兩項是判定絕緣子合格與否的主要標(biāo)準(zhǔn),是 每只絕緣子出廠時都必須做的檢驗項目。絕緣子的絕緣性能是由絕緣材料和絕 緣子的結(jié)構(gòu)決定的,抗拉強度是由金具本身的強度、金具與中間絕緣棒的連接 強度共同決定的。
目前,絕緣子與其他金具的連接方式主要有以下幾種球頭球窩連接、槽 型連接、Y型連接等。連接金具分別叫做球頭、球窩、單耳、雙耳、Y型、環(huán)形等。
每一金具的金具本體外端為標(biāo)準(zhǔn)接頭、中間為連接桿、內(nèi)端為絕緣子封膠 座。由于連接互換性的要求,絕緣子金具與其他金具連接的具體部位即標(biāo)準(zhǔn)接
頭都是標(biāo)準(zhǔn)的,統(tǒng)一執(zhí)行國際正C標(biāo)準(zhǔn),既有尺寸的要求(精度在0.1-1.0毫米
之間),又有很高的強度要求和硬度要求。為達(dá)到不同級別強度的要求,可以選 用不同材料或進(jìn)行熱處理使其達(dá)到相應(yīng)強度和硬度。
同時,由于電壓等級的不同,金具的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強度也有較大的變化,IEC 標(biāo)準(zhǔn)中分別用16標(biāo)記、20標(biāo)記、24標(biāo)記、28標(biāo)記和32標(biāo)記等進(jìn)行區(qū)分,分別 應(yīng)用在強度為70KN、 IOOKN、 120KN、 160KN、 180KN、 210KN、 240KN、 300KN、 400KN,530KN等絕緣子上,但金具的標(biāo)準(zhǔn)接頭的總體形狀不會發(fā)生改變。
連接桿和絕緣子封膠座與中間絕緣棒的連接目前國內(nèi)外廣泛采用的是壓接 式連接。即使用壓接機(jī)把連接桿(中間是空心)和插到連接桿中間絕緣棒壓接 到一起,連接強度取決于該部分的尺寸精度和材料硬度。目前,該部位的尺寸 精度達(dá)到0.04-1.0毫米,硬度要求HB 170-200,更重要的是要求硬度的均勻性。
從上可以明顯的看出來,金具的標(biāo)準(zhǔn)接頭和連接桿兩部分的強度、硬度要 求是不一樣的。目前,金具的制造材料多采用中碳鋼或低碳合金鋼,材料本身 的強度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)接頭的強度要求,但完全能夠滿足連接桿部分的硬度和均勻 性的要求。所以在具體的制造過程中,對標(biāo)準(zhǔn)接頭部分要通過局部的熱處理(或 換好的合金鋼)以提高強度、硬度,但這種局部處理往往影響連接桿部分的硬 度以及硬度的均勻性,這給制造帶來了很大的難度,不但影響生產(chǎn)效率,提高 了成本,同時大大的影響了金具的質(zhì)量穩(wěn)定性。
目前絕緣子金具的制造和使用流程如下整體制坯——機(jī)械加工——熱處 理——熱鍍鋅——機(jī)械精加工——與絕緣棒壓接在一起。目前,整體金具制坯方法有以下幾種1、鑄造如球窩、單耳、雙耳、Y 型、環(huán)形等;2、鍛造如球頭、單耳、球窩、雙耳、Y型、環(huán)形等;3、棒料 如球頭等。
用鑄造方法制坯的優(yōu)點是它能夠制造出形狀比較復(fù)雜的毛坯,尤其是內(nèi) 腔復(fù)雜的毛坯;缺點是(1)由于鑄造本身的特點,所制毛坯件的外表粗糙, 內(nèi)部不可避免的存在氣孔、沙眼、夾沙,裂紋,在進(jìn)行機(jī)械加工時產(chǎn)生一定的 廢品率。(2)不容易保證所有零件的硬度的一致性,這一點在金具與絕緣子之 間采用壓接式連接的時候容易出現(xiàn)很大的問題,造成連接的不牢固,以使整個 絕緣子的抗拉強度降低,造成相當(dāng)量的不合格品。(3)尺寸稍有不同就要采用 不同的模具制作,開發(fā)模具的數(shù)量大,成本高。
用鍛造方法制坯的優(yōu)點是克服了由于鑄造缺陷引起的金具內(nèi)部的氣孔、 沙眼、夾沙,裂紋等問題,但有時候也不能避免鍛造引起的裂紋缺陷,金具內(nèi) 部質(zhì)量的可靠性較鑄造加強。其缺點是(1)技術(shù)難度大,金具零件形狀稍有 復(fù)雜就不能采用該種方法制坯,(2)模具投入大,使用壽命短,成本高。(3) 仍不能完全避免鍛造過程中出現(xiàn)鍛造裂紋等致命缺陷。(4)不能滿足金具的不 同硬度要求和硬度均勻性的要求。
圓棒料做坯直接用機(jī)床加工的方法,優(yōu)點是可以保證金具硬度的統(tǒng)一性, 不存在鑄造和鍛造存在的缺點,內(nèi)部質(zhì)量的可靠性較上兩種方法都高,但其缺 點也是明顯的,即由于金具形狀在直徑方向上變化較大,大部分材料都要被加 工掉,材料的利用率很低,同時加工效率也很低,成本高,有一些內(nèi)腔形狀復(fù) 雜的零件難以加工出來。
三、實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種設(shè)計新穎、制造和使用方便、成本較低的組合式絕緣子金具。 本實用新型的技術(shù)方案是
一種組合式絕緣子金具,含有金具本體,所述金具本體外端為標(biāo)準(zhǔn)接頭、 中間為連接桿、內(nèi)端為絕緣子封膠座,所述標(biāo)準(zhǔn)接頭和所述連接桿為分體式結(jié) 構(gòu),二者通過摩擦焊接固定在一起,所述連接桿和所述絕緣子封膠座為一體式 結(jié)構(gòu),或為分體式結(jié)構(gòu),為分體式結(jié)構(gòu)時,二者通過摩擦焊接固定在一起。
所述標(biāo)準(zhǔn)接頭為Y字型雙耳,或為球頭,或為球窩,或為U字型雙耳,或 為一字型單耳、或為吊環(huán)型單耳。
本實用新型的有益效果是
1、 本實用新型的組合式絕緣子金具,根據(jù)金具具體部位的使用特點,將一 只金具分為兩部分或三部分制作,不同部位采用不同的材料,或者不同的熱處 理方法、或者不同的制作方法以滿足金具的整體技術(shù)要求,使絕緣子金具的生 產(chǎn)更容易實現(xiàn)工業(yè)化,并且大大的提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)的合格率,同時大 大的提高了工作效率,降低了生產(chǎn)過程中管理難度。
2、 本實用新型的組合式絕緣子金具,是采用摩擦焊接的工藝制造的,這種 焊接工藝可以使需要焊接的兩部分材料(無論是否同一種材料,硬度是否一致) 之間達(dá)到分子間的完全結(jié)合,強度可以達(dá)到原焊接材料的強度。同時摩擦焊接 設(shè)備的自動化程度很高,實現(xiàn)焊接的效率很高(根據(jù)焊接件大小的不同,焊接
時間一般在20—50秒之間,包括裝夾時間),裝夾方便,質(zhì)量穩(wěn)定,可靠性強, 焊接精度高(由設(shè)備本身保證,同軸度可以保證在0.2以內(nèi))。
3、 本實用新型將標(biāo)準(zhǔn)接頭與連接桿分開制作有以下優(yōu)點(1)可以采用大
批量的制作方法(如采用冷擠壓生產(chǎn)球頭、 一字型單耳),形成工業(yè)化生產(chǎn),降
低成本。(2)可以采用高品質(zhì)材料以滿足金具標(biāo)準(zhǔn)接頭高強度高硬度的要求。(3)在金屬材料本身不能滿足強度硬度的要求下,可以采取統(tǒng)一的熱處理方案,提
高其硬度,達(dá)到強度要求而對連接桿不產(chǎn)生任何影響。(4)對于部分標(biāo)準(zhǔn)接頭, (不易鍛造和機(jī)加的)也可以采取鑄造的方法,但連接桿不使用鑄造方法,可 以大大的減少鑄造的使用量,最大限度的減少鑄造缺陷引起的質(zhì)量事故。(5) 由于是標(biāo)準(zhǔn)接頭,可以使用相同的模具,可以大量的減少鑄造和鍛造的模具量。 (6)大大降低了生產(chǎn)管理的難度。
4、 本實用新型將連接桿分開制作,可以全部使用圓棒料加工的方法制作, 優(yōu)點如下(1)可以很容易的滿足HB170-200的硬度要求和均勻性的要求。(2) 可以根據(jù)用戶不同的直徑和長度要求,選擇合適的圓棒料下料,提高了材料的 利用率。(3)完全避免了鑄件或鍛件在加工過程中出現(xiàn)氣孔、沙眼、裂紋等廢 品情況,只要尺寸精度達(dá)到要求,不存在材料品質(zhì)的問題,大大提高了產(chǎn)品的 合格率。(4)將該部位從整體的鑄造或鍛造中分離出來,減少了鑄造或鍛造的 制作難度,減少了模具的投入量。(5)大大降低了生產(chǎn)管理的難度。
5、 本實用新型的絕緣子封膠座預(yù)防雨水進(jìn)入絕緣子的中心部位,其軸向長 度一般在5-15毫米之間,但徑向尺寸的變化比較大,整體制作金具時, 一般采 用大直徑的材料來滿足該部位的尺寸要求,材料浪費較多,有時也采用鍛造的 辦法,在金具的內(nèi)端部位打出一個臺階,但由于鍛造的加熱會造成金具連接桿 部分的硬度發(fā)生變化,影響壓接的強度。分體制作以后,如果絕緣子封膠座與 連接桿部分的直徑相差不大,可以將二者合并為一個整體,采用同一圓棒料加 工而成,若兩部分的直徑相差較大,采用分別棒料切削而成。這樣做的優(yōu)點(1) 節(jié)省原材料。(2)保證壓接的連接桿不發(fā)生硬度的變化。(3)整體制作時,無 論是鑄造還是鍛造,絕緣子封膠座都是容易發(fā)生質(zhì)量缺陷的地方,分體制作就 完全避免了這種情況,大大提高了產(chǎn)品的合格率。(4)大大減少了鑄造或鍛造的模具使用數(shù)量。
6、本實用新型適用范圍廣,其成本低,易于推廣,推廣后具有良好的社會 和經(jīng)濟(jì)效益。
四、
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圖1為絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之一; 圖3為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之二; 圖4為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之三; 圖5為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之四; 圖6為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之五; 圖7為組合式絕緣子金具的結(jié)構(gòu)示意圖之六。
五具體實施方式
實施例參見圖1一圖7,圖中,組合式絕緣子金具1的金具本體外端為標(biāo) 準(zhǔn)接頭4、中間為連接桿5、內(nèi)端為絕緣子封膠座6,標(biāo)準(zhǔn)接頭4和連接桿5為 分體式結(jié)構(gòu),二者通過摩擦焊接固定在一起,連接桿5和絕緣子封膠座6為一 體式結(jié)構(gòu),或為分體式結(jié)構(gòu),為分體式結(jié)構(gòu)時,二者通過摩擦焊接固定在一起。
標(biāo)準(zhǔn)接頭4為Y字型雙耳(圖4所示),或為球頭(圖2所示),或為球窩 (圖3所示),或為U字型雙耳(圖5所示),或為一字型單耳(圖6所示),或 為吊環(huán)型單耳(圖7所示)。絕緣棒3上設(shè)置有傘裙2。
上述組合式絕緣子金具1的制造方法,包括以下步驟,
a、根據(jù)具體形狀的不同,分別采用鑄造、鍛造或棒料切削的方法制造出不 同形狀的標(biāo)準(zhǔn)接頭4,并且通過選擇材質(zhì)或熱處理使標(biāo)準(zhǔn)接頭4的強度、硬度達(dá) 到其相對應(yīng)級別的使用要求。既70KN級強度大于550N/mm2、硬度HB150-180 ;100KN級強度大于650 N/mm2 、硬度HB170-200; 120KN-160KN級強度大于 800N/mm2 ,硬度HB230-270; 180KN以上級強度大于850N/mm2 、硬度 HB230-270;并且強度穩(wěn)定、分散性小。
b、 采用棒料切削的方法制造出不同的連接桿5和絕緣子封膠座6,當(dāng)連接 桿5和絕緣子6為一體式結(jié)構(gòu)時,采用同一棒料切削而成;當(dāng)連接桿5和絕緣 子封膠座6為分體式結(jié)構(gòu)時,采用不同的棒料分別切削而成;并且通過選擇材 質(zhì)使連接桿5的硬度達(dá)到HB170-200;
c、 將步驟a中的標(biāo)準(zhǔn)接頭4和步驟b中的中間桿5對接,且通過摩擦焊接 固定在一起;當(dāng)步驟b中中間桿5和絕緣子封膠座6為分體結(jié)構(gòu)時,將中間桿5 和絕緣子封膠座6對接,且通過摩擦焊接固定在一起。
采用摩擦焊接的工藝,可以使需要焊接的兩部分材料(無論是否同一種材 料,硬度是否一致)之間達(dá)到分子間的完全結(jié)合,強度可以達(dá)到原焊接材料的 強度。同時,摩擦焊接設(shè)備的自動化程度很高,實現(xiàn)焊接的效率很高,裝夾方 便,質(zhì)量穩(wěn)定,可靠性強,焊接精度高(由設(shè)備本身保證,同軸度可以保證在 0.2以內(nèi))。因而焊接效率高、焊接后的強度高。
權(quán)利要求1、一種組合式絕緣子金具,含有金具本體,所述金具本體外端為標(biāo)準(zhǔn)接頭、中間為連接桿、內(nèi)端為絕緣子封膠座,其特征是所述標(biāo)準(zhǔn)接頭和所述連接桿為分體式結(jié)構(gòu),二者通過摩擦焊接固定在一起,所述連接桿和所述絕緣子封膠座為一體式結(jié)構(gòu),或為分體式結(jié)構(gòu),為分體式結(jié)構(gòu)時,二者通過摩擦焊接固定在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式絕緣子金具,其特征是所述標(biāo)準(zhǔn)接頭為 Y字型雙耳,或為球頭,或為球窩,或為U字型雙耳,或為一字型單耳、或為 吊環(huán)型單耳。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式絕緣子金具及其制造方法,組合式絕緣子金具的標(biāo)準(zhǔn)接頭和連接桿為分體式結(jié)構(gòu),二者通過摩擦焊接固定在一起,所述連接桿和所述絕緣子封膠座為一體式結(jié)構(gòu),或為分體式結(jié)構(gòu),為分體式結(jié)構(gòu)時,二者通過摩擦焊接固定在一起。所述標(biāo)準(zhǔn)接頭為Y字型雙耳,或為球頭,或為球窩,或為U字型雙耳,或為一字型單耳、或為吊環(huán)型單耳等。本實用新型使絕緣子金具的生產(chǎn)更容易實現(xiàn)工業(yè)化,并且大大的提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)的合格率,同時大大的提高了工作效率,降低了生產(chǎn)過程中管理難度,具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H01B17/00GK201222384SQ20082014788
公開日2009年4月15日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者劉鳳林, 劉志鐵, 袁雅雯 申請人:鄭州經(jīng)緯電力技術(shù)有限公司