CN101722860B - 电力机车受电弓滑板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电力机车受电弓滑板及其制造方法。本发明的制造方法包括：a、在碳滑条的用于连接托架的底部，沿长度方向开设一条凹槽；b、在所述凹槽内镀覆导电浆，使导电浆附着在碳滑条凹槽表面，以形成镀覆层；c、利用导电胶层将具有镀覆层的碳滑条粘结到托架上，然后经加热固化后，形成由镀覆层和导电胶层密闭的气道。由于镀覆层与碳滑条形成一体而且很薄，当碳滑条破裂时镀覆层一定破裂，气道内的压缩气体必然泄漏，受电弓自动降弓，因此本发明解决了在滑板破裂的情况下受电弓仍然工作的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力机车用滑板技术，特别涉及配合自动降弓装置使用的电力机车受电弓滑板及其制造方法。
背景技术
机车在运行过程中，受电弓滑板不断受接触网的冲击和频繁振动。当滑板破裂时，在不断地受接触网的冲击和振动的条件下，破裂处的强度大幅下降，边缘极易碎裂脱落形成一个槽。当机车转弯时接触网容易被卡住造成弓、网的损坏，甚至严重的安全事故。为此人们开发了一种用于受电弓的自动降弓系统，以避免上述情况的发生。自动降弓系统的基本原理是：滑板内气道由风源系统从受电弓向其供应压缩空气。当压缩空气从碳滑板气道中泄漏时，快速降弓阀将排除受电弓抬升装置中的空气，实现快速降弓，也就是说，滑板破裂造成气道中的压缩空气泄漏，自动降弓才会实现。
一种公知的自动降弓装置是在滑板旁外加支路气道来实现自动降弓功能，该结构的缺点是额外增加了受电弓底架以上部位的重量，改变了受电弓在同一高度范围内升降弓的压力差，影响到受电弓与接触网线的接触压力，降低了受电弓与接触网线的接触性能。另外安装在弓头的气控管路增加了滑板的接触电阻，降低了受电弓的良好的受流性能，提高了受电弓的温升，使受电弓的使用寿命减少。而且该气道在其环境条件下易与网线拉弧破损，使受电弓产生误动作，影响机车的正常运行。此外，公知的滑板与托架之间多采用螺纹联结的方式，其抗冲击力小，易破损。
为了解决上述问题，人们开发了一种在碳滑条与托架接合处形成气道的技术，中国专利文件CN2568462Y就公开这样的专利技术。图1显示了该专利文件所披露的电力机车受电弓用碳滑板的立体图；图2显示了该专利文件所披露的滑条结构；图3显示了该专利文件所披露的设有皮管的气道结构。
如图1所示，该电力机车受电弓用碳滑板包括滑条1和托架2，该滑条1可为碳滑条或浸金属滑条，托架2可为金属托架。滑条1及托架2至少其中之一的接合面上沿长度方向设有凹槽3，可以如图2所示，在滑条1与托架2相联接的底面上设有一下凹槽3，该凹槽可为矩形，半圆形或其它适当的形状。所述凹槽3位于滑条1与托架2的接合处，该滑条1与托架2藉由高强度导电胶4而粘结为一体，该滑条1与托架2之间构成气道7。滑条1与托架2间设有金属丝网5，该金属丝网可为铜丝网或于丝网表面镀铜层，可提高滑板的电导率。
气道7与受电弓自动降弓装置的气道相联接，当出现弓网故障时，如滑板达到磨损极限或受电弓与接触网线有较大冲击时，由于受电弓受损使气道内的压缩空气由气道7内泄出，压力下降，使受电弓自动降弓装置启动，快速排出气道内的压缩空气，使受电弓快速脱离接触网线。
由于气道7是通过滑条1与托架2粘接形成的，不能保证气道7的密闭性能，也就是说气道7容易漏气而失去作用。为此，该专利文件提供了图3所示的用于解决此问题的气道结构，即在滑板气道7内可嵌置脆性金属或非金属薄皮管6，该脆性金属或非金属薄皮管6与受电弓自动降弓装置的气道相联通。
但是在实践中发现，当滑板受外力冲击破裂而不断裂时，上述金属或非金属薄皮管6并不一定会断裂，使得与其连接的自动降弓系统会降弓，从而造成弓、网的损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种在滑板断裂时能够确保自动降弓系统降弓的电力机车受电弓滑板的制造方法。
本发明的另一目的是提供一种按照上述方法制造的电力机车受电弓滑板。
根据本发明的第一方面，本发明的电力机车受电弓滑板的制造方法包括以下步骤：
a、在碳滑条的用于连接托架的底部，沿长度方向开设一条凹槽；
b、在所述凹槽内镀覆导电浆，使导电浆附着在碳滑条凹槽表面，以形成镀覆层；
c、利用导电胶层将具有镀覆层的碳滑条粘结到托架上，然后经加热固化后，形成由镀覆层和导电胶层密闭的气道。
由于镀覆层与碳滑条形成一体而且很薄，当碳滑条破裂时镀覆层一定破裂，气道内的压缩气体必然泄漏，受电弓自动降弓，不会出现滑板破裂的情况下受电弓仍然工作的情况。
为了在碳滑条的凹槽内形成很薄的镀覆层，本发明开发了一种独特的在所述凹槽内镀覆导电浆的技术，包括：
将托架的底部朝上放置；
在所述凹槽中放入一根有助于形成镀覆层的条形物；
将导电浆填入凹槽内，并且填实填满，从而形成镀覆层。
其中，上述步骤c包括：
c1、在碳滑条的底部的粘结面均匀涂抹导电胶，以形成导电胶层；
c2、把碳滑条与托架贴合在一起并用夹具固定，然后抽出所述条形物，使镀覆层和导电胶层通过加热固化后形成密封的气道。
上述步骤c1的一个特点是，碳滑条底部的凹槽上形成的镀覆层被导电胶层覆盖；上述步骤c2的重要特点是，通过镀覆层和导电胶层贴合固化后形成气道。
因此本发明的气道实际上是由固化的导电浆和导电胶形成的气道，具有极好的密封性能。
上述条形物可以是一根的金属条如铁条、铁丝等。上述夹具可以是铗子等。
本发明的上述方法还包括在所述凹槽内镀覆导电浆之前配置导电浆的步骤，这是因为本发明采用了便于固化的导电浆。
所述配制导电浆的步骤包括：
取出重量占待配制导电浆重量40±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电浆重量60±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅 拌均匀，从而配制成导电浆。
由于本发明同样采用了便于固化的导电胶，因此上述方法还包括在上述步骤b之后和上述步骤c之前的配制导电胶的步骤，该步骤包括：
取出重量占待配制导电胶重量30±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电胶重量70±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，从而配制成导电胶。
为本发明配置的导电浆和导电胶具有强度高、电阻率低、韧性好、抗老化温度范围宽、成本低的特点。
根据本发明的第二方面，提供了一种按照上述方法制造的电力机车受电弓滑板，包括：
具有粘结面的托架；
具有粘结面的碳滑条，在所述碳滑条粘结面，沿长度方向开设一条凹槽；以及
导电胶层，所述碳滑条的粘结面通过所述导电胶层粘结所述托架的粘结面；
其特征在于，所述碳滑条的凹槽表面具有通过镀覆导电浆而形成的镀覆层。
其中，所述镀覆层与导电胶层通过贴合固化，形成用于连接受电弓风源系统的气道。
其中，所述镀覆层通过固化单独形成用于连接受电弓风源系统的气道。
其中，所述气道为横截面为圆孔形的气道。
其中，所述凹槽为矩形凹槽或半圆形凹槽。
其中，所述导电浆和所述导电胶是导电铜粉和胶粘剂的混合物。
其中，所述导电铜粉的粒度为35±5μm。
其中，所述托架是铝托架。
其中，所述托架是空心铝托架。
另外，本发明的电力机车受电弓滑板还可以包括通过胶粘剂粘结在碳滑条接触面与托架接触面之间的金属丝网。
相对于现有技术，本发明具有以下技术效果：
1、气道由导电浆构成的镀覆层和导电胶层构成，具有极好的密封性能；
2、由于镀覆层附着在碳滑条的凹槽内壁，因此当碳滑条破裂时，其固化的镀覆层一定破裂，从而导致气道内的压缩气体泄漏，从而能够保证受电弓自动降弓；
3、由于在凹槽内形成镀覆层，从而增加了托架与碳滑条的接触面积，降低了受电弓滑板的整体电阻。
下面结合附图和具体实例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是中国专利文件CN2568462Y所披露的电力机车受电弓用碳滑板的立体图；
图2是图1中碳滑条的横截面图；
图3是中国专利文件CN2568462Y所披露的设有皮管的气道的示意图；
图4是显示本发明的电力机车受电弓滑板结构的截面图。
具体实施方式
图4显示了本发明的电力机车受电弓滑板的结构，如图4所示，本发明的电力机车受电弓滑板包括：
具有粘结面的托架12；
具有粘结面的碳滑条11，在所述碳滑条粘结面上，沿长度方向开设一条凹槽13；以及
导电胶层14，所述碳滑条11的粘结面通过所述导电胶层14粘结所述托架12的粘结面；
其中，所述碳滑条11的凹槽13表面具有通过镀覆导电浆而形成的镀覆层15。
本发明的特点是，在碳滑条的凹槽内镀覆导电浆，使导电浆附着在碳滑条凹槽内壁，与铝托架的粘结面形成一密闭的气道。此气道与受电弓风源系统相连接构成快速自动降弓系统。由于镀覆层与碳滑条形成一体而且 很薄，当碳滑条破裂时镀覆层一定破裂，气道内的压缩气体必然泄漏，受电弓自动降弓，不会出现滑板破裂的情况下受电弓仍然工作的情况。另外，镀覆层还起到增大托架与碳滑条接触面积的作用，进一步降低整体电阻。
在一个实例中，用于连接受电弓风源系统的气道16可以通过贴合固化镀覆层15与导电胶层14形成。
在另一个实例中，用于连接受电弓风源系统的气道16可以通过固化镀覆层15而单独形成。也就是说，镀覆层15单独形成一个密封的气道。
在实际操作中，可以利用一条直径小于圆形凹槽13半径的成条形物如铁丝，制造仅仅由镀覆层15形成的气道16，因为借助该条形物在凹槽13中形成的镀覆层15至少与凹槽的开口平齐，这样当抽出该条形物并固化镀覆层15后，就形成了仅仅由镀覆层密闭的气道。如果该条形物直径大于圆形凹槽13半径，则气道16必须由镀覆层15和导电胶层14共同形成。
气道16最好为表面光滑圆孔形气道。另外，碳滑板11的凹槽13可以是矩形凹槽或者半圆形凹槽。
本发明的导电浆和导电胶是导电铜粉和胶粘剂的混合物。其中，所述导电铜粉的粒度为35±5μm。对于导电胶，胶粘剂占导电胶重量的约30％；导电铜粉占导电胶重量的约70％；对于导电浆，胶粘剂占导电浆重量的约40％；导电铜粉占导电胶重量的约60％。。
目前的导电胶是普通环氧树脂作胶粘剂、银粉作导电材料。该导电胶最大的问题是银分子迁移导致电阻率变化和价格昂贵。
而本发明的上述导电胶则具有强度高、电阻率低、韧性好、抗老化温度范围宽、成本低的特点。
另外，本发明的托架是铝托架，可以是实心托架，也可以是空心铝托架。
此外，本发明的电力机车受电弓滑板还可以包括通过胶粘剂粘结在碳滑条接触面与托架接触面之间的金属丝网，这类似于图1所示的现有技术。
制作上述电力机车受电弓滑板的方法包括以下步骤：
a、在碳滑条11的用于连接托架12的底部，沿长度方向开设一条凹槽13；
b、在所述凹槽13内镀覆导电浆，使导电浆附着在碳滑条11凹槽表面，形成镀覆层15；
c、利用导电胶层14将具有镀覆层15的碳滑条11粘结到托架12上，然后经加热固化后，形成由镀覆层15和导电胶层14密闭的气道16。
其中，在所述凹槽13内镀覆导电浆的步骤包括：
将托架12的底部朝上放置；
在所述凹槽13中放入一根有助于形成镀覆层15的条形物；
将导电浆填入凹槽13内，并且填实填满，从而形成镀覆层15。
其中，上述步骤c包括：
c1、在碳滑条11的底部的粘结面均匀涂抹导电胶，以形成导电胶层14；
c2、把碳滑条11与托架12贴合在一起并用夹具固定，然后抽出所述条形物，使镀覆层15和导电胶层14通过加热固化后形成密封的气道16。
上述方法还可以包括在所述凹槽13内镀覆导电浆之前，配制导电浆的步骤，包括：
取出重量占待配制导电浆重量40±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电浆重量60±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，从而配制成导电浆。
本发明的上述方法还包括在上述步骤b之后和上述步骤c之前的配制导电胶的步骤，该步骤包括：
取出重量占待配制导电胶重量30±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电胶重量70±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，从而配制成导电胶。
上述的胶粘剂可以是苏州东南电碳科技有限公司生产的DEP-600胶粘剂，其配方(重量百分比)为：环氧树脂70％，双氰氨25％，用于环氧树脂固化的促进剂(如甲基四氢基邻苯二甲酸酐、甲基咪唑、二甲基咪唑等)5％。上述胶粘剂的配方还可以是：改性环氧树脂70％，改性双氰氨25％，促进剂5％。
除了胶粘剂比例不同之外，本发明配制导电胶和导电浆的过程完全相同，下面描述本发明的配制导电胶的一个具体实例：
1.工艺准备
1.1设备：天平调试准确；
1.2工具：玻璃杯、玻璃棒；
1.3材料：DEP—600胶粘剂(主要成份是改性环氧树脂)、粒度35μm导电铜粉；
1.4重量配比：：30％；导电铜粉：70％
2.工艺规定
2.1根据加工产品的数量，按400g/m2用胶量估算胶粘剂的重量。
2.2从冰箱中取出胶粘剂一瓶，称量出所需的重量，倒入玻璃杯中。剩余的胶粘剂及时放回冰箱。
2.3将胶粘剂在室内放置4小时，使其温度恢复至常温。
2.4按与粘胶剂7:3的比例计算并称量所需铜粉的重量。剩余的铜粉密封后放回原位。
2.5把铜粉倒入已恢复到常温的胶粘剂中，用玻璃棒充分搅拌均匀。
3.工艺后处理
3.1将天平放到原来的位置。
3.2将用完后的玻璃杯、玻璃棒用丙酮洗净放到规定的位置待下次使用。
4.注意事项
4.2胶粘剂、铜粉的用量计算准确，称量无误。
4.3粘结的各项准备工作完成后，才能配制导电胶，配制好的导电胶要尽快用完。
下面举例说明本发明的导电浆镀覆的一个具体实例。
碳条粘结面用无水酒精清除表面灰尘等异物，粘结面朝上。
在凹槽内放入一根4的铁丝。
将导电浆填入凹槽内，用刮刀用力刮压填实填满。
在碳条的粘结面上均匀涂摸导电胶。
把碳条与铝托架贴合在一起，用铗子固定后，抽出铁丝，送入烘箱中固化。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电力机车受电弓滑板的制造方法，包括以下步骤：
a、在碳滑条(11)的用于连接托架(12)的底部，沿长度方向开设一条凹槽(13)；
b、在所述凹槽(13)内镀覆导电浆，使导电浆附着在碳滑条凹槽表面，以形成镀覆层(15)；
c、利用导电胶层(14)将具有镀覆层的碳滑条(11)粘结到托架(12)上，然后经加热固化后，形成由镀覆层和导电胶层密闭的气道(16)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的在凹槽内镀覆导电浆包括以下步骤：
将托架的底部朝上放置；
在所述凹槽中放入一根有助于形成镀覆层的条形物；
将导电浆填入凹槽内，并且填实填满，从而形成镀覆层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中上述步骤c包括：
c1、在碳滑条的底部的粘结面均匀涂抹导电胶，以形成导电胶层；
c2、把碳滑条与托架贴合在一起并用夹具固定，然后抽出所述条形物，使镀覆层和导电胶层通过加热固化后形成密封的气道。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述凹槽内镀覆导电浆之前配置导电浆的步骤，包括：
取出重量占待配制导电浆重量40±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电浆重量60±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，从而配制成导电浆。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括在上述步骤b之后及上述步骤c之前的配制导电胶的步骤，包括：
取出重量占待配制导电胶重量30±5％的胶粘剂，使其温度恢复至常温；
取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电胶重量70±5％的导电铜粉；
将所述导电铜粉全部到入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，从而配制成导电胶。
6.一种按照上述任一项权利要求所述方法制造的电力机车受电弓滑板，包括：
具有粘结面的托架(12)；
具有粘结面的碳滑条(11)，在所述碳滑条粘结面上沿长度方向开设一条凹槽(13)；以及
导电胶层(14)，所述碳滑条(11)的粘结面通过所述导电胶层(14)粘结所述托架(12)的粘结面；
其特征在于，所述碳滑条(11)的凹槽表面具有通过镀覆导电浆而形成的镀覆层(15)。
7.根据权利要求6所述的电力机车受电弓滑板，其中所述镀覆层(15)与所述导电胶层(14)通过贴合、固化围成用于连接受电弓风源系统的气道(16)。
8.根据权利要求6所述的电力机车受电弓滑板，其中所述镀覆层(15)通过固化单独形成用于连接受电弓风源系统的气道(16)。
9.根据权利要求7或8所述的电力机车受电弓滑板，其中所述气道(16)为横截面为圆孔形的气道。
10.根据权利要求7或8所述的电力机车受电弓滑板，其中所述凹槽(13)为矩形凹槽或半圆形凹槽。
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