CN1029674C - 电力机车用复合滑板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
电力机车受电弓与架空导线相接触的复合滑板，是以槽型铝或铝合金为导电主体，槽内镶入一条或多条碳或石墨或者以碳或石墨为基渗有金属的夹条，结合侧面用粘结剂粘合而成，其制作方法是先将夹条及铝合金材料按设计要求加工成夹条及槽型铝材，再把夹条镶入槽型铝并以环氧树脂相粘结，待干燥后将其受磨擦面加工成凸圆弧曲面，并在中心线上按一定距离钻螺孔，最后用螺栓固定在受电弓托架上。中间部位的螺栓孔用夹条材料棒堵塞并锉平。
Description
本发明是一种用于电气化铁路、矿山电力机车车辆受电弓与架空接触网导线相接触的复合滑板及其制作方法，属电力机车受电技术领域。
目前，世界各国采用的受流滑板种类甚多，主要有三大类：1）金属滑板（铜、铝、钢等）;2）碳素滑板（碳或石墨或以碳为基的渗金属碳素滑板）;3）粉末冶金滑板（由铜、铝、锡、镍、石墨等原素烧结而成）。如德国专利申请DE3104146-A“导线供电作业用碳滑板”;日本专利申请特许公开昭57-43375“受流滑板”;英国专利申请GB1374972“架空接触网用受电弓滑板的改进”等均属上述滑板的类型。目的在于提高滑板的耐磨性和较大的冲击强度，提高其导电率和熔点，并要求最大限度地降低对导线的磨耗。可是，完全具备上述性质的受流滑板至今尚未解决。
金属滑板，虽然接触电阻小，不易打碎，但无良好的润滑，对导线磨耗大;碳滑板对接触导线的磨耗小，产生的电弧少。而接触电阻竟达到铜滑板的10倍左右，易产生导线过热的危险，并且碳滑板脆性大，运行过程中经常被打缺、拉槽、折断而造成行车故障;铜基、铁基粉末冶金滑板，由于受到润滑元素加入量及加入方法的限制，润滑及对导线的磨耗问题仍不能良好地解决，而且制作工艺复杂，价格昂贵;渗金属碳滑板，是近几年发展起来的滑板新品种，它在减少对导线的磨耗、降低接触电阻、提高结构强度方面均有所改
善，但仍存在易于打缺、拉槽问题，而且生产工艺复杂，设备条件要求高，价格昂贵。
我国采用的受流滑板类型和存在的问题与上述情况基本相同，而且采用的接触导线种类也较多，有铜接触导线，钢芯铝合金接触导线，钢铝（以低碳钢作为磨擦面）接触导线等。在接触导线悬挂方面，有的还是在同一条线路上用铜导线与钢铝导线间续混挂。这样，给选择合适的滑板带来更大的困难。
本发明的目的是提供一种能在强度、导电率等各项特性指标得到均衡、具有优良的耐磨性、且能将接触导线的磨耗量降至最低限度的复合滑板及其制作方法。
本发明的技术方案是这样实现的：该种复合滑板及其制作方法是以槽型铝或铝合金为导电主体，槽内镶入1条或多条碳或石墨或者以碳或石墨为基渗有金属的夹条而构成，长度L为500至1500毫米，接触磨擦面为整体园弧正拱形曲面，其园弧半径R为3至6米。此种结构形式，具有重量轻、运行中与导线接触平稳，有利于列车高速运行的优点。复合滑板是用螺栓固定在受电弓托架上的，安装简便、牢固，大大加强了受电弓的结构强度及稳定性。
复合滑板的中间梯形断面的上底宽m1为20-70毫米，下底宽m2为22-74毫米，高度h为22-40毫米。a1，a2……为上底铝合金断面的宽度，b1，b2……为上底夹条断面的宽度。
上底铝合金断面总宽度a＝a1+a2+……
上底夹条断面总宽度b＝b1+b2+……
为取得良好的导电率，大幅度降低磨耗，a与b的关系式为：
(b)/(a) ＝2-5。
在载面中心线沿长度方向按一定距离钻有螺栓孔，用螺栓将滑板与受电弓相固定，中心部分的螺栓孔上栓后要用相应直径的碳棒堵塞并锉平，固定滑板的螺栓孔，在夹条部分的孔径要大小金属部分的孔径，具体尺寸视选用的螺栓大小而定。此种滑板中的碳或石墨条被镶嵌在铝合金槽内，结合面用环氧树脂相互粘结，这样碳或石墨条得到铝合金槽的保护，提高其抗冲击强度，充分发挥其润滑好，对导线磨耗小的优点。两侧铝合金的接触电阻小，提高了导电率，克服了大电流通过时发生导线过热而烧断的危险，故而提高了列车高速运行的安全性。
特种铝合金是由铝、硅、镍、稀土等元素按英国专利NO2143190B提供的方法配制而成。其主要技术性能抗拉强度为11-13kgf/mm2，电阻率为0.03094Ω·mm2/m。该种铝合金不但具有优良的机械性能和电气性能，而且有表面牢固吸附碳或石墨的特性，降低了合金磨擦系数。
碳或石墨的主要性能：抗压强度为500-700kgf/cm2;抗折强度为300-400kgf/cm2;电阻系数为35-40Ω·mm2/m;肖氏硬度为50-70。
复合滑板应用在交流或直流电气化线路上，使接触导线的使用寿命比采用碳或石墨滑板提高1倍以，复合滑板使用寿命比普通碳滑板提高5倍以上。
下面结合附图以实施例来具体描述本发明
图1（A）为单夹条复合滑板主视示意图
图1CB为双夹条复合滑板主视示意图
图2（A-A）为单夹条复合滑板中间梯形断面示意图
图2（B-B）为双夹条复合滑板中间梯形断面示意图
图中：①-滑板夹条，②-槽形特种铝合金，③-螺栓孔，l-复合滑板长度，R-圆弧半径，m1-梯形断面的上底宽度，m2-梯形断面的下底宽度，h-梯形断面的高度，a-梯形断面的上底铝合金宽度，b-梯形断面的上底夹条宽度。
1、分别将夹条材料、铝合金按设计尺寸及形状加工成符合要求的夹条①及槽型铝材②。
2、将夹条①镶入铝合金槽②中，其断面形式如附图2所示，其结合侧面以环氧树脂进行粘结，然后进行自然干燥，也可以施行人工干燥。
3、将干燥后的复合滑板半成品进行机械加工，加工成如图1所示的符合设计要求的凸圆弧曲面形状，并在横截面的中心线上，沿滑板长度的一定距离钻螺栓孔③。
4、加工后的复合滑板用螺栓固定在受电弓托架上，其中间部位的螺栓孔要用相应直径的夹条材料棒将螺栓孔堵塞，并将其锉平。
Claims (3)
1、用于电气化铁路、矿山电力机车车辆受电弓与架空接触导线接触的复合滑板，其特征是：以槽型铝或铝合金为导电主体，槽内镶入一条或多条碳或石墨或者以碳或石墨为基渗有金属的夹条，其长度L为500至1500毫米，受磨擦面是半径R为3至6米的整体圆弧正拱形曲面，滑板中间梯形断面的上底宽m1为20至70毫米，下底宽m2为22至74毫米，高度h为22-40毫米，上底铝合金断面总宽度a=a1+a2+…，上底夹条断面总宽度b=b1+b2+…，a与b的关系式为：
b∶a=2-5
在截面中心线上沿长度方向按一定距离钻有将滑板与受电弓相固定用的螺栓孔。
2、根据权利要求1所述的复合滑板，其特征是：固定滑板的螺栓孔，其夹条部分的孔径要大于金属部分的孔径。
3、如权利要求1所述的复合滑板的制作方法，其特征是：分别将夹条及铝合金材料按设计尺寸及形状加工成条型碳材及槽型铝材，再将夹条镶入铝合金槽中，并用环氧树脂相粘结，然后进行自然干燥或施以人工干燥，干燥后的复合滑板半成品的受磨擦面加工成整体圆弧正拱形曲面，并在横载面中心线上沿滑板长度按设计距离钻螺栓孔，用螺栓将复合滑板与受电弓托架相固定，中间部位的螺栓孔要用相应直径的夹条材料棒堵塞并锉平。
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