CN106183893B - 应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置及工艺 - Google Patents

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CN106183893B CN201610654959.6A CN201610654959A CN106183893B CN 106183893 B CN106183893 B CN 106183893B CN 201610654959 A CN201610654959 A CN 201610654959A CN 106183893 B CN106183893 B CN 106183893B
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    • B60M1/28Manufacturing or repairing trolley lines

Abstract

一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂及制造装置与工艺,该复合绝缘腕臂由高强度绝缘管材及包覆绝缘硅橡胶组成,高强度绝缘管材通过连续纤维拉挤、连续纤维缠绕与连续纤维编织网管同时进行并浸渍树脂胶料的三重组合工艺制成,再外包覆绝缘硅橡胶,能够满足拉伸强度,弯曲强度,扭转强度,振动疲劳等机械强度要求,其包覆硅橡胶材料后,又同时具备抗腐蚀,抗锈蚀,抗紫外线老化等等能力,而且这种复合腕臂重量仅为金属腕臂50%,实现了整体绝缘腕臂的轻量化,因接触网的整体轻化量提高,从而在经济上性价比更合理。特别是复合绝缘腕臂具有优异的电气绝缘性能,从而提高接触网整体绝缘水平。因整体接触网腕臂全绝缘化,大大提高了接触网的安全可靠性。

Description

应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种复合绝缘腕臂,具体涉及一种铁路或地铁中接触网整体复合绝缘腕臂及制造装置与工艺。
背景技术
由于我国铁路的走向有一多半都是在崇山峻岭的隧道中运行,地铁百分之九十在地下运行,隧道内阴暗、潮湿、通风效果差、洞内气流在车辆通过中不恒定,污秽严重等等,设备及网件长期在这样的环境下易发生锈蚀,绝缘子的耐污秽能力下降。
兰新铁路大阪城盐湖区和风区自然环境及其恶劣,大风卷起的盐泥直接包覆在整个接触网上,而且持续数十天时间,春秋季节连续发生,绝缘子的污闪已经是经常性事故。
因绝缘水平下降而导致的闪络跳闸事故时有发生,这些都是安全可靠供电的最大挑战。直接影响铁路系统的安全正点运行。
提高接触网支持装置的绝缘水平,特别是将材质为金属腕臂改变为复合材料绝缘腕臂,实现从支柱绝缘子到金属腕臂全绝缘化。整体复合绝缘腕臂一直以来是广大铁路科技人员所关注的焦点和必须攻克的技术难点。
由于复合绝缘材料的刚性(弹性模量)较金属材料差,影响整体接触网的稳定性;户外的耐老化性能问题,影响接触网的使用寿命。
在铁路或地铁中,接触网是电气化铁路牵引供电的重要组成部分。接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础、供电辅助设施五大部分组成。而腕臂是接触网支持装置的重要组成部分之一。腕臂分为整体复合绝缘斜腕臂和整体复合绝缘平腕臂两种。腕臂的材质一般为金属钢管或高强度合金铝管。
从接触网的支持装置看,无论是整体复合绝缘平腕臂还是整体复合绝缘斜腕臂,其金属腕臂的一端通过管箍与绝缘子连接,所以叫绝缘腕臂。另外一端通过定位管、定位器、斜拉线及腕臂支撑等金属组合结构件承载着给牵引机车供电的导线。
铁路系统的供电电压25KV。地铁接触网的供电电压1500V。其绝缘子绝缘水平的选择也不尽相同。目前所选用的绝缘子有瓷、玻璃和复合绝缘子三种之一。
每次电力机车通过,受电弓在高速平滑移动时,所产生的冲击力会传递到绝缘腕臂上来,无论是平绝缘腕臂还是斜绝缘腕臂,坚决不能因绝缘腕臂位移所产生的接触不良接触导致受电质量下降问题发生。
传统的玻璃纤维增强环氧树脂拉挤电绝缘芯棒包覆硅橡胶材料做成的复合绝缘腕臂,因其内绝缘芯棒的增强纤维仅仅是纵向纤维,试验结果表明,拉伸强度很高而弯曲强度低,不能满足接触网腕臂的技术要求。
传统的玻璃纤维增强环氧树脂缠绕管包覆硅橡胶做成的复合绝缘腕臂,因其内绝缘管都是有一定的缠绕角度,而且缠绕角度的变化从现阶段的技术水平很难实现78%的纤维是零角度这种技术要求。即使零角度缠绕也不能满足技术要求,因为在缠绕机上缠绕零角度的纤维张力无法实现技术要求。试验结果表明,一般的玻璃纤维增强环氧树脂缠绕管,其拉伸强度和弯曲强度都不能满足接触网腕臂技术要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂及制造装置与工艺,替代金属腕臂的硅橡胶复合绝缘腕臂,为将金属腕臂改为硅橡胶复合绝缘腕臂,实现接触网绝缘腕臂的全绝缘化的功能。首先我们采用纵向玻璃纤维丝和环向玻璃纤维丝与玻璃纤维编织网管同步浸渍树脂胶料,按照一定的辅层设计理论,通过连续纤维拉挤、连续纤维缠绕与连续纤维编织网管浸渍树脂胶料三重组合工艺生产制作高强度绝缘管材,其次将定尺的这种绝缘管材作为内绝缘,打磨到设定的粗糙度后用酒精清洗表面干净,再在其外涂抹偶联剂,待偶联剂干燥后,在设定的工艺下包覆一定厚度硅橡胶材料作为外绝缘护套。至此,复合绝缘腕臂制造完成。第三,在制作成的复合绝缘腕臂上,配套上的棒形柱式绝缘子。这样接触网整体复合绝缘腕臂制作完成,结合传统的复合材料拉挤工艺,缠绕工艺和编织工艺,创造性的把三者结合在一起,能够满足拉伸强度,弯曲强度,扭转强度,振动疲劳等机械强度要求,其包覆硅橡胶材料后,又同时具备抗腐蚀,抗锈蚀,抗紫外线老化等等能力。而且这种复合材料重量仅为金属腕臂50%,实现了整体绝缘腕臂的轻量化。因接触网的整体轻化量提高,从而在经济上性价比更合理。特别是复合绝缘腕臂具有优异的电气绝缘性能,从而提高接触网整体绝缘水平。因整体接触网腕臂全绝缘化,大大提高了接触网的安全可靠性。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,包括金属镀铬芯模,金属镀铬芯模一端固定在装置前端设备架子上,另外一端伸进三区加热模具,金属镀铬芯模端面与三区加热模具的出口平齐,金属镀铬芯模中部固定在能上下左右调整的四联顶丝机构上,金属镀铬芯模外设有纤维层,纤维层外设有注树脂胶料盒子,注树脂胶料盒子设有阀门及注射树脂胶料管,纤维层穿过三区加热模具;
所述的纤维层的排布从里到外依次为第一纵向玻璃纤维排布层、内层逆时针纤维缠绕层、第二纵向玻璃纤维排布层、外层顺时针纤维缠绕层、第三纵向玻璃纤维排布层、纤维编织网层;其中所述的第一纵向玻璃纤维排布层,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共96支纱;所述的内层逆时针纤维缠绕层,其环向缠绕转动与拉挤的速度为25转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共138支纱;所述的外层顺时针纤维缠绕层,其环向缠绕转动与拉挤的速度为20转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共159支纱;所述的纤维编织网层采用编织塑料圆筒的编织机,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量205支纱,编织的圆管直径54mm或55mm,为带孔的丝网筒状,500克重/平方米,其运行的速度与拉挤管同步。
所述的金属镀铬芯模得直径为20mm。
所述的四联顶丝机构上的四个顶丝为M10的不锈钢通丝,用于调整模具上下左右位置,防止管子偏心。
所述的三区加热模具,温度控制采用全自动三区分别加热,模具进口A区的控制温度为110度,中区B区控制温度为155度,模具的出口C区控制温度为150度,整个过程拉挤速度控制在60mm/分钟。
所述的制造装置制造整体复合绝缘腕臂并应用于铁道接触网,该复合绝缘腕臂由高强度绝缘管材及包覆绝缘硅橡胶组成,高强度绝缘管材通过连续纤维拉挤、连续纤维缠绕与连续纤维编织网管同时进行并浸渍树脂胶料的三重组合工艺制成,高强度绝缘管材外包覆绝缘硅橡胶,所述的高强度绝缘管材内外壁由连续玻璃纤维顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的之间,最外层由连续纤维编织管包覆:
所述的复合绝缘腕臂中绝缘管横截面为17mm,玻璃纤维层由管子内向外5.66mm为纤维顺时针缠绕,由管子外向内5.66mm为纤维逆时针缠绕;绝缘硅橡胶层横截面单边为3mm。
所述的整体复合绝缘腕臂应用于铁道的接触网腕臂系统,整体复合绝缘平腕臂通过腕臂上底座连接立柱,整体复合绝缘斜腕臂通过腕臂下底座连接立柱,整体复合绝缘斜腕臂另一端通过套管双耳连接整体复合绝缘平腕臂,整体复合绝缘斜腕臂中间通过腕臂支撑连接整体复合绝缘平腕臂,并由腕臂支撑两端的支撑管卡子A固定,整体复合绝缘斜腕臂通过定位支撑管连接定位管,并由支撑管卡子B固定,定位管一端由定位环连接整体复合绝缘斜腕臂,定位管通过定位支座连接定位器,整体复合绝缘平腕臂上设有承力索座,整体复合绝缘平腕臂与定位管顶端设有管帽,所述的整体复合绝缘平腕臂及整体复合绝缘斜腕臂由复合绝缘腕臂前端通过管箍连接棒形柱式绝缘子组成。
所述的复合绝缘腕臂前端连接棒形柱式绝缘子组成整体复合绝缘腕臂,棒形柱式绝缘子采用瓷或复合硅胶材料,复合绝缘腕臂和绝缘子相连组成两种电压的整体复合绝缘腕臂,一种为应用于大铁路的25KV整体复合绝缘腕臂,其按以下方式组合:25KV硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂;25KV瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂;另一种为应用于地铁的1500V整体复合绝缘腕臂,其按以下两种方式组合:1500V硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂;1500V瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂。
一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造工艺,包括以下步骤:
1)制备高强度绝缘管,在管材内外壁由连续玻璃纤维通过纤维拉挤、纤维缠绕与纤维编织三种工艺方法顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的之间,最外层由连续纤维编织管包覆,浸渍环氧树脂胶料,制备成高强度绝缘管,使用的环氧树脂胶料在直接纱,环向缠绕纱,编织网筒纱全部在正常运转并且通过机械牵引设备后,再打开阀门(注胶;所述的环氧树脂胶用料按质量比包括以下份数:环氧树脂100份:甲基四氢苯酐 85份:二乙基四甲基咪唑 1.2份;
2)将高强度绝缘管的表面用150目的纱布打磨,保证它具有一定的粗糙度,以便表面层与高温硫化绝缘硅橡胶更好的黏结;
3)用酒精清洗打磨的绝缘管材表面,至没有任何污物后晾干;
4)给上述晾干的高强度绝缘管表面均匀涂抹一层凯姆洛克608偶联剂;
5)把上述涂抹了偶联剂的高强度绝缘管放到烘箱,烘箱温度控制在80度,放置2小时待用;
6)把购买的成品高温硫化绝缘硅橡胶,在使用前检测它的各项性能指标是否符合国标GB/T19519和电力行业标准DL/T376;
7)把合格的符合国家标准高温硫化绝缘硅橡胶成品,加入到橡胶挤塑机的料斗中,橡胶挤塑机的模具出口为设定的60mm,橡胶挤塑机的内孔为53 mm,挤出口的设定温度为155度;
8)从烘箱中取出表面涂抹了偶联剂的高强度绝缘管,将一端塞进橡胶挤塑机的产品包覆入口,开启橡胶挤塑机,趁热给这根管子包覆单边厚度为3mm的高温硫化绝缘硅橡胶;
9)把包覆完成的硅橡胶复合绝缘管,再放到烘箱二次硫化3小时,温度控制为160度,包覆了硅橡胶的高强度绝缘管制造完成,至此,制成复合绝缘腕臂。
本发明的有益效果是:
结合传统的复合材料拉挤工艺,缠绕工艺和编织工艺,创造性的把三者结合在一起,能够满足拉伸强度,弯曲强度,扭转强度,振动疲劳等机械强度要求,其包覆硅橡胶材料后,又同时具备抗腐蚀,抗锈蚀,抗紫外线老化等等能力。而且这种复合材料重量仅为金属腕臂50%,实现了整体绝缘腕臂的轻量化。因接触网的整体轻化量提高,从而在经济上性价比更合理。特别是复合绝缘腕臂具有优异的电气绝缘性能,从而提高接触网整体绝缘水平。因整体接触网腕臂全绝缘化,大大提高了接触网的安全可靠性,同时高温硫化绝缘硅橡胶材料在电力领域已经有20年的成熟运行业绩。它的抗紫外线老化功能,超强的憎水性,卓越的抗污秽性能及优异的电气绝缘性能一直被广泛应用。
附图说明
图1为本发明的复合绝缘腕臂的结构及制造装置结构示意图。
图2为本发明的应用示意图。
图3为本发明的应用于大铁路的25KV整体复合绝缘腕臂示意图。
图4为本发明的应用于地铁的1500V整体复合绝缘腕臂示意图。
其中,1为金属镀铬芯模;2为纵向玻璃纤维排布层;3为四联顶丝机构;4为内层逆时针纤维缠绕筒装置;5为纵向玻璃纤维排布层;6为外层顺时针纤维缠绕筒装置;7为纵向玻璃纤维排布层;8为纤维编织网管装置;9为注树脂胶料盒子;10为阀门;11为注射树脂胶料管;12为三区加热模具;13为立柱;14为腕臂上底座;15为支撑管卡子A;16为整体复合绝缘平腕臂;17为套管双耳;18为承力索座;19为管帽;20为腕臂支撑;21为整体复合绝缘斜腕臂;22为定位支撑管;23为定位环;24为定位管;25为支撑管卡子B;26为定位支座;27为定位器;28为腕臂下底座;29为棒形柱式绝缘子;30为管箍。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步叙述。
如图1所示,一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂,该复合绝缘腕臂由高强度绝缘管材及包覆绝缘硅橡胶组成,高强度绝缘管材通过连续纤维拉挤、连续纤维缠绕与连续纤维编织网管同时进行并浸渍树脂胶料的三重组合工艺制成,高强度绝缘管材外包覆绝缘硅橡胶,所述的高强度绝缘管材内外壁由连续玻璃纤维顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的中间,最外层由连续纤维编织管包覆。
所述的复合绝缘腕臂中绝缘管横截面为17mm,玻璃纤维层由管子内向外5.66mm为纤维顺时针缠绕,由管子外向内5.66mm为纤维逆时针缠绕;绝缘硅橡胶层横截面单边为3mm。
一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,包括属镀铬芯模1,金属镀铬芯模1一端固定在装置前端设备架子上,另外一端伸进三区加热模具12,金属镀铬芯模1端面与三区加热模具12的出口平齐,金属镀铬芯模1中部固定在能上下左右调整的四联顶丝机构3上,金属镀铬芯模1外设有纤维层,纤维层外设有注树脂胶料盒子9,注树脂胶料盒子9设有阀门10及注射树脂胶料管11,纤维层穿过三区加热模具12。
所述的纤维层的排布从里到外依次为第一纵向玻璃纤维排布层2、内层逆时针纤维缠绕层4、第二纵向玻璃纤维排布层5、外层顺时针纤维缠绕层6、第三纵向玻璃纤维排布层7、纤维编织网层8;其中所述的第一纵向玻璃纤维排布层2,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共96支纱;所述的内层逆时针纤维缠绕层4,其环向缠绕转动与拉挤的速度为25转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层5,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共138支纱;所述的外层顺时针纤维缠绕层6,其环向缠绕转动与拉挤的速度为20转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层7,其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共159支纱;所述的纤维编织网层8采用编织塑料圆筒的编织机,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量205支纱,编织的圆管直径54mm或55mm,为带孔的丝网筒状,500克重/平方米,其运行的速度与拉挤管同步。
所述的金属镀铬芯模1得直径为20mm。
所述的四联顶丝机构3上的四个顶丝为M10的不锈钢通丝,用于调整模具上下左右位置,防止管子偏心。
所述的三区加热模具12,温度控制采用全自动三区分别加热,模具进口A区的控制温度为110度,中区B区控制温度为155度,模具的出口C区控制温度为150度,整个过程拉挤速度控制在60mm/分钟。
一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造工艺,包括以下步骤:
1)制备高强度绝缘管,在管材内外壁由连续玻璃纤维通过纤维拉挤、纤维缠绕与纤维编织三种工艺方法顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的中间,最外层由连续纤维编织管包覆,浸渍环氧树脂胶料,制备成高强度绝缘管,使用的环氧树脂胶料在所述直接纱,环向缠绕纱,编织网筒纱全部在正常运转并且通过机械牵引设备后,再打开阀门10注胶;所述的环氧树脂胶用料按质量比包括以下份数:环氧树脂100份:甲基四氢苯酐 85份:二乙基四甲基咪唑 1.2份;
2)将高强度绝缘管的表面用150目的纱布打磨,保证它具有一定的粗糙度,以便表面层与高温硫化绝缘硅橡胶更好的黏结;
3)用酒精清洗打磨的绝缘管材表面,至没有任何污物后晾干;
4)给上述晾干的高强度绝缘管表面均匀涂抹一层凯姆洛克608偶联剂;
5)把上述涂抹了偶联剂的高强度绝缘管放到烘箱,烘箱温度控制在80度,放置2小时待用;
6)把购买的成品高温硫化绝缘硅橡胶,在使用前检测它的各项性能指标是否符合国标GB/T19519和电力行业标准DL/T376;
7)把合格的符合国家标准高温硫化绝缘硅橡胶成品,加入到橡胶挤塑机的料斗中,橡胶挤塑机的模具出口为设定的60mm,橡胶挤塑机的内孔为53 mm,挤出口的设定温度为155度;
8)从烘箱中取出表面涂抹了偶联剂的高强度绝缘管,将一端塞进橡胶挤塑机的产品包覆入口,开启橡胶挤塑机,趁热给这根管子包覆单边厚度为3mm的高温硫化绝缘硅橡胶;
9)把包覆完成的硅橡胶复合绝缘管,再放到烘箱二次硫化3小时,温度控制为160度,包覆了硅橡胶的高强度绝缘管制造完成,至此,制成复合绝缘腕臂。
所述的环氧树脂胶采用取环氧树脂5Kg,加入甲基四氢苯酐4.25Kg,搅拌均匀后再加入二乙基四甲基咪唑60g。
如图2所示,整体复合绝缘腕臂应用于铁道接触网的腕臂系统,整体复合绝缘平腕臂16通过腕臂上底座14连接立柱13,整体复合绝缘斜腕臂21通过腕臂下底座28连接立柱13,整体复合绝缘斜腕臂21另一端通过套管双耳17连接整体复合绝缘平腕臂16,整体复合绝缘斜腕臂21中间通过腕臂支撑20连接整体复合绝缘平腕臂16,并由腕臂支撑20两端的支撑管卡子A15固定,整体复合绝缘斜腕臂21通过定位支撑管22连接定位管24,并由支撑管卡子B25固定,定位管24一端由定位环23连接整体复合绝缘斜腕臂21,定位管24通过定位支座26连接定位器27,整体复合绝缘平腕臂16上设有承力索座18,整体复合绝缘平腕臂16与定位管24顶端设有管帽19,所述的整体复合绝缘平腕臂16及整体复合绝缘斜腕臂21由复合绝缘腕臂前端通过管箍30连接棒形柱式绝缘子29组成。
如图3、4所示,所述的复合绝缘腕臂前端连接棒形柱式绝缘子组成整体复合绝缘腕臂,棒形柱式绝缘子可采用瓷,复合硅胶材料,复合绝缘腕臂可以和绝缘子相连组成两种电压的整体复合绝缘腕臂,一种为应用于大铁路的25KV整体复合绝缘腕臂,其按以下方式组合: 25KV硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂; 25KV瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂;另一种为应用于地铁的1500V整体复合绝缘腕臂,其按以下方式组合:1500V硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂;1500V瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂。
对于本领域的一般技术人员,依据本发明思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述的权力要求,不应理解为对本发明的限制,凡依本设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,包括金属镀铬芯模(1),其特征在于,金属镀铬芯模(1)一端固定在装置前端设备架子上,另外一端伸进三区加热模具(12),金属镀铬芯模(1)端面与三区加热模具(12)的出口平齐,金属镀铬芯模(1)中部固定在能上下左右调整的四联顶丝机构(3)上,金属镀铬芯模(1)外设有纤维层,纤维层外设有注树脂胶料盒子(9),注树脂胶料盒子(9)设有阀门(10)及注射树脂胶料管(11),纤维层穿过三区加热模具(12);
所述的纤维层的排布从里到外依次为第一纵向玻璃纤维排布层(2)、内层逆时针纤维缠绕层(4)、第二纵向玻璃纤维排布层(5)、外层顺时针纤维缠绕层(6)、第三纵向玻璃纤维排布层(7)、纤维编织网层(8);其中所述的第一纵向玻璃纤维排布层(2),其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共96支纱;所述的内层逆时针纤维缠绕层(4),其环向缠绕转动与拉挤的速度为25转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层(5),其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共138支纱;所述的外层顺时针纤维缠绕层(6),其环向缠绕转动与拉挤的速度为20转/分钟,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量1支纱;所述的纵向玻璃纤维排布层(7),其玻璃纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX9600,数量共159支纱;所述的纤维编织网层(8)采用编织塑料圆筒的编织机,其上边所用的纤维为无碱无捻的合股直接纱,规格TEX1200,数量205支纱,编织的圆管直径54mm或55mm,为带孔的丝网筒状,500克重/平方米,其运行的速度与拉挤管同步。
2.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,其特征在于,所述的金属镀铬芯模(1)得直径为20mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,其特征在于,所述的四联顶丝机构(3)上的四个顶丝为M10的不锈钢通丝,用于调整模具上下左右位置,防止管子偏心。
4.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,其特征在于,所述的三区加热模具(12),温度控制采用全自动三区分别加热,模具进口A区的控制温度为110度,中区B区控制温度为155度,模具的出口C区控制温度为150度,整个过程拉挤速度控制在60mm/分钟。
5.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,其特征在于,所述的制造装置制造整体复合绝缘腕臂并应用于铁道接触网,该复合绝缘腕臂由高强度绝缘管材及包覆绝缘硅橡胶组成,高强度绝缘管材通过连续纤维拉挤、连续纤维缠绕与连续纤维编织网管同时进行并浸渍树脂胶料的三重组合工艺制成,高强度绝缘管材外包覆绝缘硅橡胶,所述的高强度绝缘管材内外壁由连续玻璃纤维顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的之间,最外层由连续纤维编织管包覆:
所述的复合绝缘腕臂中绝缘管横截面为17mm,玻璃纤维层由管子内向外5.66mm为纤维顺时针缠绕,由管子外向内5.66mm为纤维逆时针缠绕;绝缘硅橡胶层横截面单边为3mm。
6.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,整体复合绝缘腕臂应用于铁道的接触网腕臂系统,其特征在于,整体复合绝缘平腕臂(16)通过腕臂上底座(14)连接立柱(13),整体复合绝缘斜腕臂(21)通过腕臂下底座(28)连接立柱(13),整体复合绝缘斜腕臂(21)另一端通过套管双耳(17)连接整体复合绝缘平腕臂(16),整体复合绝缘斜腕臂(21)中间通过腕臂支撑(20)连接整体复合绝缘平腕臂(16),并由腕臂支撑(20)两端的支撑管卡子A(15)固定,整体复合绝缘斜腕臂(21)通过定位支撑管(22)连接定位管(24),并由支撑管卡子B(25)固定,定位管(24)一端由定位环(23)连接整体复合绝缘斜腕臂(21),定位管(24)通过定位支座(26)连接定位器(27),整体复合绝缘平腕臂(16)上设有承力索座(18),整体复合绝缘平腕臂(16)与定位管(24)顶端设有管帽(19),所述的整体复合绝缘平腕臂(16)及整体复合绝缘斜腕臂(21)由复合绝缘腕臂前端通过管箍(30)连接棒形柱式绝缘子(29)组成。
7.根据权利要求1所述的一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造装置,其特征在于,复合绝缘腕臂前端连接棒形柱式绝缘子组成整体复合绝缘腕臂,棒形柱式绝缘子采用瓷或复合硅胶材料,复合绝缘腕臂和绝缘子相连组成两种电压的整体复合绝缘腕臂,一种为应用于大铁路的25KV整体复合绝缘腕臂,其按以下方式组合:25KV硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂;25KV瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的大铁路整体复合绝缘腕臂;另一种为应用于地铁的1500V整体复合绝缘腕臂,其按以下两种方式组合:1500V硅橡胶柱式复合绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂;1500V瓷棒柱式绝缘子与高强度复合绝缘腕臂相连组成的地铁整体复合绝缘腕臂。
8.一种应用于铁道接触网的整体复合绝缘腕臂的制造工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)制备高强度绝缘管,在管材内外壁由连续玻璃纤维通过纤维拉挤、纤维缠绕与纤维编织三种工艺方法顺时针缠绕和逆时针缠绕环向均匀分布,纵向玻璃纤维为三层,两个环向纤维缠绕层排布在三层纵向纤维的之间,最外层由连续纤维编织管包覆,浸渍环氧树脂胶料,制备成高强度绝缘管,使用的环氧树脂胶料在直接纱,环向缠绕纱,编织网筒纱全部在正常运转并且通过机械牵引设备后,再打开阀门(10)注胶;所述的环氧树脂胶用料按质量比包括以下份数:环氧树脂100份:甲基四氢苯酐 85份:二乙基四甲基咪唑 1.2份;
2)将高强度绝缘管的表面用150目的纱布打磨,保证它具有一定的粗糙度,以便表面层与高温硫化绝缘硅橡胶更好的黏结;
3)用酒精清洗打磨的绝缘管材表面,至没有任何污物后晾干;
4)给上述晾干的高强度绝缘管表面均匀涂抹一层凯姆洛克608偶联剂;
5)把上述涂抹了偶联剂的高强度绝缘管放到烘箱,烘箱温度控制在80度,放置2小时待用;
6)把购买的成品高温硫化绝缘硅橡胶,在使用前检测它的各项性能指标是否符合国标GB/T19519和电力行业标准DL/T376;
7)把合格的符合国家标准高温硫化绝缘硅橡胶成品,加入到橡胶挤塑机的料斗中,橡胶挤塑机的模具出口为设定的60mm,橡胶挤塑机的内孔为53 mm,挤出口的设定温度为155度;
8)从烘箱中取出表面涂抹了偶联剂的高强度绝缘管,将一端塞进橡胶挤塑机的产品包覆入口,开启橡胶挤塑机,趁热给这根管子包覆单边厚度为3mm的高温硫化绝缘硅橡胶;
9)把包覆完成的硅橡胶复合绝缘管,再放到烘箱二次硫化3小时,温度控制为160度,包覆了硅橡胶的高强度绝缘管制造完成,至此,制成复合绝缘腕臂。
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