CN1071127A - 电力机车用复合滑板的设计及其制作方法 - Google Patents

Abstract

用于电气化铁路、矿山电力机车车辆受电弓与架 空接触导线相接触的复合滑板，是以槽形铝或铝合金 为导电主体，槽内镶入碳、石墨或碳、石墨为基渗有金 属的夹条，结合侧面用粘结剂粘合而成。其受摩擦面 加工成拱形圆弧曲面，并用螺栓将滑板与受电弓托架 相连接。

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。

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、铅、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。

本发明的技术方案是这样实现的：一种复合滑板，其特征是以铝或铝合金为导电主体，中间镶入碳、石墨或以碳、石墨为基渗有金属的夹条而构成，其外形如附图1所示。图1（A）和（B）分别为单碳条和双碳条两种形式复合滑板的外形侧视图，接触磨擦面呈整体园弧曲面正拱形结构，其园弧半径R为3至6米，长度l为500至1500毫米。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。

复合滑板的构造如附图2所示。图2（A-A）为单碳条复合滑板的中间梯形断面示意图，图2（B-B）为双碳条复合滑板的中间梯形断面示意图。图中①为碳条，②为特种铝合金，③为螺栓孔，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……为上底碳条断面的宽度。

上底铝合金断面总宽度a＝a₁+a₂+……。

上底碳条断面总宽度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。

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倍以上，滑板自身使用寿命比碳滑板提高5倍以上。

下面结合附图1和附图2的实施例来具体描述本发明：

1、分别将碳材、铝合金按设计尺寸及形状加工成符合要求的碳条及槽型铝材。

2、将碳条镶入铝合金槽中，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园弧曲面形状，并在横截面的中心线上，沿滑板长度的一定距离钻螺栓孔。

4、加工后的复合滑板用螺栓固定在受电弓托架上，中间螺栓孔要用相应直径的碳棒将碳条孔堵塞，并将其锉平。

Claims (4)

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，槽内镶入碳、石墨或以碳、石墨为基渗有金属的夹条(一条或多条)，结合侧面用粘结剂粘合而成，其长度ι为500至1500毫米。

2、根据权利要求1所述的复合滑板，其特征是：受磨擦面加工成整体园弧正拱形曲面，其园弧半径R为3至6米。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+……，上底碳条断面总宽度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螺栓孔，用螺栓将滑板与受电弓相固定，中间部分的螺栓孔上栓后要用相应直径的碳棒堵塞并锉平。

3、根据权利要求1和2所述的复合滑板，其特征是：碳或石墨夹条与铝合金槽相结合的侧面，用环氧树脂相粘结。

4、根据权利要求1和2所述的复合滑板，其特征是：固定滑板的螺栓孔，其碳条部分的孔径要大于铝合金部分的孔径，具体尺寸视采用的螺栓大小而定。