CN108482189B - 钢铝复合导电轨及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通的导电轨，尤其涉及一种钢铝复合导电轨及其制作方法，包括铝基体，所述铝基体上端设置有板状的耐磨体，所述铝基体上端两侧设置有耐磨体卡槽，所述耐磨体包括两块耐磨单体，所述耐磨单体截面均为L型，所述耐磨单体下端向内弯折成弯折部，所述弯折部边沿均匀设置有耐磨单体齿，所述铝基体上端开有中心嵌条安装槽，所述中心嵌条安装槽内设置有中心嵌条，所述中心嵌条两侧面与中心嵌条安装槽侧壁压紧，所述中心嵌条下端均匀设置有中心嵌条齿，经过插接、辊压、焊接、铣削加工、裁切，得到成品钢铝复合导电轨，得到的钢铝复合导电轨钢铝双向结合紧密、牢固，整体尺寸精度高，截面形状灵活多样，制造工艺简洁高效。

Description

钢铝复合导电轨及其制作方法

技术领域

本发明涉及轨道交通的导电轨，尤其涉及一种钢铝复合导电轨及其制作方法。

背景技术

现有的钢铝复合导电轨主要有C形轨以及工字轨。其主要不足在于：

C形轨

整体尺寸精度较差，工作面平整度差，在线路上安装后各相邻轨体之间接缝处不平整，运行中易产生冲击和异常响声；钢、铝之间采用三道燕尾槽辊压复合，沿长度方向仅靠压合后的摩擦力约束，多次热胀冷缩后易出现钢、铝长度不一致现象；由于工艺限制，定尺长度有限，一般不超过15米，截面形状局限性较大；

工字轨不锈钢耐磨体分别在铝基体两侧卡入后中间部位焊接，卡入部位间隙较大；沿长度方向同样仅靠压合后的摩擦力约束，多次热胀冷缩后易出现钢、铝长度不一致现象；由于工艺限制，定尺长度有限，一般不超过15米，截面形状局限性较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢铝复合导电轨及其制作方法，得到的钢铝复合导电轨钢铝双向结合紧密、牢固、整体尺寸精度高、电阻率小。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种钢铝复合导电轨，包括铝基体，所述铝基体上端设置有板状的耐磨体，所述铝基体上端两侧设置有耐磨体卡槽，所述耐磨体卡槽为沟槽，所述耐磨体包括两块耐磨单体，所述耐磨单体截面均为L型，所述耐磨单体下端向内弯折成弯折部，所述弯折部边沿均匀设置有耐磨单体齿，所述弯折部穿装在耐磨体卡槽内并与耐磨体卡槽内壁压紧，所述耐磨体卡槽内壁设置有与耐磨单体齿相匹配的第一凹槽，所述铝基体上端开有中心嵌条安装槽，所述中心嵌条安装槽内设置有中心嵌条，所述中心嵌条上端两侧面为向上的斜面，所述中心嵌条两侧面与中心嵌条安装槽侧壁压紧，所述中心嵌条下端均匀设置有中心嵌条齿，所述中心嵌条安装槽底面设置有与中心嵌条齿相匹配的第二凹槽，两块耐磨单体与铝基体外端面压紧，两块耐磨单体相向的一端与中心嵌条上端面连接。

一种制作钢铝复合导电轨的方法，包括以下步骤：

A，挤压成型铝基体，裁切耐磨单体和中心嵌条备用，其中铝基体的耐磨体卡槽下边缘一体成型有第一预留体，在中心嵌条安装槽上端两侧均有第二预留体；

B，通过热成型工艺将耐磨单体其中一端成直角弯折得到弯折翼，弯折翼下端向内成直角弯折并在边沿加工耐磨单体齿，在中心嵌条下端面加工中心嵌条齿，然后将中心嵌条放置在中心嵌条安装槽内，将中心嵌条向下压紧在中心嵌条安装槽内，致使中心嵌条齿压入中心嵌条安装槽底面，将铝基体向下辊压，致使第二预留体向中心嵌条方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧；

C，将耐磨单体自两侧插装在对应的耐磨体卡槽内，将两个耐磨单体自两侧向内压紧，致使任一耐磨单体齿压入耐磨体卡槽内壁形成咬合，同时耐磨单体与铝基体侧面压紧，再将铝基体自两侧向中间辊压，致使第一预留体向耐磨体方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧，得到一次预装体；

D，将C步骤所得的一次预装体的耐磨单体下压，至耐磨单体与铝基体上端面压紧，两个耐磨单体内端面在中心嵌条上端面对齐，得到二次预装体；

E，将D步骤所得二次预装体中两个耐磨单体的内端与中心嵌条上端之间连续焊接，得到毛坯件，将毛坯件表面铣削加工，然后裁切，得到成品钢铝复合导电轨。

进一步地，所述第一预留体和第二预留体截面均为三角形。

进一步地，步骤C至步骤D是通过同一辊压装置连续加工完成。

本发明的有益效果在于：耐磨体边部带有防滑、防错动的耐磨单体齿，与铝基体复合后在该部位形成咬合，使其与铝基体沿长度方向形成强力有效约束，防止后期因热胀冷缩、弯曲等原因造成钢、铝错动；

增加了带有防滑、防错动效果的中心嵌条齿，在增强中心位置垂直方向结合强度的同时，强化了钢、铝沿长度方向的约束；

制作过程中，铝基体塑性变形范围极小，不影响轨体截面尺寸精度以及整体尺寸公差、形位公差精度。

所得到的导电轨产品，钢、铝结合面贴合紧密，接触面积大，耐磨体厚度为4mm，低于现有C形轨的5.5mm（平均值）和工字轨的6mm，同等条件下，钢铝结合界面传导电阻降低10~20%，耐磨层穿透电阻降低20~30%，在长期运营中节能效果明显。

附图说明

图1为实施例1端面示意图；

图2为铝基体端面示意图；

其中：1-铝基体，2-耐磨体，2A-耐磨单体齿，3-中心嵌条，3A-中心嵌条齿，4-焊接填充，5-工作表面，6-第一预留体，7-第二预留体，8-弯折部。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种钢铝复合导电轨，如图1所示，包括铝基体1，铝基体1上端安装有板状的耐磨体2，铝基体1上端两侧加工有耐磨体卡槽，耐磨体卡槽为沟槽，耐磨体包括两块耐磨单体，耐磨单体由厚度为4mm的不锈钢材料制成，耐磨单体截面均为L型，耐磨单体下端向内弯折成弯折部8，弯折部8边沿均匀加工有耐磨单体齿2A，耐磨单体齿2A截面为三角形，弯折部8穿装在耐磨体卡槽内并与耐磨体卡槽内壁压紧，耐磨体卡槽内壁有与耐磨单体齿相匹配的第一凹槽，本实施例中，第一凹槽是耐磨单体向铝基体挤压过程中耐磨单体齿挤压而成的，铝基体上端开有中心嵌条安装槽，中心嵌条安装槽内安装有中心嵌条3，中心嵌条截面为等腰梯形，中心嵌条两侧面与中心嵌条安装槽侧壁压紧，中心嵌条下端均匀加工有中心嵌条齿3A，中心嵌条齿截面为三角形，中心嵌条齿与中心嵌条长度方向垂直，中心嵌条安装槽底面设置有与中心嵌条齿相匹配的第二凹槽，本实施例中，第二凹槽是中心嵌条向铝基体挤压过程中耐磨单体齿挤压而成的，两块耐磨单体与铝基体外端面压紧，两块耐磨单体相向的一端与中心嵌条上端面焊接连接。

制作方法包括以下步骤：

A，挤压成型铝基体，裁切耐磨单体和中心嵌条备用，其中铝基体的耐磨体卡槽下边缘一体成型有第一预留体6，在中心嵌条安装槽上端两侧均有第二预留体7，第一预留体6和第二预留体7截面均为三角形，还可以是其它形状，在B步骤和C步骤挤压的过程中预留体能够填充相应的槽；

B，通过热成型工艺将耐磨单体其中一端成直角弯折得到弯折翼，弯折翼下端向内成直角弯折并在边沿加工耐磨单体齿，在中心嵌条下端面加工中心嵌条齿，然后将中心嵌条放置在中心嵌条安装槽内，将中心嵌条向下压紧在中心嵌条安装槽内，致使中心嵌条齿压入中心嵌条安装槽底面，将铝基体向下辊压，致使第二预留体向中心嵌条方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧，本步骤中，耐磨单体齿和中心嵌条齿均是通过压模工艺制得；

C，将耐磨单体自两侧插装在对应的耐磨体卡槽内，将两个耐磨单体自两侧向内压紧，致使任一耐磨单体齿压入耐磨体卡槽内壁形成咬合，同时耐磨单体与铝基体侧面压紧，再将铝基体自两侧向中间辊压，致使第一预留体向耐磨体方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧，得到一次预装体，一次预装体的侧面为平面；

D，将C步骤所得的一次预装体的耐磨单体下压，至耐磨单体与铝基体上端面压紧，两个耐磨单体内端面在中心嵌条上端面对齐，得到二次预装体；

E，将D步骤所得二次预装体中两个耐磨单体的内端与中心嵌条上端之间连续焊接形成焊接填充4，得到钢铝复合导电轨的毛坯件，将毛坯件表面铣削加工，然后裁切，得到成品钢铝复合导电轨。

值得注意的是，本实施例中，一次预装体、二次预装体、毛坯件是通过同一辊压装置连续成型，该辊压装置主要包括机架，机架上自进料端向出料端依次安装有用于将两个耐磨单体自两侧向中间辊压的第一竖直对辊、用于将铝基体自两侧向中间辊压的第二竖直对辊、用于将一次预装体的耐磨单体下压的水平对辊，本实施例中工件经过各对辊的两个辊之间，辊压加工，保证在加工的过程中，金属组织变化小，保证连接的紧密型和一致性，耐磨体与铝基体之间压合紧密，减小钢、铝传递电阻率，够有效的降低耐磨体与铝基体之间的空气间隙，减少界面氧化和电化学腐蚀。

两侧耐磨单体焊缝处靠铝基体一侧设有中心嵌条，中心嵌条是预先嵌入铝基体中，其底部有尖齿咬入铝基体中。

其主要优点在于：

增强钢铝结合面垂直方向结合强度，避免钢、铝结合面因钢面磨损产生翘曲、变形导致的分离现象，耐磨层厚度相对较小，电流在穿过整个耐磨层的穿透电阻较小；

增强沿长度方向的钢铝结合强度，避免热胀冷缩和弯曲带来的钢、铝相互错动；

焊接时隔离高温电弧与铝基体的直接接触，避免对铝基体表面的高温影响，同时避免因焊接出现的气泡、空洞、夹渣。

本实施例中，耐磨体弯钩压入铝基体的同时，其边部的尖齿同时咬入铝基体中，然后在铝基体外侧靠近耐磨体的位置通过局部压合，铝基体在该处将耐磨体的弯钩部位完全包覆。

其主要优点在于：

耐磨体弯钩与铝基体之间结合紧密，边部尖齿咬合充分、所需压力较小；

铝基体在外侧对耐磨体的包覆，不仅增加了与铝基体之间的整体结合强度，同时增加了钢、铝之间的实际接触面积，降低钢铝之间电流传导电阻，耐磨体厚度减小，降低了电流穿过耐磨体的穿透电阻。

铝基体局部塑性变形范围小，不影响整体尺寸精度。

本实施例中，焊接后不仅对焊缝进行加工处理，同时对整个工作面5进行精加工，保证整个工作面的平面度和钢铝复合导电轨轨体的整体精度，使用过程中能可靠保证授流的稳定性。

本实施例中利用铝基体自身的延展性，使耐磨体与铝基体之间完全压紧，实用性强，具有良好的抗热变形能力，同时能够增加接触面积，降低导电系数，提高使用寿命，可以根据需要挤压得到不同形状的铝基体，进而满足不同场合的要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钢铝复合导电轨，包括铝基体，所述铝基体上端设置有板状的耐磨体，其特征在于：所述铝基体上端两侧设置有耐磨体卡槽，所述耐磨体卡槽为沟槽，所述耐磨体包括两块耐磨单体，所述耐磨单体截面均为L型，所述耐磨单体下端向内弯折成弯折部，所述弯折部边沿均匀设置有耐磨单体齿，所述弯折部穿装在耐磨体卡槽内并与耐磨体卡槽内壁压紧，所述卡槽内壁设置有与耐磨单体齿相匹配的第一凹槽，所述铝基体上端开有中心嵌条安装槽，所述中心嵌条安装槽内设置有中心嵌条，所述中心嵌条上端两侧面为向上的斜面，所述中心嵌条两侧面与中心嵌条安装槽侧壁压紧，所述中心嵌条下端均匀设置有中心嵌条齿，所述中心嵌条安装槽底面设置有与中心嵌条齿相匹配的第二凹槽，两块耐磨单体与铝基体外端面压紧，两块耐磨单体相向的一端与中心嵌条上端面连接，制作方法包括以下步骤：A，挤压成型铝基体，裁切耐磨单体和中心嵌条备用，其中铝基体的耐磨体卡槽下边缘一体成型有第一预留体，在中心嵌条安装槽上端两侧均有第二预留体；

B，通过热成型工艺将耐磨单体其中一端成直角弯折得到弯折翼，弯折翼下端向内成直角弯折并在边沿加工耐磨单体齿，在中心嵌条下端面加工中心嵌条齿，然后将中心嵌条放置在中心嵌条安装槽内，将中心嵌条向下压紧在中心嵌条安装槽内，致使中心嵌条齿压入中心嵌条安装槽底面，将铝基体向下辊压，致使第二预留体向中心嵌条方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧；

C，将耐磨单体自两侧插装在对应的耐磨体卡槽内，将两个耐磨单体自两侧向内压紧，致使任一耐磨单体齿压入耐磨体卡槽内壁形成咬合，同时耐磨单体与铝基体侧面压紧，再将铝基体自两侧向中间辊压，致使第一预留体向耐磨体方向变形、填充并与耐磨单体侧壁压紧，得到一次预装体；

D，将C步骤所得的一次预装体的耐磨单体下压，至耐磨单体与铝基体上端面压紧，两个耐磨单体内端面在中心嵌条上端面对齐，得到二次预装体；

E，将D步骤所得二次预装体中两个耐磨单体的内端与中心嵌条上端之间连续焊接，得到毛坯件，将毛坯件表面铣削加工，然后裁切，得到成品钢铝复合导电轨。

2.根据权利要求1所述的钢铝复合导电轨，其特征在于：所述耐磨体由4mm厚的不锈钢板制成。

3.根据权利要求1所述的钢铝复合导电轨，其特征在于：所述第一预留体和第二预留体截面均为三角形。

4.根据权利要求1所述的钢铝复合导电轨，其特征在于：步骤C至步骤D是通过同一辊压装置连续加工完成。

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