CN109515254B - 一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头，包括左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨腰依次通过鱼尾夹板连接形成的滑轨结构，其中鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨的轨腰滑动连接，鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰固定连接；左滑轨、右滑轨和中间滑轨的轨底上均设置有主软铜带。进一步地通过铜铝过渡板，主软铜带，压板，辅助软铜带，隔板，限位套，连接过渡块等结构解决膨胀接头在线路弯道性能的缺陷，保证机械连接、电气性能、补偿能力上均能满足要求；能够满足侧向受流需要，同时减小对界限的要求；能够使列车的集电靴平稳划过膨胀接头的受流面，保证接触轨续流平稳性。

Description

一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体涉及一种新型适合跨座式单轨、中低速磁悬浮侧向受流的钢铝复合接触轨膨胀接头。

背景技术

在跨座式单轨、中低速磁悬浮轨道交通钢铝复合接触轨供电系统中，膨胀接头的作用为补偿接触轨因热胀冷缩而产生的长度变化并保证电流续接良好，是城市轨道交通钢铝复合接触轨供电系统的重要部件。

随着城市轨道交通的迅速发展，钢铝复合接触轨及其附件也在不断地得到改进，膨胀接头作为主要部件其形式也开始呈现多样化。但随着使用时间的增加，普遍暴露出初始滑移动力大、电流续接性能不佳、过渡电阻增大等缺陷。

目前使用的上、下接触式膨胀接头不能完全满足侧向受流形式的需要，且结构较为复杂成本较高，需要进行复杂的机加工和焊接等加工处理，相应的加工容易产生内应力使得滑轨热胀冷缩时滑动阻力增大。特别是在侧向接触方式下、线路曲率较小的弯道上布置的膨胀接头，不能保证在其机械连接、电气性能满足要求的情况下，具有很好的调整补偿能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头，适用于跨座式单轨和磁悬浮等侧向受流的牵引供电系统，其不仅能有效补偿钢铝复合接触轨因热胀冷缩产生的长度变化，还具有如下特点：解决膨胀接头在线路弯道性能的缺陷，保证机械连接、电气性能、补偿能力上均能满足要求；能够满足侧向受流需要，同时减小对界限的要求；能够使列车的集电靴平稳划过膨胀接头的受流面，保证接触轨续流平稳性。

本发明的技术方案如下：

一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头，包括左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨腰依次通过鱼尾夹板连接形成的滑轨结构，其中鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨的轨腰滑动连接，鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰固定连接；左滑轨、右滑轨和中间滑轨的轨底上均设置有主软铜带。

进一步地，所述中间滑轨的两端为阶梯型结构，所述左滑轨和右滑轨与中间滑轨对接的一端也为与中间滑轨相配合的阶梯型结构。

进一步地，主软铜带由单片的T2软质铜箔叠加后，模具压制而成M型，铜箔之间贴合紧密，单片的T2软质铜箔的厚度可以为0.05mm；主软铜带上设置有安装固定孔，通过固定螺栓分别紧固安装在左滑轨、右滑轨和中间滑轨的轨底面上。

进一步地，所述左滑轨和右滑轨的轨腰上均设置水平长孔，所述中间滑轨的轨腰上设置固定圆孔，所述鱼尾夹板设置在左滑轨、中间滑轨和右滑轨两侧的轨腰中，通过螺栓贯穿水平长孔和固定圆孔固定连接，实现鱼尾夹板与中间滑轨固定连接，鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨滑动连接。

更进一步地，鱼尾夹板连接左滑轨与右滑轨的螺栓上套装有限位套，限位套位于水平长孔中；鱼尾夹板连接中间滑轨的螺栓上套装有与鱼尾夹板内侧形状贴合的隔板，隔板设置于鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰之间。

更进一步地，主软铜带与左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨底面之间设置有第一铜铝过渡板。

更进一步地，主软铜带的上端面设置有压板，压板为防腐金属材质。

进一步地，与左滑轨连接的鱼尾夹板的侧面端部和左滑轨之间以及与右滑轨连接的鱼尾夹板的侧面端部和右滑轨之间均通过辅助软铜带连接，辅助软铜带成Ω型。

更进一步地，辅助软铜带与左滑轨和右滑轨连接的部位均设置有连接过渡块，辅助软铜带与鱼尾夹板的侧面端部的连接面之间设有第二铜铝过渡板，辅助软铜带与连接过渡块之间设有第三铜铝过渡板。

更进一步地，连接过渡块为铝块，分别通过连接螺栓将对称布置的辅助软铜带、第一铜铝过渡板、第二铜铝过渡板、第三铜铝过渡板、连接过渡块串联固定在一起。

进一步地，本发明提供了一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头，由左滑轨、中间滑轨、右滑轨、鱼尾夹板、铜铝过渡板、主软铜带、压板、辅助软铜带构成；所述的中间滑轨的两端制成阶梯型，左滑轨和右滑轨靠近中间滑轨的一端也制成与之配合的阶梯型，且左滑轨、右滑轨的轨腰上均设有水平长孔，中间滑轨的轨腰上设有两个固定圆孔；所述鱼尾夹板卡在左滑轨、中间滑轨、以及右滑轨两侧轨腰中，并通过螺栓贯穿水平长孔、固定圆孔连接在一起，使鱼尾夹板与中间滑轨为固定连接，与左滑轨、右滑轨为滑动连接。

本发明提供的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，所述鱼尾夹板中间及左右位置可对称设有4个固定圆孔，中间位置采用螺栓I固定连接鱼尾夹板及中间滑轨；其左右位置分别采用螺栓II滑动连接鱼尾夹板及左右滑轨，所述连接螺栓II的中部套装有限位套，且限位套位于水平长孔中；所述连接螺栓I上对称套装有2个与鱼尾夹板内侧形状贴合的隔板，且2个隔板分别位于鱼尾夹板与中间滑轨两侧轨腰之间。

本发明提供的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，所述主软铜带和辅助软铜带均为层压铜箔，其中主软铜带的左右两端及中间位置设置有安装固定孔，通过固定螺栓分别紧固安装在左滑轨、右滑轨、中间滑轨的轨底面上，所述主软铜带与左滑轨、中间滑轨、右滑轨的轨顶之间设置有铜铝过渡板，上端面设置有压板，所述压板为防腐金属材料。其中位于左、右滑轨上的铜铝过渡板及压板均采用四孔固定方式，提高了稳固性。

本发明提供的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，新型膨胀接头可设有四个辅助软铜带，其一端固定在两侧鱼尾夹板的侧端部，另一端用于连接左、右滑轨。由于轨腰高度的限制，所述辅助软铜带与左、右滑轨之间采用一开有螺栓孔的铝块作为连接过渡，采用辅助软铜带可有效保证膨胀接头续流稳定，减小过渡电阻。

本发明所述膨胀接头，采用一根整体复合轨线切割成左、右滑轨、中间滑轨三部分，两段切割路径一致分别成阶梯状，左、右滑块的一端切割成相同的阶梯状，左、右滑块沿中间轴线方向旋转对称布置，中间滑块两端的阶梯状台阶沿中间轴线方向旋转对称，且三者之间呈梯形状相互齿合，相比传统的斜切口形式其优点在于随着膨胀接头间隙的增大或缩小，左、右滑块和中间滑块之间始终处于齿合状态，无连续断口，集电靴在滑过膨胀接头受流面之间的间隙时不易产生冲击，受流更加平稳；且在侧向授流状态下，无论膨胀接头间隙如何变化，各个滑块之间始终处于齿合状态，相互支撑，有效防止重力作用下的扰度变形。

主软铜带成M型，是由单片厚度为0.05mm的T2软质铜箔叠加后，模具压制而成M型，铜箔之间贴合紧密。主软铜带的作用是作为电连接部件传输电流，相比传统的椭圆形铜带其优点是结构形式简单，不需要进行焊接加工，可以防止缠绕加工产生的形变反向内应力，形变反向内应力在安装时会引起左右滑轨与鱼尾夹板相切，增大滑动阻力；M型铜带的形变内应力作用于沿轨道方向，不会引起左右滑轨与鱼尾夹板相切，所以滑动阻力较小。

膨胀接头主要导电部位为上端M型铜带，部分电流通过左右滑轨与鱼尾夹板接触导电，为了顺畅滑动，鱼尾夹板只有部分与左右滑轨相接触，部分处于虚接触状态，接触电阻不稳定，辅助软铜带保障了鱼尾夹板与左右滑轨的稳定连接，保证了电流续接性能，减少过渡电阻。

鱼尾夹板固定和支撑于滑块腰部，同时将左、右滑轨、中间滑轨三者机械的连接在一起，起到滑动、导向、限位的作用，是左、右滑轨顺畅滑动的导轨。通过M12螺栓及锁紧螺母将鱼尾夹板和左、右滑轨及中间滑轨紧密连接在一起。锁紧螺母有很好的防松、防振作用。鱼尾夹板通过四个螺栓安装在左右滑轨及中间滑轨的两侧轨腰处，其中采用两个M12螺栓固定连接中间滑轨，左、右滑轨在连接鱼尾夹板的位置设有水平长孔，另外两边的连接螺栓分别贯穿两侧鱼尾夹板以及左、右滑轨的长孔，且连接螺栓的中部套装有限位套，以便左右滑轨能够滑动。而且四个螺栓的紧固力矩也不相同，中间螺栓的紧固力矩大（为60Nm），目的是保证鱼尾夹板与中间滑轨紧密固定相连，两边螺栓的紧固力矩小（为1-6Nm），使鱼尾板以适当力度夹持住限位套形成鱼尾夹板与滑轨腰部的滑动间隙。

本发明与现有技术相比具有的有益效果在于：

1) 本发明采用辅助软铜带连接轨体与鱼尾夹板，既保证了中间滑轨的受流能力要求又保证了整体过渡电阻的稳定性，有效防止了部件滑动过程中由于部件间接触质量变化所引起的过渡电阻变动，能够很好的保证电流续接性能。

2) 本发明鱼尾夹板采用双孔固定于中间滑轨上，增加了侧向安装时鱼尾夹板的支撑强度，减少重力作用下膨胀接头发生的变形。

3) 本发明采用阶梯型中间滑轨与左、右滑轨的阶梯端相搭接紧密贴合，配合使列车在膨胀接头处的受流平稳，不易产生冲击。

4) 本发明结构简单，不需要进行复杂的机加工和焊接加工，可以防止加工产生的内应力引起滑动阻力增大。

附图说明

图1为本发明实施例1中新型钢铝复合接触轨膨胀接头正视图；

图2为本发明实施例1中新型钢铝复合接触轨膨胀接头俯视图，其中a为膨胀接头拉伸状态俯视图，b为膨胀接头拉伸状态内部结构示意图；

图3为本发明实施例1中左滑轨、中间滑轨和右滑轨连接示意图；

图4为本发明实施例1中左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨腰示意图；

图5为本发明实施例1中新型钢铝复合接触轨膨胀接头整体结构示意图；

图6为图1的A-A剖视图；

图7为图1的B-B剖视图；

图8为图1的C-C剖视图；

图9为本发明实施例2中新型钢铝复合接触轨膨胀接头俯视图；

图10为本发明实施例2中新型钢铝复合接触轨膨胀接头主体结构示意图；

图1-8中：10为左滑轨，20为中间滑轨，30为右滑轨，40为鱼尾夹板，50为第一铜铝过渡板，60为主软铜带，70为压板，80为辅助软铜带，81为第二铜铝过渡板，82为第三铜铝过渡板，90为隔板，100为限位套，110为连接过渡块，101为水平长孔，102为固定圆孔。

具体实施方式：

实施例1

如图1-4所示，为本实施例新型钢铝复合接触轨膨胀接头示意图，包括左滑轨10、中间滑轨20和右滑轨30（图3）的轨腰依次通过鱼尾夹板40连接形成的滑轨结构，其中鱼尾夹板40与左滑轨10和右滑轨30的轨腰滑动连接，鱼尾夹板40和中间滑轨20的轨腰固定连接；左滑轨10、右滑轨30和中间滑轨20的轨底上均设置有主软铜带60。

与左滑轨连接的鱼尾夹板40的侧面端部和左滑轨之间以及与右滑轨连接的鱼尾夹板40的侧面端部和右滑轨之间均通过辅助软铜带80连接（图2a）。由图中可以看出，辅助软铜带80的一端与鱼尾夹板40侧面端部连接，另一端与左滑轨或右滑轨连接，保证了整体过渡电阻的稳定性，有效防止了部件滑动过程中由于部件间接触质量变化所引起的过渡电阻变动，能够很好的保证电流续接性能。

如图3所示，为左滑轨、中间滑轨和右滑轨连接示意图，所述中间滑轨20的两端为阶梯型结构，所述左滑轨10和右滑轨30与中间滑轨20对接的一端也为与中间滑轨20相配合的阶梯型结构。主软铜带60上设置有安装固定孔，通过固定螺栓将主软铜带60分别紧固安装在左滑轨10、右滑轨30和中间滑轨20的轨底面上。

如图4所示，左滑轨和右滑轨的轨腰上均设置水平长孔101，所述中间滑轨的轨腰上设置固定圆孔102，所述鱼尾夹板设置在左滑轨、中间滑轨和右滑轨两侧的轨腰中，通过螺栓贯穿水平长孔101和固定圆孔102固定连接，实现鱼尾夹板与中间滑轨固定连接，鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨滑动连接。

如图5所示，为本实施例提供的钢铝复合接触轨膨胀接头整体结构示意图。

实施例2

本实施例为在实施例1基础上的一种改进，如图6所示，主软铜带与左滑轨、中间滑轨和右滑轨相接触连接的轨底面之间设置有第一铜铝过渡板50；主软铜带的上端面（即外侧端面）设置有压板70，压板70为防腐金属材质；鱼尾夹板连接左滑轨与右滑轨的螺栓上套装有限位套100（见图7所示），限位套100位于水平长孔中；鱼尾夹板连接中间滑轨的螺栓上套装有与鱼尾夹板内侧形状贴合的隔板90，隔板90设置于鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰之间。辅助软铜带80与左滑轨和右滑轨连接的部位均设置有连接过渡块110（见图8所示），本实施例中连接过渡块110为铝块。

更进一步地，如图9所示，所述辅助软铜带80的一端通过螺栓固定在鱼尾夹板40的侧面端部，两者之间设有第二铜铝过渡板81；所述辅助软铜带80的另一端用于连接左(右)滑轨，两者之间采用一开有螺栓孔的连接过渡块110进行连接过渡，辅助软铜带80与连接过渡块110之间设有第三铜铝过渡板82，辅助软铜带80的使用可以保证膨胀接头的续流稳定，减少过渡电阻。

如图10所示，为本实施例提供的新型钢铝复合接触轨膨胀接头的主体结构示意图。

本发明通过左滑轨、中间滑轨和右滑轨的特定组合，尤其是左滑轨和右滑轨与中间滑轨通过相配合的阶梯型结构进行组合连接，使整个接触轨膨胀接头的受流面无连续断口。

Claims (6)

1.一种新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，包括左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨腰依次通过鱼尾夹板连接形成的滑轨结构，其中鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨的轨腰滑动连接，鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰固定连接；左滑轨、右滑轨和中间滑轨的轨底上均设置有主软铜带；

所述中间滑轨的两端为阶梯型结构，所述左滑轨和右滑轨与中间滑轨对接的一端为与中间滑轨相配合的阶梯型结构；

主软铜带由单片的T2软质铜箔叠加后，模具压制而成M型，铜箔之间贴合紧密，主软铜带上设置有安装固定孔，通过固定螺栓分别紧固安装在左滑轨、右滑轨和中间滑轨的轨底面上；

所述左滑轨和右滑轨的轨腰上均设置水平长孔，所述中间滑轨的轨腰上设置固定圆孔，所述鱼尾夹板设置在左滑轨、中间滑轨和右滑轨两侧的轨腰中，通过螺栓贯穿水平长孔和固定圆孔固定连接，实现鱼尾夹板与中间滑轨固定连接，鱼尾夹板与左滑轨和右滑轨滑动连接；鱼尾夹板连接左滑轨与右滑轨的螺栓上套装有限位套，限位套位于水平长孔中；鱼尾夹板连接中间滑轨的螺栓上套装有与鱼尾夹板内侧形状贴合的隔板，隔板设置于鱼尾夹板和中间滑轨的轨腰之间。

2.根据权利要求1所述的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，主软铜带与左滑轨、中间滑轨和右滑轨的轨底面之间设置有第一铜铝过渡板。

3.根据权利要求2所述的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，主软铜带的上端面设置有压板，压板为防腐金属材质。

4.根据权利要求1所述的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，与左滑轨连接的鱼尾夹板的侧面端部和左滑轨之间以及与右滑轨连接的鱼尾夹板的侧面端部和右滑轨之间均通过辅助软铜带连接。

5.根据权利要求4所述的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，辅助软铜带与左滑轨和右滑轨连接的部位均设置有连接过渡块，辅助软铜带与鱼尾夹板的侧面端部的连接面之间设有第二铜铝过渡板，辅助软铜带与连接过渡块之间设有第三铜铝过渡板。

6.根据权利要求5所述的新型钢铝复合接触轨膨胀接头，其特征在于，连接过渡块为铝块；分别通过连接螺栓将对称布置的辅助软铜带、第一铜铝过渡板、第二铜铝过渡板、第三铜铝过渡板、连接过渡块串联固定在一起。