[发明专利]内包式钢铝复合导电轨

说明书

技术领域

一种内包式钢铝复合导电轨，属于城市轨道交通供电用的器材。

背景技术

在本发明作出以前，在已有技术的城市轨道交通第三轨供电系统中，例如专利号为200720005867.1的一种钢铝复合导电轨，在与不锈钢复合前其铝型材上部二外侧支耳向外倾翻角度偏大，在与不锈钢槽复合过程中支耳根部塑性变形过大，支耳根部容易断裂；在长期使用后因振动致支耳对不锈钢槽抱紧程度降低，钢铝之间接触电阻加大。

发明内容

本发明的目的就是克服上述钢铝复合导电轨上部二外侧支耳根部容易断裂的缺点，发明一种支耳对不锈钢槽能持久抱紧，强度更高的内包式钢铝复合导电轨。

本发明解决其问题的技术方案，主要是在铝型材1的上部二外侧支耳5的根部设置可增大支耳旋转半径的槽4，在支耳5的内侧上部(对应不锈钢槽2的外侧部)设置能使支耳5有效压住不锈钢槽2的台阶3，并在二外侧支耳5上纵向每隔一段距离设置一对能消除热胀冷缩引起钢铝复合轨弯曲的不锈钢抽芯铆钉6。

本发明的优点是：

1、槽4的设置使槽4的底部在复合时成为支耳5由外向内转动的中心，支耳5的转角小，支耳根部变形小，不会断裂。

2、台阶3的设置、使二外侧支耳5牢靠地扣住不锈钢槽2，保证不锈钢槽2的内底面与铝型材1的上顶面贴紧，钢铝接触电阻小，使钢与铝复合成一体。

3、不锈钢抽芯铆钉6的设置，既可消除因线膨胀系数相差50％造成的钢铝弯曲，钢铝复合轨挠度小；又能使铝型材二外侧支耳在持久振动下保持贴紧在不锈钢槽的侧面。

附图说明

图1为本发明的横剖面图。

图2为本发明有铆钉6处的横剖面图。

图3为本发明未复合前的铝型材1的横剖面图。

具体实施方式

下面本发明结合附图中的实施例作进一步描述：

在图1中，工字形的铝型材1是导电的主体，顶部是与电力机车上的受电靴相接触的不锈钢槽2。由于城市轨道交通电流高达3000～4000安倍，故铝型材1的截面积达3800～4800mm²，不锈钢槽2作为受流接触面，其耐磨耗及电火花烧蚀的作用就很关键，5mm厚的不锈钢层使钢铝复合轨寿命达50年以上。铝型材1的上部二外侧有支耳5，不锈钢槽2的二个侧边被支耳5包裹在铝型材1内，故称内包式钢铝复合导电轨。支耳5的根部设有槽4，槽4的根部是复合过程中支耳5由外向内转动的中心，槽4的设置使转动中心到台阶3的垂直距离加大，即支耳5的旋转半径加大，槽4越深，支耳的转动角度越小，支耳的根部变形越小。若铝型材采用导电合金6101B，则支耳转动10°仍在正常的塑性变形范围内，支耳根部不会断裂。台阶3设置在支耳5的内侧上部，对应于不锈钢槽2侧边的外侧。台阶3的水平线部分，处于铝与钢的过盈配合面上，台阶3使二个支耳5牢牢压住不锈钢槽2，钢与铝成为一体，不锈钢槽2的内底面与铝型材1的上顶面贴紧，钢与铝接触电阻小，电流传输特性好。不锈钢槽2的二个内角均为90°，故其冷弯的工艺性好；不锈钢槽2的二个侧边外侧的台阶3，既可在热轧不锈钢槽2的型材时直接轧出来，也可在钢带冷弯后在铣床上铣出来，工艺上的可行性好。为了保证不锈钢槽2的内底面与铝型材1的上顶面贴紧，在不锈钢槽2的二个侧边的顶部与铝型材1之间应有一定间隙，该缝隙与槽4相垂直。

在图2中，不锈钢抽芯铆钉6位于二个支耳5的中部，将铝型材1的中上部、不锈钢槽2的侧边和支耳5连结起来。铝型材的线膨胀系数为24×10^-6/℃，不锈钢约为16×10^-6/℃，钢与铝二者相差50％，如果不采取措施，钢与铝复合后在一定温差时会出现弯曲，类似热电偶的双金属片弯曲效应，使钢铝复合轨在天气最热或最冷时其挠度大于7mm/5m，直线度的降低也就是受流质量的降低。抽芯铆钉6的设置，可以明显改变钢铝复合轨的温差弯曲效应。虽然钢铝复合轨的热膨胀力在70℃温差下达70吨左右，但只要抽芯铆钉6的数量多达一定程度，使其累计的总剪切力大于钢铝复合轨的最大膨胀力，抽芯铆钉6就将不锈钢与铝锁成一体，不会因温度变化而弯曲，例如4500mm²的铝型材，6mm厚的不锈钢槽，采用Φ6.4的不锈钢抽芯铆钉，对于15m长的钢铝复合轨，抽芯铆钉6的纵向中心距300mm就有加倍的安全系数。抽芯铆钉6另一个作用，就是可防止因长期振动而使二个支耳5向外松开，永久抱紧不锈钢槽2，保持钢与铝之间的接触电阻不减小，导电特性具有耐久性。

图3是钢与铝未复合前的铝型材1的横剖面图，与复合好的钢铝复合轨相比，主要区别是铝型材1的二个支耳5各向外侧张开一定角度，若铝型材采用6101B铝合金，该角度可取10°，使不锈钢槽2能从上往下放入铝型材的对应槽内，之后在专用的钢铝复合生产线上，专用设备将二个支耳5由外向内转动，转动的中心是槽4的底部，转动10°后，支耳5上的台阶3与不锈钢槽2上的台阶3重合，钢与铝即复合成一体。配上中间接头、端部弯头、膨胀接头、电缆连接板、锚结接头，将钢铝复合轨及其附件装在走行钢轨旁的绝缘支架上，再装上绝缘防护罩，就可向电力机车连续供电。