一种接触网支撑装置的成型方法

摘要

本申请公开了一种接触网支撑装置的成型方法，包括以下步骤：1)芯管加工，将芯管分别加工成平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)及连接臂(4)，粘接；2)芯管缠绕预浸料；3)模具合模，固化成型。本发明的接触网支撑装置的成型方法，简单、高效制备接触网支撑装置，同时，所制备的接触网支撑装置重量轻、强度高、具有优良的绝缘性能，适应各种气候条件，能提高接触网可靠性，降低安装和维护工作难度。

权利要求

1.一种接触网支撑装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)芯管加工，将芯管分别加工成平腕臂(1)、斜腕臂(2)、弧形臂(3)及连接臂(4)，粘接；

2)芯管缠绕预浸料；所述预浸料以30-45°缠绕芯管，芯管交叉部位预浸料以90°缠绕补强；每层玻璃纤维之间错开15-60mm缠绕；

3)模具合模，固化成型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯管由绝缘热塑性管材、树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述芯管由聚氯乙烯管、聚乙烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管、聚丁烯管、环氧树脂复合绝缘管材、酚醛树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预浸料为玻纤预浸料、预浸带、玻纤纱中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，芯材上缠绕的玻璃纤维厚度为5-15mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固化成型可以采用热压罐固化法、模压成型法、内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当芯管采用空心管材时，采用内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种；当芯管采用实心管材时，采用热压罐固化法、模压固化法中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内压外热固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa；和/或所述内热压固化法中，蒸汽温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热压罐固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，热压罐压力0.1-3MPa；和/或所述模压固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力10-20MPa。

说明书

一种接触网支撑装置的成型方法

技术领域

[0001] 本申请涉及电气化轨道交通技术领域，特别是涉及一种接触网支撑装置的成型方法。

背景技术

[0002] 接触网是沿轨道交通线路上空架设的向电力机车供电的输电线路，在室外复杂环境下运转，其稳定性与安全性直接关系轨道交通的运营安全。接触网支撑装置安装在支撑柱上，用以支持接触网悬挂，并起到传递负荷的作用。实际使用中要求悬挂装置具备足够的机械强度，结构尽量简单、轻巧，易于安装及维修更换。

[0003] 而现有接触网支撑装置主要为钢腕臂支撑装置以及铝合金腕臂支撑装置。这两种支撑装置均有十几甚至几十个零部件通过铰接及螺栓连接等形式连接而成，安装维护工作量大且施工质量难以保证，同时绝缘子价格也较高。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明目的为提供一种接触网支撑装置的成型方法，简单、高效制备接触网支撑装置，同时，所制备的接触网支撑装置重量轻、强度高、具有优良的绝缘性能，适应各种气候条件，能提高接触网可靠性，降低安装和维护工作难度。

[0005] 本发明提供的技术方案如下：

[0006] 一种接触网支撑装置的成型方法，包括以下步骤：

[0007] 1)芯管加工，将芯管分别加工成平腕臂、斜腕臂、弧形臂及连接臂，粘接；

[0008] 2)芯管缠绕预浸料；

[0009] 3)模具合模，固化成型。

[0010] 优选地，所述芯管由绝缘热塑性管材、树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

[0011] 优选地，所述芯管由聚氯乙烯管、聚乙烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管、聚丁烯管、环氧树脂复合绝缘管材、酚醛树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

[0012] 优选地，所述预浸料为玻纤预浸料、预浸带、玻纤纱中的任意一种。

[0013] 优选地，所述预浸料以30-45°缠绕芯管，芯管交叉部位预浸料以90°缠绕补强。

[0014] 优选地，每层玻璃纤维之间错开15-60mm缠绕，芯材上缠绕的玻璃纤维厚度为5-15mm。

[0015] 优选地，固化成型可以采用热压罐固化法、模压成型法、内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种。

[0016] 优选地，当芯管采用空心管材时，采用内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种；当芯管采用实心管材时，采用热压罐固化法、模压固化法中的任意一种。

[0017] 优选地，所述内压外热固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa；和/或

[0018] 所述内热压固化法中，蒸汽温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa。

[0019] 优选地，所述热压罐固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，热压罐压力0.1-3MPa；和/或

[0020] 所述模压固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力10-20MPa。

[0021] 预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，属于制备复合材料的中间材料。预浸料包括增强材料(玻璃纤维、、芳纶纤维等)和基体材料(环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、氰酸酯树脂等)。通常将多种基体材料混合使用，以满足产品对工艺性能、湿热力学性能及断裂韧性等性能的要求，如酚醛树脂能提高树脂体系的反应活性和耐热性，双酚A型树脂可调节树脂体系的粘度，配合使用效果更好。本发明通过在芯管上缠绕预浸料、然后固化成型，得到性能优异的接触网支撑装置。

[0022] 绝缘性热塑性管可以是包括聚氯乙烯管(PVC)、聚乙烯管(PE)、交联聚乙烯管、聚丙烯管(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管(ABS)、聚丁烯管(PB)中的任一种；树脂复合绝缘管材为环氧树脂复合绝缘管材或酚醛树脂复合绝缘管材中的任一种。本发明中，可以选用聚氯乙烯管(PVC)作为芯管，易于通过热熔法连接，且整体装置质量增加较小。

[0023] 预浸料可以使用溶液法或热熔法制备。溶液法是将树脂溶于低沸点的溶剂中，然后将纤维束或织物按一定的速度浸渍树脂溶液，并用刮刀或辊筒控制树脂含量，然后干燥挥发低沸点溶剂，收卷制备预浸料。溶剂法制备预浸料设备简单、操作方便，但基体材料与增强材料的比例较难控制。热熔法是将树脂在高温下熔融，然后通过不同方式浸渍增强材料制备预浸料的方法。热熔法对预浸料基体材料含量控制精度高，挥发成分少，制备的预浸料性能优异。本发明中，可以选用中温型(130℃)环氧-E玻纤预浸料或预浸带。

[0024] 所述芯管交叉部位为芯管交叉部位为平腕臂1与连接臂4的连接处、平腕臂1与斜腕臂2的连接处、弧形臂3与平腕臂1的连接处、弧形臂3与斜腕臂2、连接臂4的连接处、斜腕臂2与连接臂4的连接处中的任意一项或多项。

[0025] 预浸料缠绕角度的选择，角度越大，越易于缠绕，而长度方向力学性能较差，直径方向力学性能较好。本发明中，使用30-45°中任一角度缠绕预浸料，经过分析测算，最终制备的接触网支撑装置的性能均能达到要求。

[0026] 交叉部位，包括平腕臂与连接臂的连接处、平腕臂与斜腕臂的连接处、弧形臂与平腕臂的连接处、弧形臂与斜腕臂、连接臂的连接处、斜腕臂与连接臂的连接处中的任意一项或多项，用预浸料(如预浸带或预浸纱)以90°缠绕补强，增强交叉部位的性能。

[0027] 当芯管选用空心管材，如聚氯乙烯管、聚乙烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管、聚丁烯管时，可以采用内压外热法固化，即向支撑装置内部通入带压力的常温空气，然后外部模具加热进行固化。内压外热固化法可采用复合材料模具或金属模具进行加热。还可以采用内热压固化法，即向支撑装置内部通入带压力的蒸汽，通过蒸汽实现加压加热的方法。内热压固化法可采用复合材料模具或金属模具。

[0028] 当芯管采用实心管材，如环氧树脂复合绝缘管材、酚醛树脂复合绝缘管材时，可以采用热压罐固化法，利用热压罐内部的高温圧缩气体产生压力，对缠绕预浸料后的芯管进行加热、加压，固化成型。还可采用模压固化法，将缠绕预浸料后的芯管放入固化温度下的模具中，固化成型。采用热压罐固化法，模具可以选用金属模具或复合材料模具，而采用模压固化法应选用金属模具。

[0029] 本发明提供方法制备的接触网支撑装置，满足行业标准的在物理性能、力学性能、电气性能及绝缘方面的要求，能够承受足够的水平、垂直荷重，腕臂结构不发生塑性变形或滑移。

[0030] 本发明提供的接触网支撑结构的成型方法，简单易操作，制备的支撑装置性能好、强度高，重量轻。通过采用高绝缘的复合材料，提高了接触网运营的安全性，降低了接触网支撑装置的安装与后期维护的难度及工作量。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0032] 图1为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的示意图；

[0033] 图2为本发明实施例中制备的接触网支撑装置的结构示意图；

[0034] 图3为本发明实施例中制备的接触网支撑装置预浸料缠绕示意图(45°)；

[0035] 图4为本发明实施例中制备的接触网支撑装置预浸料缠绕示意图(30°)；

[0036] 图5为本发明实施例中制备的接触网支撑装置预浸料补强区域示意图；

[0037] 附图标记：1-平腕臂；2-斜腕臂；3-弧形臂；4-连接臂；c-玻璃纤维补强区域；

具体实施方式

[0038] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

[0039] 请如图1至图5所示，本发明实施例提供一种接触网支撑装置的成型方法，包括以下步骤：

[0040] 1)芯管加工，将芯管分别加工成平腕臂1、斜腕臂2、弧形臂3及连接臂4，粘接；

[0041] 2)芯管缠绕预浸料；

[0042] 3)模具合模，固化成型。

[0043] 预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，属于制备复合材料的中间材料。预浸料包括增强材料(玻璃纤维、芳纶纤维等)和基体材料(环氧树脂、酚醛树脂、氰酸氨树脂等)。通常将多种基体材料混合使用，以满足产品对工艺性能、湿热力学性能及断裂韧性等性能的要求，如酚醛树脂能提高树脂体系的反应活性和耐热性，双酚A型树脂可调节树脂体系的粘度，配合使用效果更好。本发明通过在芯管上缠绕预浸料、然后固化成型，得到性能优异的接触网支撑装置。

[0044] 优选地，所述芯管由绝缘热塑性管材、树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

[0045] 优选地，所述芯管由聚氯乙烯管、聚乙烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管、聚丁烯管、环氧树脂复合绝缘管材、酚醛树脂复合绝缘管材中的任意一种或多种粘接制备。

[0046] 绝缘性热塑性管可以是包括聚氯乙烯管(PVC)、聚乙烯管(PE)、交联聚乙烯管、聚丙烯管(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管(ABS)、聚丁烯管(PB)中的任一种；树脂复合绝缘管材为环氧树脂复合绝缘管材或酚醛树脂复合绝缘管材中的任一种。本发明中，可以选用聚氯乙烯管(PVC)作为芯管，易于通过热熔法连接，且整体装置质量增加较小。

[0047] 优选地，所述预浸料为玻纤预浸料、预浸带、玻纤纱中的任意一种。

[0048] 预浸料可以使用溶液法或热熔法制备。溶液法是将树脂溶于低沸点的溶剂中，然后将纤维束或织物按一定的速度浸渍树脂溶液，并用刮刀或辊筒控制树脂含量，然后干燥挥发低沸点溶剂，收卷制备预浸料。溶剂法制备预浸料设备简单、操作方便，但基体材料与增强材料的比例较难控制。热熔法是将树脂在高温下熔融，然后通过不同方式浸渍增强材料制备预浸料的方法。热熔法对预浸料基体材料含量控制精度高，挥发成分少，制备的预浸料性能优异。本发明中，可以选用中温型(130℃)环氧-E玻纤预浸料或预浸带。

[0049] 优选地，所述预浸料以30-45°缠绕芯管，芯管交叉部位预浸料以90°缠绕补强。

[0050] 优选地，每层玻璃纤维之间错开15-60mm缠绕，芯材上缠绕的玻璃纤维厚度为5-15mm。

[0051] 所述芯管交叉部位为芯管交叉部位为平腕臂1与连接臂4的连接处、平腕臂1与斜腕臂2的连接处、弧形臂3与平腕臂1的连接处、弧形臂3与斜腕臂2、连接臂4的连接处、斜腕臂2与连接臂4的连接处中的任意一项或多项。

[0052] 预浸料缠绕角度的选择，角度越大，越易于缠绕，而长度方向力学性能较差，直径方向力学性能较好。本发明中，使用30-45°中任一角度缠绕预浸料，经过分析测算，最终制备的接触网支撑装置的性能均能达到要求。

[0053] 交叉部位，包括平腕臂1与连接臂4的连接处、平腕臂1与斜腕臂2的连接处、弧形臂3与平腕臂1的连接处、弧形臂3与斜腕臂2、连接臂4的连接处、斜腕臂2与连接臂4的连接处中的任意一项或多项，用预浸料(如预浸带或预浸纱)以90°缠绕补强，增强交叉部位的性能。

[0054] 优选地，固化成型可以采用热压罐固化法、模压成型法、内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种。

[0055] 优选地，当芯管采用空心管材时，采用内压外热固化法、内热压固化法中的任意一种；当芯管采用实心管材时，采用热压罐固化法、模压固化法中的任意一种。

[0056] 当芯管选用空心管材，如聚氯乙烯管、聚乙烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合管、聚丁烯管时，可以采用内压外热法固化，即向支撑装置内部通入带压力的常温空气，然后外部模具加热进行固化。内压外热固化法可采用复合材料模具或金属模具进行加热。还可以采用内热压固化法，即向支撑装置内部通入带压力的蒸汽，通过蒸汽实现加压加热的方法。内热压固化法可采用复合材料模具或金属模具。

[0057] 优选地，所述内压外热固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa；如120-130℃下反应5-6h，反应压力0.3-1MPa；和/或

[0058] 所述内热压固化法中，蒸汽温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力0.3-3MPa；如120-130℃下反应5-6h，蒸汽压力0.3-1Mpa。

[0059] 当芯管采用实心管材，如环氧树脂复合绝缘管材、酚醛树脂复合绝缘管材时，可以采用热压罐固化法，利用热压罐内部的高温圧缩气体产生压力，对缠绕预浸料后的芯管进行加热、加压，固化成型。还可采用模压固化法，将缠绕预浸料后的芯管放入固化温度下的模具中，固化成型。采用热压罐固化法，模具可以选用金属模具或复合材料模具，而采用模压固化法应选用金属模具。

[0060] 优选地，所述热压罐固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，热压罐压力0.1-3MPa；如120-130℃下反应5-6h，热压罐压力0.3-0.6MPa；和/或

[0061] 所述模压固化法中，反应温度110-150℃，反应时间4-10h，反应压力10-20MPa；如在120-130℃下反应5-6h，反应压力10-20MPa。

[0062] 本发明提供方法制备的接触网支撑装置，满足行业标准的在物理性能、力学性能、电气性能及绝缘方面的要求，能够承受足够的水平、垂直荷重，腕臂结构不发生塑性变形或滑移。

[0063] 本发明提供的接触网支撑结构的成型方法，简单易操作，制备的支撑装置性能好、强度高，重量轻。通过采用高绝缘的复合材料，提高了接触网运营的安全性，降低了接触网支撑装置的安装与后期维护的难度及工作量。

[0064] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。