带导电滚轴的钢铝复合轨膨胀接头的制作方法

一种带导电滚轴的钢铝复合轨膨胀接头，属于城市轨道交通第三轨供电用的器材。

背景技术：

本实用新型作出以前，在已有技术中，城市轨道交通第三轨供电需采用膨胀接头，以包容钢铝复合轨热胀冷缩带来的长度变化。例如，专利号2011 20235658.2的钢铝复合轨的芯棒式膨胀接头，其鱼尾板的二个斜面与工字形铝轨之腰的接触面为滑动摩擦，摩擦系数大于0.2，鱼尾板的端头在运输中对铝轨之腰的斜面指稍有擦痕，在使用中随热胀冷缩，鱼尾板相对铝轨往复移动过程中会演变成铝材表面起毛，摩擦系数增大至0.35以上，使膨胀接头的滑动启动力由＜800N增大至＞2000N，而M12螺栓的拧紧力也直接影响滑动启动力，力矩大于15N*M的滑动启动力大于2000N，进而造成绝缘支架侧向受力偏大而损坏，破坏系统供电，造成事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，发明一种鱼尾板与铝轨之腰的接触面为滚动摩擦而鱼尾板仍能对二端的铝轨实施电流连接的膨胀接头，使钢铝复合导电轨在该接头既能传输更大的电流，又有较小的滑动启动力。

本实用新型主要解决方案，是这样实现的：在鱼尾板的二个斜面的二端各挖能放置4个导电滚轴的沟槽，盖上滚轴盖板，使导电滚轴既能在沟槽里转动，其上部又稍高于滚轴盖板，而由导电滚轴的圆周线与铝轨之腰的斜面滚动接触， 这样既能将鱼尾板与铝轨之间的摩擦由滑动变滚动，摩擦系数降至0.02以下，最终滑动启动力可恒小于800N；而且导电滚轴采用T2硬质铜件镀银，可以在鱼尾板与铝轨之腰间传输电流，由于一套膨胀接头共用了32个导电滚轴，构成16对并联的等效电阻，具有传电的高可靠性。

本实用新型的解决方案，还包括采用大铜圈直接将电流从一端的钢铝复合轨传到另一端的钢铝复合轨，以及每根鱼尾板二端各有一个小铜圈分别与每一端的钢铝复合轨相连接，大铜圈与小铜圈都是软连接，不影响二端的钢铝复合轨纵向相对移动，本实用新型的解决方案，包括三条并联的传电路径，一、左边的钢铝复合轨经大铜圈直接传电到右边的钢铝复合轨，二、左边的钢铝复合轨导电滚轴到二根鱼尾板再到右边的导电滚轴，再到右边的钢铝复合板轨，三、左边的钢铝复合轨径小铜圈到二根鱼尾板而再到另一端的小钢圈，最终到右边的钢铝复合轨。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1、膨胀接头的滑动启动力小而稳定，滑动启动力与M12螺栓螺母的拧紧力矩无关。

2、钢铝复合轨膨胀接头有三条并联的传电路径，传输电流大，可靠性高。

3、膨胀接头两端的过渡电阻小，甚至小于同样长度的钢铝复合轨本体的体积电阻，使第三轨供电线路具有最低的线性电阻，节能。

附图说明

图1为钢铝复合轨膨胀接头左段的横剖面图。

图2为钢铝复合轨膨胀接头的俯视图。

图3为膨胀接头中段的横剖面图。

图4为鱼尾板斜表面的C-C旋转视图。

图5为导电滚轴和盖板的横剖面图。

图6为导电滚轴和盖板的局部放大图。

具体实施方式

下面本实用新型结合附图中的实施例作进一步描述：

本实用新型图1为膨胀接头左段的横剖面图，即图2的B-B剖面图，图1的中下部为钢铝复合板，其工字形铝轨1的腰部二侧各有一条第一鱼尾板2和第二鱼尾板5，左右鱼尾板被M12螺栓7经弹簧6压紧在铝轨的腰上，M12螺栓7采用双螺母加定位销的方法来使鱼尾板对铝轨的夹紧力保持恒定，切忌M12螺栓7不经弹簧6直接压紧左边第一鱼尾板2和右边第二鱼尾板5，与工字形铝轨的1的腰的斜面压紧的是4支导电滚轴的3的圆周表面，导电滚轴3嵌在第一鱼尾板2和第二鱼尾板5的沟槽里，鱼尾板与铝轨1不直接接触，二者通过导电滚轴3连接，这种连接在机械上为滚动摩擦连接，在电气上三者串联。导电滚轴采用硬质铜镀银，就将铝轨1与第一鱼尾板2及第二鱼尾板5串联起来了。

图1的上部为膨胀接头的电流连接器，主要由大铜圈8固定在与钢铝复合轨1焊成一体的连接座10上面，大铜圈8用厚0.1mm的镀锡硬态铜带绕叠而成，在M12螺栓7的位置，钢铝复合轨1上是个纵向长槽。

图2为膨胀接头的俯视图，钢铝复合轨1被从中间以横置的“Z”字形线切割成左右二段，向二头分开留出可变化的间隙“δ”。有二个连接座10分别与钢铝复合轨的左右段焊成一体。大铜圈8同时与二个连接座10相连接。使左右钢铝复合轨相对移动，热胀时间隙“δ”变小，冷缩时间隙“δ”变大，而大铜圈8的软特性使大铜圈8二端的二个弯头位置会自动变化，从而在这种纵向的线性位移时保持二段钢铝复合轨的电气连接，这是第三条传电路径。

在图2右段的局部剖视中，可以看到上面的小铜圈9与第一鱼尾板2相连，下面的小铜圈9与第二鱼尾板5相连。而在图2的左段也有二个小铜圈9分别与鱼尾板2和鱼尾板5相连，小铜圈9的另一头被固定在铝轨上的腰上，构成了另一条传电路径。

在图2中有3个M12螺栓7，起到将鱼尾板和钢铝复合轨装配成一体的作用。

图3为膨胀接头中段的横剖面图，即图2的A-A剖面。钢铝复合轨被从中间切成左右二半。由于第一鱼尾板2和第二鱼尾板5在腰部将切成二半的钢铝复合轨夹持，使左右钢铝复合轨只有一个自由度，即纵向相对位移，如果左右钢铝复合轨的接触面间隙过大，钢铝复合轨会出现横向扭转，二个不锈钢接触面不在同一平面上，会导致机车上的受流器损坏。所以3个M12螺栓7既不能将鱼尾板连同左右钢铝复合轨夹死，其螺母又不能松开旋转，所以必须使用双螺母加定位销的办法来维持二段钢铝复合轨接触面微小间隙的稳定性。

在图3中，左右二段钢铝复合轨1的上面各焊了一个连接座10，大铜圈8的左右面分别与左右连接座10用螺栓固定，使左边的钢铝复合轨1的电流经左边的连接座10流经铜圈再到右边的连接座10，最终流到右边的铜钢铝复合轨1，故图3是电流连接器的主要视图，电流连接器可承担额定电流的60％，这是第一条传电路径。

图4是鱼尾板斜表面的C-C旋转视图。长达1.1m的鱼尾板二端各有一组导电滚轴组合，每个组合里有4支导电滚轴3和一个滚轴盖板4，8个小螺钉将滚轴盖板固定在鱼尾板上。左边的导电滚轴组合与左边的钢铝复合轨1之腰接触，右边的导电滚轴组合与右边的钢铝复合轨1之腰接触，构成第二条传电路径。

图5是导电滚轴和盖板的横剖面图，即图4的D-D剖面图，鱼尾板2上开 设的4条沟槽11的宽度比导电滚轴3的直径仅宽0.02mm，沟槽11的深度比导电滚轴3的半径多0.2mm，导电滚轴3的直径取8mm。滚轴盖板4埋在鱼尾板的长方形凹槽里，其上表面与鱼尾板2的斜面持平。

图6是图5的局部放大图，导电滚轴3与第一鱼尾板2上的沟槽11和滚轴盖板4的形位公差采用动配合，导电滚轴3的上表面露出滚轴盖板4约0.3mm，沟槽11内角处涂导电膏，既使导电滚轴3润滑转动，又增加导电率。