耐疲劳型整体吊弦的制作方法

本实用新型涉及一种铁路零部件，具体说涉及一种高铁上所用整体吊弦。
背景技术：
：整体吊弦是高铁接触网上用量最大的一种零件，大约每隔7～8m安装一条，例如京沪线(上、下行加上车站多股道等)共需40余万条整体吊弦；吊弦的作用是将接触线等间距的悬吊在承力索上，从而使接触线在空中保持平直，以满足高速行驶的机车稳定取流之所需。国内高铁整体吊弦有两种型式，一种为柔性悬吊，另一种为钢性悬吊，现有高铁接触网大约90％以上采用柔性吊弦。京津城际接触网用整体吊弦是进口的德国原型产品，京沪、武广、郑西、京石武等多条高铁线所用整体吊弦是中、德合资企业按德国标准生产的产品，运行不到5年上述线路均发生了多起整体吊弦断裂的故障。以上多条高铁接触网发生的整体吊弦断裂现象说明，这种结构的柔性整体吊弦存在结构缺陷。通过对66条断裂的整体吊弦进行分析，认为整体吊弦的断裂主要由以下原因引起：1、吊弦线韧性差，耐反复弯曲次数低：理论与实践均证明，在机车高速滑过时接触网存在大幅度随机的阻尼振动，整体吊弦因此受到动态力作用。试验证明瞬时的冲击力高达5～7倍的静态力(静态力设计为1kN，瞬时冲击力可达5～7kN)。因接触网是个柔性系统，受电弓通过时还存在波动等，因此整体吊弦会因振动、波动等原因造成频繁的反复弯曲。因吊弦是柔性结构，受电弓通过时在上抬力作用下，吊弦弯曲，受电弓通过后，在波动传输以及重力的双重作用下，吊弦又被瞬间拉紧，且发生以平衡位置为中心的阻尼振动，受电弓每通过一次，吊弦发生的阻尼振动次数为15次左右。试验证明现有的吊弦线韧性较差，耐反复弯曲性能较差，频繁发生的振动所引起的反复弯曲，会使吊弦线折断，大大降低了吊弦的预期使用寿命；2、不合理的压接方法，使得压接应力大，在压接处容易断：现有的整体吊弦在两端心形护环处采用了一种三点式压接方法，这种压接方法最大的问题是采用点接触压接，压接应力接近吊弦线的抗拉强度，再加上动态应力，在压接处极容易达到吊弦线的抗拉强度而引发吊弦线断裂，这就是吊弦线多数在压接处发生断裂的原因；3、心形护环尺寸设计不合适：现有的整体吊弦的心形护环设计尺寸偏大，受电弓通过吊弦点时，瞬时将接触线连同接触线吊弦线夹和吊环一起抬起，因心形护环内径偏大，不能在适当位置与吊环形成有效约束而限制其继续上升，结果造成心形护环线槽内的吊弦线冲撞、磨损吊弦线夹的U型顶部，受电弓每通过一次，这种磨损会发生数次，久而久之，吊弦线在此被磨断丝，断股，进而全断；另外现有的心形护环是冲压成型，因工艺不当容易出现微裂纹，运行中也时常因裂纹扩展而发生断裂。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种耐疲劳型整体吊弦，其使用寿命长，不易断裂。为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种耐疲劳型整体吊弦，包括吊弦线、上、下心形护环、上、下压接管、上、下吊环、承力索吊弦线夹、接触线吊弦线夹、上、下压接端子，上、下心形护环分别套在上、下吊环上，上吊环安装于承力索吊弦线夹上，下吊环安装于接触线吊弦线夹上，吊弦线一端绕在上心形护环上并与上压接端子连接，上压接管贴近上心形护环的端部并包裹压紧在折叠后的两根吊弦线上，吊弦线的另一端绕在下心形护环上并与下压接端子连接，下压接管贴近下心形护环的端部并包裹压紧在折叠后的两根吊弦线上，所述上、下压接管上间隔设置有3个环状压槽。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上、下压接管的长度均为30-40mm。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上、下压接管两端部均为向外扩的喇叭口形。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，相邻两环状压槽的间距为5mm，环状压槽的宽度为5mm。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述环状压槽的横截面形状为椭圆形。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上压接端子的片状体和柱状体之间采用圆弧过渡，所述下压接端子的片状体和柱状体之间采用圆弧过渡。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上心形护环可沿所述上吊环上升的距离小于所述上吊环到所述承力索吊弦线夹的距离。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上心形护环、下心形护环由不锈钢板材经冲压制成，冲压前先进行固溶处理。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述上心形护环、下心形护环的直径为12.5mm，所述上心形护环、下心形护环的壁厚均为1.5mm。本实用新型耐疲劳型整体吊弦，其中，所述吊弦线的抗拉强度为6.5kN，所述吊弦线的完全弯曲断裂次数为350-370次。采用上述方案后，与现有技术相比由于本实用新型耐疲劳型整体吊弦的上、下压接管间隔设置有多个环状压槽，上压接管和吊弦线面接触，下压接管和吊弦线也是面接触，压接应力小、压接强度大，防止吊弦线在上压接管或下压接管处断裂，使用寿命长。附图说明图1是本实用新型耐疲劳型整体吊弦的主视结构示意图；图2是本实用新型耐疲劳型整体吊弦的左视结构示意图。具体实施方式如图1和图2所示，本实用新型耐疲劳型整体吊弦包括吊弦线11、上心形护环12、下心形护环12’、上压接管13、下压接管13’、上吊环14、下吊环14、承力索吊弦线夹15、接触线吊弦线夹1、上压接端子111、下压接端子111’，上心形护环12套在上吊环14上，下心形护环12’套在下吊环14’上，上吊环14安装于承力索吊弦线夹15上，下吊环14’安装于接触线吊弦线夹1上，吊弦线11一端绕在上心形护环12上并与上压接端子111连接，上压接管13贴近上心形护环12的端部并套在折叠后的两根吊弦线11上，吊弦线11的另一端绕在下心形护环12’上并与下压接端子111’连接，下压接管13’贴近下心形护环12’的端部并套在折叠后的两根吊弦线11上，上压接管13上间隔设置有3个环状压槽131，环状压槽131的宽度为5mm，相邻两环状压槽131的间距为5mm，下压接管13’上间隔设置有3个环状压槽131’，环状压槽131’的宽度为5mm，相邻两环状压槽131’的间距为5mm。上压接端子111的片状体1111和柱状体1112之间采用圆弧过渡，下压接端子111’的片状体1111’和柱状体1112’之间采用圆弧过渡。环状压槽131的横截面形状为椭圆形，吊弦线11为圆柱形，采用椭圆形压接，压接力可测可控，最大为5吨，相邻两环状压槽131的间距为5mm，该间距为留给压接后吊弦线伸长的伸长区，上压接管13的长度为30-40mm，上压接管13两端部均为向外扩的喇叭口形132，用以减小吊弦线11在上压接管13出口处与上压接管11之间的相互摩擦。如图1和图2所示，下压接管13’上间隔设置有多个环状压槽131’，相邻两环状压槽131’的间距为5mm，下压接管13’的长度为30-40mm，下压接管13’两端部为向外扩的喇叭口形132’，用以减小吊弦线11在下压接管13’的出口处与下压接管13’之间的相互摩擦。上心形护环12直径设计为12.5mm，比现有技术中的上心形护环的直径小，上吊环14宽度为11.2mm，上心形护环12可沿上吊环14上升的距离小于上吊环14到承力索吊弦线夹15的距离，上心形护环12在上升过程中，绕在上心形护环12上的吊弦线11未碰到承力索吊弦线夹15之前，上吊环14可对上心形护环12形成有效约束，阻止上心形护环12继续上移，确保吊弦线11与承力索吊弦线夹15底部之间留有间距，防止吊弦线11与承力索吊弦线夹15相互撞击，使吊弦线11受损，上心形护环12由不锈钢板材经冲压制成，冲压前先进行固溶处理，上心形护环12的壁厚为1.5mm，壁厚增加，抗弯性能提高。上压接端子111和下压接端子111’采用铜制成，上压接端子111的片状体1111和柱状体1112之间采用圆弧过渡，下压接端子111’的片状体1111’和柱状体1112’之间也采用圆弧过渡，消除压痕，减小了应力集中。下心形护环12’直径设计为12.5mm，下吊环14’宽度为11.2mm，下心形护环12’由不锈钢板材经冲压制成，冲压前先进行固溶处理，下心形护环12’的壁厚为1.5mm，壁厚增加，抗弯性能提高。由于上心形护环12及下心形护环12’采用不锈钢板材制成，不锈钢的导电性能不如铜的导电性能，所以设计上压接端子111和下压接端子111’用于导电，提高耐疲劳型整体吊弦的导电性能。承力索吊弦线夹15及接触线吊弦线夹1采用现有结构，上吊环14与承力索吊弦线夹15之间的安装为现有技术，下吊环14’与接触线吊弦线夹1之间的安装也为现有技术，在此不做赘述。使用时，将耐疲劳型整体吊弦装在接触线20’和承力索30’之间。吊弦线11采用一种耐疲劳型吊弦线，这种吊弦线具有以下优点：强度高，能达到6.5kN；反复弯曲次数高，整根吊弦线完全弯曲断裂次数可达350～370次；持续载流量较大，可达120A。吊弦线11所采用的耐疲劳型吊弦线通过特殊工艺生产，加工设备精度高，工艺过程完善、复杂、稳定，其抗疲劳断裂性能十分突出。相关试验结果如下：1、吊弦线拉伸破坏试验结果(单位：kN)耐疲劳型吊弦线普通吊弦线(新)运行5年的普通吊弦线(旧)6.554.974.90注：为10条试验结果的平均值。2、压接处拉伸强度试验结果(单位：kN)耐疲劳型整体吊弦普通整体吊弦(新)压接前7.095.80压接后6.714.60注：以上为10根试验结果平均值。可以看出：①耐疲劳型整体吊弦采用环状压槽压接后，强度损失为5％；②普通整体吊弦采用三点式压接方法后，强度损失为21％。3、反复弯曲试验结果(单位：次数)试验项目耐疲劳型吊弦线普通吊弦线(新)运行5年的普通吊弦线(旧)断1根丝1812047断6～8根丝2448966断1股31611298完全断开391168130注：以上为10条试验结果平均值。4、两种心形护环模拟振动试验结果(单位：万次)5、模拟振动试验结果(单位：次)另外对10条耐疲劳型整体吊弦做了模拟振动疲劳试验，试验条件同上，结构为：10条均做到了200万次无断裂。6、载流量试验结果(单位：A)类别持续载流量20分钟过载普通整体吊弦9799耐疲劳型整体吊弦120123注：①吊弦线表面温度为150℃；②环境温度已换算至40℃。7、电热循环试验试验条件施加电流(A)作用时间(s)断电时间(s)试验次数(次)试验数值6002-320-305008、电热循环后拉伸破坏试验结果耐疲劳型吊弦线普通吊弦线(新)运行5年的普通吊弦线(旧)6.905.814.57注：结果为5条试验结果平均值。试验说明，上述严格的电热循环试验后，耐疲劳型整体吊弦的耐拉伸强度以及反复弯曲次数并未下降。以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。当前第1页1 2 3