锥形螺母连接的模块框架结构的制作方法与工艺

本发明涉及一种框架结构，具体的说，涉及一种锥形螺母连接的模块框架结构。

背景技术：
轨道交通领域用功率模块是一种由IGBT管、二极管、支撑电容、电流传感器、控制器、驱动板等电气零件和对电气零件起固定作用的框架或安装板组成，并通过框架或安装板实现功率模块特定电气功能的集成。现有的功率模块框架一般采用如下两种连接方式：1)方管焊接方式；2)螺栓连接方式。方管焊接方式的缺点为：焊接形变较大，且焊缝强度低，传统的方管焊接框架已不能满足轨道交通领域对列车运行快速性和安全性的要求；螺栓连接可避免形变与强度问题，但通常要求连接连接后，需与工件表面齐平或略低于工件表面，现有的螺栓结构不能满足上述要求；因此急需设计一种专门适用于高速运行以及具备高可靠性的功率模块框架。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种锥形螺母连接的模块框架结构，确保方管与连接件连接处齐平且连接可靠。本发明的技术方案是：一种锥形螺母连接的模块框架结构，该框架结构包括方管和连接件，连接件设置于相邻方管连接部，方管采用空心方管，连接件采用实体接头，连接件包括T型接头、直接头和三通接头；方管与连接件的固定均采用螺栓连接，螺栓采用锥形螺栓，锥形螺栓包括螺杆和锥形螺母，锥形螺母外轮廓采用锥形结构，连接孔上下两端与锥形螺母连接处采用与锥形螺母结构配合的锥形连接端，锥形螺母与锥形连接端构成自锁结构，锥形螺母的上表面设有2只对称布置的圆弧凹槽。优选的是，所述T型接头包括中间连接体、左接头、右接头和上接头，左接头和右接头水平分布于中间连接体的左右两侧，上接头垂直安装于中间连接体上部，且左接头、右接头和上接头均设有贯通的连接孔，连接孔与锥形螺栓连接。为提高T型接头与方管连接可靠性和精确性，所述左接头、右接头和上接头与中间连接体的连接处设有T型接头定位沿，T型接头定位沿具体结构为：左接头、右接头和上接头与中间连接体连接端外径小于中间连接体的侧壁外径，中间连接体与左接头、右接头和上接头连接的侧壁外径与待连接方管的口径一致。为实现与直接头的可靠连接，所述T型接头侧壁设有两条平行布置的竖向凹槽，两条竖向凹槽之间设置T型接头通孔，竖向凹槽与T型接头通孔用于与直接头配合连接。优选的是，直接头包括直连接座和直连接头，直连接座与直连接头固定连接，直连接头设有贯通的连接孔，直连接座远离直连接头一端设有两条平行布置的竖向凸起，竖向凸起与T型接头的竖向凹槽相配合，两条竖向凸起之间设置直接头通孔，螺栓依次穿过T型接头通孔和直接头通孔，将直接头固定于T型接头侧壁。为提高直接头与方管连接可靠性和精确性，所述直连接座与直连接头的连接处设有直连接头定位沿，直连接头定位沿的具体结构为：直连接头与直连接座连接端外径小于直连接座侧壁外径，直连接座侧壁外径与待连接方管的口径一致。直接头与T型接头的安装位置共包括两种，所述直接头安装于T型接头的侧壁，且直接头与左接头和右接头处于同一水平面，直接头与上接头垂直；所述直接头安装于T型接头的侧壁，且直接头与左接头和右接头处于同一水平面，直接头与上接头位于同一竖直面。优选的是，所述三通接头包括三通连接体和角接头，三通连接体设有三维布置的接头体，三通连接体的每一端接头体前端均安装一个角接头，角接头与方管连接处设有贯通的连接孔。为提高三通接头与方管连接可靠性和精确性，所述三通连接体和角接头的连接处设有角接头定位沿，角接头定位沿的具体结构为：角接头与三通连接体连接端的外径小于三通连接体外径，三通连接体外径与待连接方管口径一致。本发明与现有技术相比的有益效果为：1)本发明框架结构连接件采用实体接头，连接件与方管采用锥形螺栓连接，优于空心方管焊接结构，提高连接可靠性，且锥形螺母底端随拧紧过程出现自锁，锥形螺母可完全沉入连接孔内部，确保方管与连接件连接处齐平；2)本发明的连接件包括T型接头、直接头和三通接头，可实现与T型方管和三维空间布置方管的连接，且T型接头可与直接头构成四通接头，实现四个方向方管的连接固定；连接件上设有接头定位沿定位方管，实现连接件与方管的无缝连接；3)本发明框架结构，可根据框架结构要求，灵活设置连接件的位置，与方管组合构成不同的框架结构，确保方管与连接件连接处具有较高的可靠性和连接强度，符合高速列车对功率模块框架结构高强度和高可靠性的要求。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为T型接头结构示意图；图3为直接头结构示意图；图4为三通接头结构示意图；图5为锥形螺栓结构示意图；图6为锥形螺栓安装示意图。图中，方管1；T型接头2；直接头3；三通接头4；连接孔5；接头连接孔6；锥形螺栓7；中间连接体21；左接头22；右接头23；上接头24；竖向凹槽25；T型接头通孔26；T型接头定位沿27；直连接座31；直连接头32；竖向凸起33；直接头通孔34；直连接头定位沿35；三通连接体41；角接头42；角接头定位沿43；螺杆71；锥形螺母72；圆弧凹槽73。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1本发明公开一种锥形螺母连接的模块框架结构，参见图1，该框架结构包括方管1和连接件，连接件设置于相邻方管1连接部，方管1采用空心方管，连接件采用实体接头，连接件包括T型接头2、直接头3和三通接头4。参见图2，T型接头2包括中间连接体21、左接头22、右接头23和上接头24，左接头22和右接头23水平分布于中间连接体21的左右两侧，上接头24垂直安装于中间连接体21上部，且左接头22、右接头23和上接头24均设有贯通的连接孔5，将左接头22、右接头23和上接头24分别插入相应的方管1中，采用螺栓依次穿过方管1和接头的连接孔5，将方管1与T型接头2固定。T型接头2侧壁设有两条平行布置的竖向凹槽25，两条竖向凹槽25之间设置T型接头通孔26，竖向凹槽25与T型接头通孔26用于与直接头3配合连接。为便于方管1与T型接头2连接定位，左接头22、右接头23和上接头24与中间连接体21的连接处设有T型接头定位沿27，T型接头定位沿27具体结构为：左接头22、右接头23和上接头24与中间连接体21连接端外径小于中间连接体21的侧壁外径，中间连接体21与左接头22、右接头23和上接头24连接的侧壁外径与待连接方管1的口径一致，方管1插入至左接头22、右接头23和上接头24后，方管1外表面与中间连接体21外表面齐平，实现T型接头2与方管1的无缝连接。参见图3，直接头3包括直连接座31和直连接头32，直连接头32设有贯通的连接孔5，采用螺栓依次穿过方管1和直接头3的连接孔5，将方管1与直接头3固定。直连接座31与直连接头32固定连接，直连接座31远离直连接头32一端设有两条平行布置的竖向凸起33，竖向凸起33与T型接头的竖向凹槽25相配合，两条竖向凸起33之间设置直接头通孔34，螺栓依次穿过T型接头通孔26和直接头通孔34，将直接头3固定于T型接头2侧壁，即T型接头2与直接头3构成四通接头，实现四个方向方管的连接固定。直连接座31与直连接头32的连接处设有直连接头定位沿35，直连接头定位沿35的具体结构为：直连接头32与直连接座31连接端外径小于直连接座31侧壁外径，直连接座31侧壁外径与待连接方管1的口径一致，方管1插入至直连接头32后，方管1外表面与直连接座31外表面齐平，实现直接头3与方管1的无缝连接。本实施例中，直接头3与T型接头2的位置关系为两种，第一种连接方式为：直接头3安装于T型接头2的侧壁，且直接头3与左接头22和右接头23处于同一水平面，直接头3与上接头24垂直。第二种连接方式为：直接头3安装于T型接头2的侧壁，且直接头3与左接头22和右接头23处于同一水平面，直接头3与上接头24位于同一竖直面。上述两种连接方式均可实现四个方向的方管连接固定。参见图4，三通接头4包括三通连接体41和角接头42。三通连接体41设有三维布置的接头体，接头体前端与角接头42连接，即三通连接体的每一端接头体前端均安装一个角接头42。角接头42与方管1连接处设有贯通的连接孔5，采用螺栓依次穿过方管1、连接孔5和角接头42，将方管1与三通接头4固定。三通连接体41和角接头42的连接处设有角接头定位沿43，角接头定位沿43的具体结构为：角接头42与三通连接体41连接端的外径小于三通连接体41外径，三通连接体41外径与待连接方管1口径一致，方管1插入至角接42头后，方管1外表面与三通连接体41外表面齐平，实现三通接头4与方管1的无缝连接。本实施例中，T型接头2、直接头3和三通接头4的侧壁均设置接头连接孔6，通过接头连接孔6将该框架结构与其他设备固定。本实施例中，方管1与连接件的固定均采用螺栓连接，即采用螺栓穿过方管1与连接件上的连接孔5，将方管与连接件紧固，最终构成模块框架结构。为实现连接处齐平效果，本实施例中的螺栓采用锥形螺栓，锥形螺栓结构如图5和图6所示，锥形螺栓7包括螺杆71和锥形螺母72，锥形螺母72采用锥形结构，锥形螺母72外轮廓具有60°的锥度，锥形螺母72中央设有螺杆通孔，螺杆通孔与螺杆71相配合。锥形螺母72的上表面设有2只对称布置的圆弧凹槽73，使用拆装工具，夹紧圆弧凹槽73，对锥形螺栓7进行拆装。为实现锥形螺栓7与连接孔5连接的紧密型，连接孔5上下两端与锥形螺母72连接处采用与锥形螺母结构配合的锥形连接端，锥形螺母72与连接孔5的锥形连接端连接时，由于锥形螺母72具有一定的锥度，在拧紧锥形螺母72的过程中，锥形螺母72底端随拧紧过程出现自锁，锥形螺母72完全沉入连接孔5内部，锥形螺母72顶端表面与方管1表面齐平，实现锥形螺母72两端齐平效果。该框架结构组装过程为：参见图1，将连接件与方管连接，连接具体方式为：将T型接头2安装于图1中的A部，实现T型方向的方管1连接；将直接头3与T型接头2组合，安装于图1中的B部，构成四通接头，实现四个方向方管的连接固定；将三通接头4安装于图1中的C部，实现三维方向的方管1连接。在连接件5与方管1连接时，将方管1插入至连接件5中，并将方管1的安装孔与连接件5的连接孔对齐，采用锥形螺栓7依次插入至方管安装孔和连接件的连接孔中，使用拆装工具夹紧锥形螺栓上表面的圆弧凹槽73，拧紧锥形螺栓7，锥形螺母72底端随拧紧过程自锁，锥形螺母72完全沉入连接孔5内部，确保方管1与连接件5连接处齐平。