CN104773093A - 铜铝复合导电轨及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜铝复合导电轨及其制作方法，该铜铝复合导电轨包括铝轨和连接于铝轨上的铜导电排，铜导电排设有用于与机车受流器接触的导电接触面，导电接触面为平面，铝轨和铜导电排之间还设有两块以上铜铝复合导电板，铜铝复合导电板包括连接于一体的铝板和铜板，铝板与铝轨相接，铜板与铜导电排相接；具有结构简单、易于制作、制作成本低、导电性好、不易发热、安全可靠性高等优点。该制作方法包括制备铝轨、铜导电排和铜铝复合导电板，压装成型，加装铜质紧固螺栓的步骤；具有操作方便、利于流程化生产、生产效率高等优点。

Description

铜铝复合导电轨及其制作方法

技术领域

本发明涉及轨道交通设备技术领域，具体涉及一种铜铝复合导电轨及其制作方法。 

背景技术

随着现代轨道交通车辆技术的发展，对电动轨道车辆的供电受流设备提出了新的要求，尤其是当前新出现的储能式城市轨道车辆充电站的供电受流装置，以及电力机车和城轨车辆的静态调试的供电受流设备，都要求有类似特点：能长时间静止承受大电流且不能过热，成本不能高，要求有一定的横向和纵向抗弯能力（例如机车调试用移动式接触网要求其具备）。

目前在轨道交通领域应用较普遍的是铝汇流排夹双沟铜导线和钢铝复合轨，这两类产品分别应用在车顶受流的受电弓接触及三轨受流的导电靴移动供电受流，但对于静止状态长时间大电流供电时，由于其本身的结构特点，均不能有效满足受流要求。由于双沟铜线与机车受电弓的接触为点接触，大电流状态下静止供电时极易发生过热烧损；而钢铝复合轨因其导电接触面材料为不锈钢，虽然接触面宽，但材质本身电阻大，也不能避免大电流状态下静止供电的过热现象，存在导致机车车辆受流装置烧损的风险。

因此，开发一种导电能力强，电阻低，接触面宽，成本不高且有一定强度的导电装置就成为了市场的急需。铜铝复合导电轨是目前性能最佳的选择，但传统铜铝复合工艺复杂，进行整体铜铝复合成本太高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、易于制作、制作成本低、导电性好、不易发热、安全可靠性高的铜铝复合导电轨，同时还提供一种该铜铝复合导电轨的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铜铝复合导电轨，包括铝轨和连接于铝轨上的铜导电排，所述铜导电排设有用于与机车受流器接触的导电接触面，所述导电接触面为平面，所述铝轨和铜导电排之间还设有两块以上铜铝复合导电板，所述铜铝复合导电板包括连接于一体的铝板和铜板，所述铝板与铝轨相接，所述铜板与铜导电排相接。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述铝轨朝向机车的上端面设有压装槽，所述铜导电排通过压装方式安装于所述压装槽内，且所述铜导电排的导电接触面高于铝轨的上端面。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述压装槽内设有凸台，所述铜导电排呈U型，且U型铜导电排包裹于凸台的外部。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述凸台上开设有容置腔，所述铜铝复合导电板装设于所述容置腔中，所述铜导电排压紧固定所述铜铝复合导电板。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述铝轨两侧均设有压紧所述铜导电排的压紧部。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述铝轨和铜导电排之间设有铜质紧固螺栓，所述铜质紧固螺栓依次贯穿铜导电排、铜铝复合导电板和铝轨，所述铜导电排上还设有沉孔，所述铜质紧固螺栓的螺栓头位于所述沉孔中且低于铜导电排的导电接触面。

所述导电接触面与铝轨的上端面之间的高度差为2mm。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述铝板和铜板通过爆炸焊接方式连接为一体。

上述的铜铝复合导电轨，优选的，所述铝轨呈工字型，工字型铝轨中间的窄板连接部的中部设有向两侧凸出的加强筋。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述铜铝复合导电轨的制作方法，包括以下步骤：

（1）制备铝轨、铜导电排以及由铜板和铝板连接于一体形成的铜铝复合导电板，将铜导电排轧制成U型，在铝轨的上端面制出内带有凸台的压装槽，在凸台上铣出至少两个容置腔；

（2）在各容置腔内分别装入一块铜铝复合导电板，使铜铝复合导电板的铝板朝向铝轨，再将铜导电排覆盖在压装槽上，采用轧机将铜导电排压装于压装槽内；

（3）在压装完成的铜铝复合导电轨上对应每一块铜铝复合导电板的位置均钻出多个通孔，各通孔依次贯穿铜导电排、铜铝复合导电板和铝轨，且各通孔于铜导电排的一端设有沉孔，在通孔中装入铜质紧固螺栓将铜导电排、铜铝复合导电板和铝轨连接紧固，该铜质紧固螺栓的螺栓头位于所述沉孔中且低于铜导电排的导电接触面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的铜铝复合导电轨将铜导电排连接到铝轨上用来与机车受流器接触进行导电，其接触点电阻低，导电性好，不易发热，尤其适合静止状态大电流导电，相比较于目前使用的钢铝复合轨有较大优势；并且铜导电排的导电接触面为平面，相比于传统汇流排夹单根双沟铜线的点接触受流导电方式，导电接触面与机车的接触面宽，能够承受更大电流的冲击，可有效保护试验机车车辆受流设备的安全，减少机车车辆静态调试或充电作业时受流器设备烧损事故的发生；同时，在铝轨和铜导电排之间设有铜铝复合导电板，可解决铜铝过渡电腐蚀的问题。该铜铝复合导电轨结构简单，以低成本就能实现批量生产。

附图说明

图1为本发明铜铝复合导电轨的俯视结构示意图。

图2为图1中A—A剖视放大结构示意图。

图3为本发明铜铝复合导电轨中铝轨的侧视结构示意图。

图4为本发明铜铝复合导电轨中铜导电排的侧视结构示意图。

图例说明：

1、铝轨；11、压装槽；12、凸台；13、容置腔；14、加强筋；15、压紧部；2、铜导电排；21、导电接触面；22、沉孔；3、铜铝复合导电板；4、铜质紧固螺栓。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的铜铝复合导电轨，包括铝轨1和连接于铝轨1上的铜导电排2，铜导电排2设有用于与机车受流器接触的导电接触面21，导电接触面21为平面，铝轨1和铜导电排2之间还设有两块以上铜铝复合导电板3，铜铝复合导电板3包括连接于一体的铝板和铜板，铝板与铝轨1相接，铜板与铜导电排2相接。本发明将铜导电排2连接到铝轨1上用来与机车受流器接触进行导电，其接触点电阻低，导电性好，不易发热，尤其适合静止状态大电流导电，相比较于目前使用的钢铝复合轨有较大优势；并且铜导电排2的导电接触面21为平面，相比于传统汇流排夹单根双沟铜线的点接触受流导电方式，导电接触面21与机车的接触面宽，能够承受更大电流的冲击，可有效保护试验机车车辆受流设备的安全，减少机车车辆静态调试或充电作业时受流器设备烧损事故的发生；同时，在铝轨1和铜导电排2之间设有铜铝复合导电板3，可解决铜铝过渡电腐蚀的问题。该铜铝复合导电轨结构简单，以低成本就能实现批量生产。

本实施例中，如图3和图4所示，铝轨1朝向机车的上端面设有压装槽11，铜导电排2通过压装方式安装于压装槽11内，且铜导电排2的导电接触面21高于铝轨1的上端面，导电接触面21与铝轨1的上端面之间的高度差为2mm。具体的，铝轨1的两侧均设有压紧部15，铜导电排2通过铝轨1的压紧部15压紧安装在压装槽11内。该压装方式不仅进一步提高了防止铜铝过渡电腐蚀的效果，且易于保证铜导电排2的导电接触面21的平整，不影响受流作业。铝轨1设有位于压装槽11内的凸台12，铜导电排2呈U型，且U型铜导电排2包裹于凸台12的外部。凸台12上开设有两个容置腔13，两块铜铝复合导电板3分别对应装设于两个容置腔13中，且铜导电排2压紧固定铜铝复合导电板3。本实施例的两个容置腔13分设于靠近铝轨1两端的位置处。

本实施例中，铝轨1和铜导电排2之间设有铜质紧固螺栓4，铜质紧固螺栓4依次贯穿铜导电排2、铜铝复合导电板3和铝轨1，铜导电排2上还设有沉孔22，铜质紧固螺栓4的螺栓头位于沉孔22中且低于铜导电排2的导电接触面21，以避免与机车受流器接触。通过铜质紧固螺栓4的紧固作用，可加强铜铝复合导电板3与铝轨1和铜导电排2的接触，同时也提高了铝轨1和铜导电排2之间的连接稳固性和可靠性。

本实施例中，铝板和铜板通过爆炸焊接方式连接为一体形成铜铝复合导电板3，该铜铝复合导电板3能承受额定大电流，且可批量生产。

本实施例中，铝轨1呈工字型，工字型铝轨1中间的窄板连接部的中部设有向两侧凸出的加强筋14，能有效增强导电轨横向刚度，特别是在移动式接触网的应用领域，可改善导电轨在侧移和展开动作时的横向抗弯性能。

两个铜铝复合导电轨之间可采用铝鱼尾板进行连接，仅需在引电点夹装铜铝复合板即可，其他部位无需再进行铜铝复合过渡。

一种上述铜铝复合导电轨的制作方法，包括以下步骤：

（1）制备铝轨1、铜导电排2以及铜铝复合导电板3，其中，铝轨1采用工字型铝母材作为主材，在铝轨1的上端面制出内带有凸台12的压装槽11，在凸台12上铣出两个容置腔13，两个容置腔13分别靠近铝轨1的两个端部；将铜导电排2定轧成U型作为复合材；铜铝复合导电板3由铜板和铝板连接于一体形成，作为接触材；

（2）在各容置腔13内分别装入一块铜铝复合导电板3，使铜铝复合导电板3的铝板朝向铝轨1，再将铜导电排2覆盖在压装槽11上，采用轧机将铜导电排2压装于压装槽11内；

（3）在压装完成的铜铝复合导电轨上对应每一块铜铝复合导电板3的位置均钻出四个通孔，各通孔依次贯穿铜导电排2、铜铝复合导电板3和铝轨1，且各通孔于铜导电排2的一端设有沉孔22，在通孔中装入铜质紧固螺栓4将铜导电排2、铜铝复合导电板3和铝轨1连接紧固，使该铜质紧固螺栓4的螺栓头位于沉孔22中且低于铜导电排2的导电接触面21，保证铜导电排2的导电接触面21平整无凸点。

该制作方法具有操作方便、利于流程化生产、生产效率高的优点。

采用升流器（设备型号：SAQ-4000A）和红外测温仪（设备型号：GM1150）对铜铝复合导电轨进行测试，测试参数及结构如表1所示，可见该铜铝复合导电轨具有优良的不易发热性能。

表1

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铜铝复合导电轨，其特征在于：包括铝轨（1）和连接于铝轨（1）上的铜导电排（2），所述铜导电排（2）设有用于与机车受流器接触的导电接触面（21），所述导电接触面（21）为平面，所述铝轨（1）和铜导电排（2）之间还设有两块以上铜铝复合导电板（3），所述铜铝复合导电板（3）包括连接于一体的铝板和铜板，所述铝板与铝轨（1）相接，所述铜板与铜导电排（2）相接。

2.根据权利要求1所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述铝轨（1）朝向机车的上端面设有压装槽（11），所述铜导电排（2）通过压装方式安装于所述压装槽（11）内，且所述铜导电排（2）的导电接触面（21）高于铝轨（1）的上端面。

3.根据权利要求2所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述压装槽（11）内设有凸台（12），所述铜导电排（2）呈U型，且U型铜导电排（2）包裹于凸台（12）的外部。

4.根据权利要求3所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述凸台（12）上开设有容置腔（13），所述铜铝复合导电板（3）装设于所述容置腔（13）中，所述铜导电排（2）压紧固定所述铜铝复合导电板（3）。

5.根据权利要求2所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述铝轨（1）两侧均设有压紧所述铜导电排（2）的压紧部（15）。

6.根据权利要求2所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述铝轨（1）和铜导电排（2）之间设有铜质紧固螺栓（4），所述铜质紧固螺栓（4）依次贯穿铜导电排（2）、铜铝复合导电板（3）和铝轨（1），所述铜导电排（2）上还设有沉孔（22），所述铜质紧固螺栓（4）的螺栓头位于所述沉孔（22）中且低于铜导电排（2）的导电接触面（21）。

7.根据权利要求2所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述导电接触面（21）与铝轨（1）的上端面之间的高度差为2mm。

8.根据权利要求1所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述铝板和铜板通过爆炸焊接方式连接为一体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铜铝复合导电轨，其特征在于：所述铝轨（1）呈工字型，工字型铝轨（1）中间的窄板连接部的中部设有向两侧凸出的加强筋（14）。

10.一种如权利要求1所述铜铝复合导电轨的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备铝轨（1）、铜导电排（2）以及由铜板和铝板连接于一体形成的铜铝复合导电板（3），将铜导电排（2）轧制成U型，在铝轨（1）的上端面制出内带有凸台（12）的压装槽（11），在凸台（12）上铣出至少两个容置腔（13）；

（2）在各容置腔（13）内分别装入一块铜铝复合导电板（3），使铜铝复合导电板（3）的铝板朝向铝轨（1），再将铜导电排（2）覆盖在压装槽（11）上，采用轧机将铜导电排（2）压装于压装槽（11）内；

（3）在压装完成的铜铝复合导电轨上对应每一块铜铝复合导电板（3）的位置均钻出多个通孔，各通孔依次贯穿铜导电排（2）、铜铝复合导电板（3）和铝轨（1），且各通孔于铜导电排（2）的一端设有沉孔（22），在通孔中装入铜质紧固螺栓（4）将铜导电排（2）、铜铝复合导电板（3）和铝轨（1）连接紧固，该铜质紧固螺栓（4）的螺栓头位于所述沉孔（22）中且低于铜导电排（2）的导电接触面（21）。