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钢铝复合接触轨制造技术
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2014年12月09日
  【技术开发单位】中国航天科技集团公司北京卫星制造厂

  【技术简介】
  随着我国城市化的发展,地铁已经成为占用土地和空间最少、运输量最大、运行速度最快、环境污染最小、乘客最安全舒适的理想交通方式,因而越来越多地被大城市选用作为公共交通的主要承载。地铁的牵引供电方式主要分为第三轨供电和架空接触网供电。传统的第三轨选用导电率较高的铁轨制成,随着复合材料的发展,由不锈钢与铝合金通过机械方法或冶金结合方法加工而成的钢铝复合接触轨已取代低碳钢接触轨,被世界上60多个城市采用。较传统的低碳钢接触轨,复合轨有着重量轻、载流量大、耐腐蚀、可回收等很多优势,我国的武汉地铁、天津地铁、北京地铁、广州地铁也都开始采用这种接触轨作为牵引供电设备。

  北京星通浩宇科技发展有限公司根据北京卫星制造厂多年积累的航天产品工程实践和焊接经验,提出了两侧对焊式钢铝复合接触轨结构。此结构利用焊接热膨胀的原理,有效保证了钢带与铝轨面的贴合,解决了当前产品在安全性和使用寿命上不足的问题,该产品的制造利用到了航天的精密成型技术与自动化焊接技术,实现了军品技术的转化。

  【技术特点】
  焊缝置于两侧,属于连接性焊缝,不会对集电靴工作的表面区域产生影响,降低了锈蚀现象的可能性,同时通过热应力收缩作用,使钢带更紧密包覆在铝轨表面,导电性更好。

  工艺环节少,过程简单,接触轨顶部表面不会呈现出波浪起伏的形状,且在安装阶段不需要大量的接头打磨工作。

  垂直结合力大,钢带和铝轨垂直完全分离力需克服两侧的焊缝强度,焊缝强度大于母材,即克服钢带本身的抗拉强度,有效预防了钢铝分离可能性的发生。

  【技术指标】

序号

检验项目

技术要求

测试结果

结论

1

外观检测

表面光洁无其他明显缺陷

合格

2

主要尺寸检测

依据图纸

合格

3

抗弯性能

R10m下挠度,完好无分离

通过

合格

4

整体抗拉强度

钢带:Rm450MPa

A22%

Rm500 Mpa

A28%

合格

铝轨:Rm215MPa

A8%

Rm228 Mpa

A16%

合格

5

钢铝结合性能

沿线路方向抗拉力不小于10KN

11KN

合格

钢铝垂直分离力不小于30KN

50 KN

优于

6

疲劳震动

5X105次无异状、无分离

无异状、无分离

合格

7

挠度

支点5,中间加载1.5KN,保持5min,卸载后残值≯0.5mm

0

合格

8

耐磨性

0.05mm/70万次

0.023 mm

优于

9

表面硬度

铝≮70HB

85 HB

合格

钢≮150HB

170 HB

合格

10

热胀系数

20.4X10-6-1

17.2 X10-6-1

合格

11

直流电阻

0.007Ω/Km

0.00669Ω/Km

合格

12

持续载流温升

加载4000ADC)持续4h,温度85

75

合格


  【技术水平】国内领先

  【可应用领域和范围】城市轨道交通供电领域

  【专利状态】已取得专利3项,申请专利2项。

  【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

  【合作方式】融资需求

  【投入需求】400万元

  【转化周期】1年

  【预期效益】目前我公司可实现完成每年120-150公里地铁钢铝复合接触轨的生产能力,到2015年计划再建一条生产线,实现每年250-300公里的生产能力。在未来2-3年内,力争达到每年拿到至少60公里的地铁接触轨项目,并逐年递增,按照目前每公里90万元的销售价格和平均利润率在30%左右计算,项目收益可观,并带动相关行业和产业发展,间接提高经济效益。

  【联系方式】刘  尧010-68379688/18610021988
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