吊弦绳、弹性吊弦的制备方法及接触网
技术领域
本发明涉及高速铁路接触网技术领域，尤其涉及一种吊弦绳、弹性吊弦的制备方法及接触网。
背景技术
接触网主要包括接触线、承力索、吊弦以及起支持作用的零部件和绝缘器件。承力索通过垂直的吊弦将接触线保持在一定水平位置，从而有利于电气化铁路列车上的受电弓在接触线上滑过而获得电能。接触网在长期的运行过程中由于持续受到受电弓的冲击而产生振荡，从而引发部件疲劳断裂。
接触网故障中有一种情况就是吊弦绳断裂，其原因之一为吊弦绳体韧性差以及强度低。高速列车受电弓在接触线上滑过后会对吊弦产生冲击及弯折，速度越快冲击力越大，随后吊弦又会带动承力索一起振动，在振动过程中吊弦受承力索和接触线的影响产生频繁的拉伸与弯折，尤其是在承力索定位点附近的吊弦所承受的应力最大，最容易产生断裂。如果不进行改进，那么吊弦断裂将频繁发生，严重危害高速铁路的运行安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提高吊弦的结构强度，本发明提出一种吊弦绳、弹性吊弦的制备方法及接触网。
根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，包括：
制备单丝；
将多根所述单丝绞合或编织成股绳；
将多股所述股绳编织成吊弦绳。
根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，在通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多股股绳编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使得吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦的结构强度和承受力。
根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，包括：
制备单丝；
将多根所述单丝编织成吊弦绳。
根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，通过编织工艺将多根单丝编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使的吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦的结构强度和承受力。
根据本发明实施例的弹性吊弦的制备方法，包括：
采用上述所述的制备吊弦绳的方法制备吊弦绳；
在所述吊弦绳的端部设置固定件，制成弹性吊弦。
根据本发明实施例的弹性吊弦的制备方法，通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多根股绳编织成吊弦绳。如此得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并相互约束，且每股股绳均与吊弦绳的垂直抬升受力方向呈一定夹角，具有一定弹性，能够分散冲击力，有效避免了鼓包等现象，提高了吊弦的结构强度和承受力。另外，在安装使用时，弹性吊弦可以通过端部的固定件方便、可靠地与接触线和承力索连接，而且，弹性吊弦可以进行一定程度扭转，方便进行高度的微调。
根据本发明的一些实施例，所述单丝为无氧铜单丝或铜合金单丝。
在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：
对所述吊弦绳进行防腐处理和去应力处理。
根据本发明的一些实施例，对所述吊弦绳进行防腐处理，包括：对所述吊弦绳进行镀锡或镀石墨烯处理。
在本发明的一些实施例中，所述弹性吊弦的包络线的横截面为圆形、椭圆形或跑道形。
根据本发明的一些实施例，所述线绳的所述单丝编织角度的范围为10°至60°。
在本发明的一些实施例中，所述吊弦绳的部分所述单丝为碳纤维单丝。
根据本发明的一些实施例，所述单丝的直径范围为0.3mm至0.7mm。
根据本发明实施例的接触网，包括：
接触线；
承力索，所述承力索与所述接触线间隔且平行设置；
弹性吊弦，所述弹性吊弦通过所述固定件连接于所述接触线和所述承力索之间，所述弹性吊弦为采用上述所述的弹性吊弦的制备方法制造的弹性吊弦。
根据本发明实施例的接触网，采用的弹性吊弦没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并相互约束，且每股股绳均与吊弦绳的垂直抬升受力方向呈一定夹角，具有一定弹性，能够分散冲击力，有效避免了鼓包等现象，提高了吊弦的结构强度和承受力，提高了接触网整体结构的稳定性和可靠性，从而降低了高速接触网维护使用成本，增强了接触网抗冲击弹性，延长了接触网的疲劳使用寿命，进而提升了高速铁路电气化气路运行的安全性。
附图说明
图1为根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法流程图；
图2为根据本发明另一实施例的吊弦绳的制备方法流程图；
图3为根据本发明实施例的弹性吊弦的制备方法流程图；
图4为根据本发明另一实施例的弹性吊弦的制备方法流程图；
图5为根据本发明实施例的接触网的结构示意图。
附图标记：
接触网100，
接触线110，承力索120，弹性吊弦130，吊弦绳131，固定件132。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
如图1所示，根据本发明第一实施例的吊弦绳的制备方法，包括：
A100，制备单丝；
A200，将多根单丝绞合或编织成股绳；
A300，将多股股绳编织成吊弦绳。
需要说明的是，相关技术中，均通过绞合工艺制备吊弦绳，制备的吊弦绳为绞合结构，具有节径比限制，安装时不能扭转。而且，绞合工艺制备的吊弦绳具有一根长直的中心线，该中心线与吊弦的延伸方向相同，其余股线围绕中心线绞合。在受电弓瞬时冲击的垂直分量作用下，中心股线和周围股线受力不一致，中心线瞬时抬升压力会产生弯曲或鼓包，部分区域股绳会受压散股，导致吊弦整体结构破坏，承受力下降甚至断裂。
而根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，在通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多股股绳编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使得吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦的结构强度和承受力。
如图2所示，根据本发明第二实施例的吊弦绳的制备方法，包括：
B100，制备单丝；
B200，将多根单丝编织成吊弦绳。
需要说明的是，相关技术中，均通过绞合工艺制备吊弦绳，制备的吊弦绳为绞合结构，具有节径比限制，安装时不能扭转。而且，绞合工艺制备的吊弦绳具有一根长直的中心线，该中心线与吊弦的延伸方向相同，其余股线围绕中心线绞合。在受电弓瞬时冲击的垂直分量作用下，中心股线和周围股线受力不一致，中心线瞬时抬升压力会产生弯曲或鼓包，部分区域股绳会受压散股，导致吊弦整体结构破坏，承受力下降甚至断裂。
而根据本发明实施例的吊弦绳的制备方法，通过编织工艺将多根单丝编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使得吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦的结构强度和承受力。
如图3所示，根据本发明第一实施例的弹性吊弦的制备方法，包括：
C100，制备单丝；
需要说明的是，可以采用现有相关技术制备单丝。
C200，将多根单丝绞合或编织成股绳；
也就是说，可以通过绞合工艺，将多根单丝绞合成股绳，也可以通通编织工艺将多根单丝编织成股绳。绞合和编织工艺为本领域技术人员知悉的技术手段，在此不再详细赘述。
C300，将多股股绳编织成吊弦绳；
需要说明的是，相关技术中，均通过绞合工艺制备吊弦绳，制备的吊弦绳为绞合结构，具有节径比限制，安装时不能扭转。而且，绞合工艺制备的吊弦绳具有一根长直的中心线，该中心线与吊弦的延伸方向相同，其余股线围绕中心线绞合。在受电弓瞬时冲击的垂直分量作用下，中心股线和周围股线受力不一致，中心线瞬时抬升压力会产生弯曲或鼓包，部分区域股绳会受压散股，导致吊弦整体结构破坏，承受力下降甚至断裂。
而本申请中，在通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多股股绳编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使得吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦的结构强度和承受力。
C400，在所述吊弦绳的端部设置固定件，制成弹性吊弦。
需要说明的是，可以在吊弦绳的两端设置固定件制成弹性吊弦，由此，弹性吊弦可以通过固定件方便地连接至接触线和承力索上。
根据本发明实施例的弹性吊弦的制备方法，通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多根股绳编织成吊弦绳。如此得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并相互约束，且每股股绳均与吊弦绳的垂直抬升受力方向呈一定夹角，具有一定弹性，能够分散冲击力，有效避免了鼓包等现象，提高了吊弦的结构强度和承受力。另外，在安装使用时，弹性吊弦可以通过端部的固定件方便、可靠地与接触线和承力索连接，而且，弹性吊弦可以进行一定程度扭转，方便进行高度的微调。
如图4所示，根据本发明第二实施例的弹性吊弦的制备方法，包括：
D100，制备单丝；
需要说明的是，可以采用现有相关技术制备单丝。
D200，将多根单丝编织成吊弦绳；
需要说明的是，相关技术中，均通过绞合工艺制备吊弦绳，制备的吊弦绳为绞合结构，具有节径比限制，安装时不能扭转。而且，绞合工艺制备的吊弦绳具有一根长直的中心线，该中心线与吊弦的延伸方向相同，其余股线围绕中心线绞合。在受电弓瞬时冲击的垂直分量作用下，中心股线和周围股线受力不一致，中心线瞬时抬升压力会产生弯曲或鼓包，部分区域股绳会受压散股，导致吊弦整体结构破坏，承受力下降甚至断裂。
而本申请中，通过编织工艺将多根单丝编织成吊弦绳，生产工艺简单。而且，制得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并且使得吊弦绳具有良好的弹性，在受电弓的冲击下弹性吊弦线吊弦绳能够产生弹性形变，避免瞬时冲击造成线体变形及疲劳，从而有效地提高了吊弦绳的结构强度和承受力。另外，在安装使用时可以进行一定程度扭转，方便进行高度的微调。
D300，在所述吊弦绳的端部设置固定件，制成弹性吊弦。
需要说明的是，可以在吊弦绳的两端设置固定件制成弹性吊弦，由此，弹性吊弦可以通过固定件方便地连接至接触线和承力索上。
根据本发明实施例的弹性吊弦的制备方法，通过绞合工艺或编织工艺获得多股股绳后，再通过编织工艺将多根股绳编织成吊弦绳。如此得到的吊弦绳没有中心股线，吊弦绳的每股股绳都能受力均匀，并相互约束，且每股股绳均与吊弦绳的垂直抬升受力方向呈一定夹角，具有一定弹性，能够分散冲击力，有效避免了鼓包等现象，提高了吊弦的结构强度和承受力。而且，弹性吊弦可以通过端部的固定件方便地连接至接触线和承力索上。
根据本发明的一些实施例，单丝为无氧铜单丝或铜合金单丝。也就是说，单丝可以采用无氧化铜单丝，单丝也可以采用铜合金单丝。无氧化铜单丝和铜合金单丝的制备为本领域技术人员知悉的技术手段，在此不再详细赘述。
在本发明的一些实施例中，可以对对吊弦绳进行性能优化处理，包括：对吊弦绳进行防腐处理和去应力处理。可以理解的是，通过对吊弦绳进行防腐化处理，可以提高吊弦绳的防腐性能，从而提高了弹性吊弦的使用寿命。通过对吊弦绳进行去应力处理，可以有效避免弹性吊弦局部应力过大造成疲劳断裂的问题。例如，可以沿吊弦绳的编织方向的反方向通过反向扭转对吊弦绳进行去应力操作处理，也可以通过对吊弦绳进行加热处理以进行去应力操作。
根据本发明的一些实施例，对吊弦绳进行防腐处理，包括：对吊弦绳进行镀锡或镀石墨烯处理。也就是说，可以在吊弦绳的外表面镀覆锡层或石墨烯层，从而可以有效隔离保护吊弦绳，有效提高了吊弦绳的防腐性能。
在本发明的一些实施例中，弹性吊弦的包络线的横截面为圆形、椭圆形或跑道形。也就是说，制备后的吊弦绳的横截面的包络面可以是圆形，也可以是椭圆形或跑道形，当然还可以是其他形状。在实际加工制备过程中，可以根据实际需要选择制备相应形状的弹性吊弦。
根据本发明的一些实施例，吊弦绳的编织角度的范围为：10°至60°。经过实验验证，当选择编织角度范围在10°至60°时，制备的弹性吊弦具有良好的弹性和结构强度。
在本发明的一些实施例中，吊弦绳的部分单丝可以为碳纤维单丝。吊弦绳中的部分股绳可以由碳纤维单丝绞合或编织而成，或者吊弦绳的部分股绳中可以含有碳纤维单丝。由此，可以在保证弹性吊弦具有良好的导电性的同时，具备良好的结构强度，从而进一步提高了弹性吊弦的承受力。
根据本发明的一些实施例，单丝的直径范围为0.3mm至0.7mm。经过实验验证，当单丝的直径范围设置为0.3mm至0.7mm时，可以使制备的弹性吊弦具有良好的结构强度和弹性性能，而且，便于单丝的批量制备。例如，单丝的直径可以选择使用0.5mm。
下面以两个具体的实施例详细描述根据本发明的弹性吊弦的制备方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不应理解为对本发明的具体限制。
实施例一：
制备弹性吊弦的步骤如下：
A101，制备无氧铜镁合金单丝，单丝直径为0.5mm；
A102，将7根单丝绞合或者编织成单股股绳；
A103，进一步将7根股绳进行编织成具有49根单丝的吊弦线；
A104，将编织所成的吊弦线进行镀锡防腐处理，并去除应力；
A105，将吊弦绳与固定件件进行装配形成弹性吊弦。
实施例二：
制备弹性吊弦的步骤如下：
B201，制备无氧铜合金单丝，单丝直径为0.5mm；
B202，将49根单丝编织成吊弦绳；
B203，将弹性吊弦绳与固定件进行装配形成弹性吊弦。
如图5所示，根据本发明实施例的接触网100，包括：接触线110、承力索120和弹性吊弦130。
其中，承力索120与接触线110间隔且平行设置，弹性吊弦130连接于接触线110和承力索120之间，弹性吊弦130为采用上述的弹性吊弦的制备方法制造的弹性吊弦。
根据本发明实施例的接触网100，采用的弹性吊弦130没有中心股线，吊弦绳131的每股股绳都能受力均匀，并相互约束，且每股股绳均与吊弦绳131的垂直抬升受力方向呈一定夹角，具有一定弹性，能够分散冲击力，有效避免了鼓包等现象，提高了吊弦的结构强度和承受力，提高了接触网整体结构的稳定性和可靠性，从而降低了高速接触网维护使用成本，增强了接触网抗冲击弹性，延长了接触网的疲劳使用寿命，进而提升了高速铁路电气化气路运行的安全性。
如图5所示，根据本发明的一些实施例，接触网100还包括：固定件132，弹性吊弦130的两端均设有固定件132，弹性吊弦130的一端通过固定件132与接触线110连接，弹性吊弦130的另一端通过固定件132与承力索120连接。由此，通过设置固定件132，便于弹性吊弦100与接触线110和承力索120之间的连接。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
