一種鋁合金型材結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于母線槽用途的鋁合金型材設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金型材的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]自鋁合金型材問(wèn)世之日起，針對(duì)航空航天、汽車(chē)運(yùn)輸、軌道交通、船舶潛艇、建筑裝修以及電力傳輸?shù)雀鱾€(gè)領(lǐng)域的不同用途，人們總是在不斷地追求鋁合金型材結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期在單位長(zhǎng)度用料量相同的前提下使型材的剛度達(dá)到最大，從而擴(kuò)充用途、提高應(yīng)用可靠性和降低成本。如今，研究鋁合金型材結(jié)構(gòu)較為活躍的領(lǐng)域之一是母線槽配件的設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)表現(xiàn)為型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變化大、尺寸比例變量多、總體結(jié)構(gòu)由單件向多件拼合化方向發(fā)展。
[0003]特殊地，對(duì)超高層建筑、大型工廠以及軍事基地而言，其電能輸送都涉及線束眾多、超強(qiáng)密度電流的供給與分配難題，如果僅靠電線電纜的連接分配是極不可靠的，也幾乎不可能，由此早在上世紀(jì)50年代前后由美國(guó)發(fā)明的一套“Bus-Way_System(母線槽)”的傳導(dǎo)方案很好地解決了這個(gè)難題。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的不斷改進(jìn)，母線槽配件在結(jié)構(gòu)和材料等各個(gè)細(xì)節(jié)技術(shù)上都日趨完善，尤其是用于母線槽外殼、接駁管的金屬型材，其結(jié)構(gòu)總是在不斷地優(yōu)化或變化之中，諸如中國(guó)專(zhuān)利 CN2749154Y、CN2899217Y、CN103036182A、CN201051637Y、CN201853988U、CN2275295Y、CN101098071A都對(duì)構(gòu)成母線槽外殼的蓋板和側(cè)板等金屬型材的結(jié)構(gòu)作了不同程度的改進(jìn)。
[0004]但是，面對(duì)日益增長(zhǎng)的性價(jià)比需求，構(gòu)成母線槽配件的金屬型材產(chǎn)品和技術(shù)仍然存在許多技術(shù)上的改進(jìn)空間。
[0005]例如，將母線槽外殼的鋼材改為鋁鎂合金，使單位長(zhǎng)度的重量減輕了近60%，使母線槽配件的制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行成本顯著降低，而對(duì)于向大跨度、減少安裝支點(diǎn)為發(fā)展方向的母線槽構(gòu)件而言，由于鋁鎂合金強(qiáng)度與鋼材相比有所下降，反過(guò)來(lái)又需要增加母線槽構(gòu)件的壁厚來(lái)提高強(qiáng)度和剛度。
[0006]因此，有必要發(fā)明一系列結(jié)構(gòu)和尺寸比例關(guān)系優(yōu)化的鋁合金型材，以解決大跨度、少支點(diǎn)母線槽需要大幅度增加壁厚的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于大跨度、少支點(diǎn)的鋁合金型材優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并在保證母線槽配件有足夠強(qiáng)度、剛度和可靠性的前提下，使單位長(zhǎng)度的材料用量最少化。
[0008]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的一種鋁合金型材結(jié)構(gòu)，包括:基板、側(cè)板、棱筋和拱橋，側(cè)板、棱筋的伸展方向均與基板長(zhǎng)度方向平行，棱筋分布在基板和側(cè)板各自的一個(gè)平面上、或同時(shí)分布在基板和側(cè)板各自的兩個(gè)平面上、與基板和側(cè)板各自構(gòu)成整體，側(cè)板固定在基板兩側(cè)的邊沿通過(guò)拱橋聯(lián)接與基板構(gòu)成整體凹形溝槽，基板、側(cè)板、棱筋和拱橋共同構(gòu)成一個(gè)左右對(duì)稱的受到結(jié)構(gòu)和尺寸比例控制的整體異形件。
[0009]進(jìn)一步地，所述基板的橫切面結(jié)構(gòu)為矩形、梯形的任意一種幾何構(gòu)成體，或矩形和梯形兩種形狀的幾何構(gòu)成體，或者多于一種矩形與多于一種梯形的幾何構(gòu)成體。
[0010]進(jìn)一步地，所述側(cè)板的橫切面結(jié)構(gòu)為矩形、梯形板的任意一種幾何構(gòu)成體，或矩形和梯形兩種形狀的幾何構(gòu)成體，或者多于一種矩形與多于一種梯形的幾何構(gòu)成體。
[0011]進(jìn)一步地，所述棱筋的橫切面結(jié)構(gòu)為波浪形、三角形的任意一種幾何構(gòu)成體，或波浪形和三角形兩種組合的單條棱或多棱陣列，棱筋分布在基板和側(cè)板各自的一個(gè)平面上、或同時(shí)分布在基板和側(cè)板各自的兩個(gè)平面上、與基板和側(cè)板各自構(gòu)成整體。
[0012]進(jìn)一步地，所述拱橋的橫切面結(jié)構(gòu)為用幾何平面通過(guò)軸心將管狀物沿管體軸向切去五分之一至五分之四體積后剩余的瓦狀體，基板通過(guò)兩個(gè)瓦狀體的直線邊沿分別將兩塊側(cè)板聯(lián)接成整體凹形溝槽，并且瓦狀體柱面的法線方向指向凹形溝槽的內(nèi)側(cè)或指向凹形溝槽的外側(cè)。
[0013]進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)和尺寸比例控制包括:基板厚度!^、基板寬度B1，基板棱筋高度H1、基板棱筋峰頂半徑η、基板棱筋谷底半徑R1、基板棱筋寬度1，側(cè)板厚度!^、側(cè)板寬度B2、側(cè)板棱筋高度H2、側(cè)板棱筋三角形底寬度胃2，拱橋外半徑R3、拱橋外半徑與拱橋內(nèi)半徑之差A(yù)R3,其中——
[0014]R^r1之比為I.62?3.62倍或更優(yōu)選為2.62 ± 0.5倍；
[0015]HgT1之比為I.00?I.38倍或更優(yōu)選為I.19 ±0.2倍；
[0016]SRgT1之比為I.00?2.62倍或更優(yōu)選為I.62 ±0.2倍；
[0017]H2與W2之比為0.38?0.62倍或更優(yōu)選為0.50±0.1倍；
[0018]W2與Τ2之比為0.25?1.25倍或更優(yōu)選為0.62±0.2倍；
[0019]81與出之比為I.38?9.1倍或更優(yōu)選為6.2 ± 1.2倍；
[0020]RAt1之比為I.00?2.62倍或更優(yōu)選為I.62 ±0.3倍；
[0021 ] 2 Δ吣與!^之比為0.62?1.62倍或更優(yōu)選為I.00 ±0.2倍。
[0022]進(jìn)一步地，所述基板、側(cè)板、棱筋和拱橋的材料選用鋁合金、鋁鎂合金、玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)尼龍、聚甲醛、聚酰亞胺、聚苯硫醚、熱固性樹(shù)脂的一種或更優(yōu)選6063-Τ5鋁合金。
[0023]本實(shí)用新型的一種鋁合金型材結(jié)構(gòu)，其有益技術(shù)效果在于:
[0024]①該型材可與其它配套型材組合使用，在單位長(zhǎng)度用量相同、負(fù)載相同、懸梁形變量相同的條件下，實(shí)現(xiàn)跨度最大、剛度最大，可靠性不下降；
[0025]②凸形空心槽有利于增加丁型螺栓安裝的隨機(jī)性和便利性、有效擴(kuò)展型材端面的周長(zhǎng)使其散熱表面積增大和提高空氣對(duì)流速度，有利于母線槽殼體內(nèi)導(dǎo)體的熱量向空氣散發(fā)，降低系統(tǒng)的溫度，延長(zhǎng)系統(tǒng)的服役壽命；
[0026]③棱筋的陣列有利于增加安裝精度和效率、增加型材之間接觸面積或傳熱速度，使系統(tǒng)溫度均衡化，避免系統(tǒng)局部溫度過(guò)高。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型一種鋁合金型材結(jié)構(gòu)實(shí)施例的橫切面結(jié)構(gòu)和尺寸的定義示意圖。
[0028]圖2是圖1優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)和尺寸不意圖。
[0029]在圖1和圖2中，相同功能、相同結(jié)構(gòu)的零件采用了相同的標(biāo)號(hào)，為了圖紙簡(jiǎn)潔而略去對(duì)稱或相同系列位置上的零件標(biāo)號(hào)，字母下右下角的數(shù)碼僅為符號(hào)的一部分并不代表其量值。
[0030]10—側(cè)板，11 一側(cè)板棱筋陣列，
[0031]12一拱橋，13—基板，
[0032]14一基板棱筋陣列，14.1一基板棱筋峰頂，14.2—基板棱筋谷底，
[0033]B1—基板寬度，B2—側(cè)板寬度，
[0034]H1—基板棱筋高度，H2—側(cè)板棱筋高度，
[0035]η—基板棱筋峰頂半徑，R1—基板棱筋谷底半徑，
[0036]T1 一基板厚度，T2—側(cè)板厚度，
[0037]W1—基板棱筋寬度，W2—側(cè)板棱筋寬度，
[0038]R3—拱橋外半徑，Δ R3—拱橋外半徑與拱橋內(nèi)半徑之差