（中鐵八局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，四川 成都 610052）

自鎖式玻璃鋼復(fù)合材料電纜槽的研制

田德彬

（中鐵八局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，四川 成都 610052）

本文介紹一種新型自鎖式玻璃鋼復(fù)合材料電纜槽的研制，在結(jié)構(gòu)上，該種電纜槽在安裝時(shí)可不借助外物也能實(shí)現(xiàn)自身的自鎖閉，通過(guò)對(duì)組成基材和成型工藝的研究，得到一種強(qiáng)度較高、耐久性能較好的電纜槽。其綜合性能遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的菱鎂復(fù)合材料電纜槽和鋼制電纜槽，對(duì)電纜槽行業(yè)的發(fā)展起到一起定的推動(dòng)作用。

自鎖式；玻璃鋼；復(fù)合材料；電纜槽；鐵路

1 概述

長(zhǎng)期以來(lái)，鐵路行業(yè)橋上兩側(cè)安裝用于通信、信號(hào)、電力電纜鋪設(shè)的電纜槽均采用不燃型菱鎂復(fù)合材料電纜槽和鋼制電纜槽。由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和材質(zhì)的原因使得這兩種電纜槽都存在眾多缺陷，不燃型菱鎂復(fù)合材料電纜槽強(qiáng)度較低，施工過(guò)程中破損較為嚴(yán)重，安裝后耐久性較差，正常使用3～5年就需要更換，特別是在后期電纜檢修過(guò)程中槽蓋極易破損，以及檢修后抱箍恢復(fù)不到位容易導(dǎo)致槽蓋松脫，而不燃型菱鎂復(fù)合材料本身較輕，在外界風(fēng)力等的作用下極易被帶入鐵路軌道上。鋼制電纜槽雖然強(qiáng)度較高，但生產(chǎn)成本也較高，線路上的鋼制電纜槽曾經(jīng)多次出現(xiàn)被盜現(xiàn)象，使用3～5年后表面也會(huì)出現(xiàn)不同程度的生銹，同時(shí)鋼制電纜槽還不具備抗靜電能力，兩種電纜槽在不同程度上都存在一些安全隱患。

圖1 自鎖式電纜槽的組成

圖2 自鎖原理

圖3 生產(chǎn)工藝流程圖

因此，急需要一種性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高、耐久性較好、安裝更為簡(jiǎn)便的各項(xiàng)綜合性能較強(qiáng)的電纜槽來(lái)取代傳統(tǒng)電纜槽，本文重點(diǎn)研究了一種新型自鎖式玻璃鋼復(fù)合材料電纜槽。

2 新型電纜槽結(jié)構(gòu)的研究

該種新型自鎖式玻璃鋼復(fù)合材料電纜槽由槽體、槽蓋、連接板組成（如圖1所示），槽體兩側(cè)壁分別設(shè)有定位槽。槽蓋兩側(cè)壁分別設(shè)有條形內(nèi)凸緣，槽體與槽蓋接合處設(shè)計(jì)了相同大小的反扣角∠a（如圖2所示），槽蓋的內(nèi)凸緣與槽體上的定位槽構(gòu)成卡式配合結(jié)構(gòu)，其中，槽蓋頂部為拱形，槽體側(cè)壁與槽底連接處、槽蓋頂部與蓋頂側(cè)壁連接處均有倒圓角過(guò)渡。在安裝過(guò)程中，先將槽體固定于支架上，再用連接板將前后槽體端口對(duì)齊連為一體，使用外力將槽體上端口內(nèi)扣，槽蓋自然狀態(tài)下方可放在槽體端口上，撤除外力后槽體在自身結(jié)構(gòu)作用力下與槽蓋緊密的扣在一起，從而實(shí)際了電纜槽的自鎖功能。

表1 浸漬液配合比

表2 三區(qū)溫度控制值

表3 工藝參數(shù)

表4 常用規(guī)格表

3 新型電纜槽材料的研究

新型電纜槽選擇以不飽和聚酯樹脂為主材，由不飽和二元羧酸或酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與二元醇縮聚而成，本文研究的是1，3-異苯并呋喃二酮與2，5-呋喃二酮和2，2’-氧代二乙醇的聚合物。氫氧化鋁作為電纜槽重要的阻燃性填料劑，具有脫水阻燃能夠改變玻璃鋼材料的可燃性，達(dá)到阻燃的效果?？寡趸瘎樗腫β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，能有效地防止聚合物材料在長(zhǎng)期老化過(guò)程中的熱氧化降解，同時(shí)也是一種高效的固化穩(wěn)定劑，能改善聚合物材料在高溫加工條件下的耐變色性。紫外線吸收劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮，能夠有效吸收290～400納米的紫外線光，特別適合用于淺色透明制品。對(duì)光、熱穩(wěn)定性能好，在200℃下不分解。石墨是一種性能優(yōu)良的抗靜電填料。硬脂酸鋅也是新型自鎖式電纜槽所必須的一種填料，成型過(guò)程中還需加入脫模劑等固化劑組合物，通過(guò)試驗(yàn)得到的一組配方如表1所示。

4 生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝按階段可劃分成三階段：準(zhǔn)備階段、成型階段、切割階段，其生產(chǎn)工藝流程如圖3所示。

（1）準(zhǔn)備階段：

①按表1對(duì)膠液進(jìn)行配制，將粉料逐份加入到樹脂中，并用旋轉(zhuǎn)剪切攪拌機(jī)進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>

②無(wú)捻直接紗經(jīng)穿紗板按預(yù)設(shè)方案排布后進(jìn)入成型芯模中。

③將表面氈分上下兩層將直接紗包裹在中間，與直接紗相同的速度進(jìn)入在芯模中。

（2）成型階段：

①首先讓直接紗在膠液中得到適度浸膠。若浸膠不充分會(huì)直接影響到成品的質(zhì)量，當(dāng)浸潤(rùn)程度達(dá)不到要求時(shí)可以調(diào)節(jié)浸漬液的溫度或浸漬時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制，一般拉擠速度控制在3m/min。

表5 試驗(yàn)結(jié)果

②經(jīng)浸膠后的直接紗在縫邊氈的包裹下進(jìn)入成型區(qū)，固化時(shí)要做到各部分物料固化速率基本相同，固化后的物料不能驟然降溫，一般把固化按溫度劃分為三個(gè)區(qū)：Ⅰ區(qū)為預(yù)熱區(qū)，一般在80℃，為下一階段的固化反應(yīng)做準(zhǔn)備，同時(shí)液壓的提高也便于熱量向內(nèi)傳遞。Ⅱ區(qū)為凝膠區(qū)，樹脂發(fā)生固化反應(yīng)并產(chǎn)生相變，從粘稠態(tài)轉(zhuǎn)變成為凝膠態(tài)。Ⅲ區(qū)為恒溫區(qū)，可防止溫度驟變導(dǎo)致復(fù)合材料產(chǎn)生裂紋。其控制溫度見表2。

固化是整個(gè)工藝操作控制要點(diǎn)，相關(guān)工藝參數(shù)如表3所示。

切割階段：成型后的制品隨牽引進(jìn)入冷卻區(qū)，充分冷卻后制品強(qiáng)度達(dá)到最高。切割是在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行，當(dāng)制品長(zhǎng)度達(dá)到要求時(shí)，切割裝置便自動(dòng)工作，切割過(guò)程由兩種運(yùn)動(dòng)完成，即縱向運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)。制品長(zhǎng)度可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，常用規(guī)格見表4。

5 性能分析

新型電纜槽改變了傳統(tǒng)電纜槽安裝必須使用抱箍等特點(diǎn)、安裝簡(jiǎn)單、施工方便。由玻璃鋼固化劑組成材料制備的電纜槽具有阻燃、輕質(zhì)高強(qiáng)、不易老化，耐腐蝕，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)生產(chǎn)工藝研究能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、機(jī)械強(qiáng)度良好、外形美觀整體布局合理，性能優(yōu)越免維護(hù)，其具體試驗(yàn)結(jié)果見表5。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)證明，高強(qiáng)度材質(zhì)是實(shí)現(xiàn)新型電纜槽自鎖的前提，而有機(jī)玻璃鋼復(fù)合材料各項(xiàng)優(yōu)越性能均能滿足需要的強(qiáng)度和耐久性，自鎖結(jié)構(gòu)使得安裝變的極為簡(jiǎn)單，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，足以取代傳統(tǒng)電纜槽在鐵路和其它建筑行業(yè)中得以應(yīng)用。

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