以solidworks建模为基础的接触网支柱及腕臂介绍

以solidworks建模为基础的接触网支柱及腕臂介绍

杨文庆

中国铁建电气化局集团南方有限公司 753000

摘要：以惠银四电项目接触网部分为基础，对相应部分进行了solidworks建模。并模拟其配合过程，以期能更简略形象的对接触网施工工艺进行介绍。

关键词：接触网;接触网零件;接触网零件配合;solidworks建模

引言：在铁路行业快速发展的过程中，现代化、智能化越来越深入到铁路建设的每一个环节，每一个步骤，因此相对应的将铁路建设的一些部分电子化，信息化，能够更好的辅助铁路的建设，也能更形象的将铁路施工中的的关键点，注意点展示给业主方，让铁路建设更快，更形象，更高质量，以此来满足中国现代化铁路发展的需求，为此以现代化建模软件solidworks为基础，对铁路建设中的接触网部分进行建模，并模拟器配合的过程，将接触网零部件，接触网施工过程形象的介绍是必要的。

1.总体预览

接触网结构图展示在图1中，接触网的目的是固定接触线位置和高度，确保电力传输稳定和可靠。支柱与基础支持装置起支撑作用，承担接触悬挂载荷，支持装置与支柱紧密相连，为接触悬挂提供必要支撑。定位装置与支持装置相连，包括定位管和定位器，主要功能是固定接触线位置，确保接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内。接触悬挂是接触网核心部分，通过支持装置架设在支柱上，包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件，功用是将电能输送给电力机车。图1还展示其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等，协助接触悬挂完成供电流程。

图1接触网建模总体示意图                     图2工作原理流程图

1辅助构件2腕臂绝缘子3钢柱主体4支持装置

5定位装置6接触悬挂位置

2.SolidWorks接触网建模介绍

2.1 钢柱主体

钢柱与基础是给接触网最主要的组成部分之一，他的作用在于承载整个接触网其他零件的载荷，支柱的组立是在基础完成后进行，支柱外观，焊接质量，柱高，横截面高度，横截面宽度，翼缘厚度，锌层厚度是钢柱检验的标准。如图3所示的建模图可以清晰的表达出他的特征

图3  支柱建模                            

                             1横截面2锌层厚度3翼缘厚度4柱高   

2.2 支持装置（腕臂）

2.2.1 平腕臂和斜腕臂

平腕臂和斜腕臂是用来保平腕臂和斜腕臂是直接与承力索座和定位装置相连接的部件，它们在腕臂结构中扮演着至关重要的角色。其中平腕臂和斜腕臂通过套管座相连，并且在头部配有管帽，在不同地点和情况下，支柱的侧面限界、导线高度以及其他各种参数都会有所不同，因此需要根据具体情况对平腕臂和斜腕臂的长度进行调整和计算。这一过程是为了满足受电弓限界的需求，确保受电弓能够无障碍地通过。此外，为了满足各种复杂情况的需求，平腕臂和斜腕臂的设计也需要考虑其适应性和灵活性。例如，在一些特殊的地理环境中，接触网的布置可能会更加复杂，这时就需要根据实际情况对平腕臂和斜腕臂的长度进行更为精细的调整。总之，平腕臂和斜腕臂作为腕臂组成的重要环节，其长度的调整和计算对于电力机车的正常运行至关重要。这需要技术人员进行精确的测量和计算，以确保受电弓能够无障碍地通过，从而保障电力机车的正常运行和供电的稳定性。

图4平腕臂和斜腕臂与绝缘子配合              图5管帽与套管座

1平腕臂2管帽3套管座4斜腕臂

2.2.2 腕臂支撑

为了提高腕臂支持装置的整体稳定性，斜腕臂与平腕臂间设置加强管，如图6所示其中腕臂支撑与平腕臂和斜腕臂的配合则由u螺栓来实现，而u螺栓再通过套管单耳和腕臂支撑管配合，从而实现添加腕臂支撑来提高腕臂整体的稳定性，这根加强管，不仅增加了腕臂结构的强度，还优化了各部件之间的协同工作。u螺栓以其独特的形状和设计，能够紧密地与平腕臂和斜腕臂配合，使整个结构更加稳固。u螺栓再通过套管单耳和腕臂支撑管的紧密配合，进一步加强了整个腕臂结构的稳定性。这种配合方式不仅实现了对各部件的有效连接，也使得整个腕臂结构更加坚固和耐用。为了更直观地了解u螺栓和套管单耳的形状和结构，可以参考图7和图8所示的细节图。这些图清晰地展示了u螺栓与套管单耳以及腕臂支撑管的连接方式，进一步证实了这种设计的稳定性和可靠性。

图6腕臂支撑                   图7 u螺栓            图8套管单耳

2.3定位装置

定位装置包括定位管、定位器、定位线夹及其连接零件如图15所示，其中起配合作用的是定位支座，如图9所示。其作用是固定接触线的横向位置，使接触线水平定位在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，使受电弓磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱，他们的配合形式在于环型的定位器卡子会扣住定位器，从而保证定位线夹的位置。

图9定位装置                                图10定位器

1定位管2定位支座3定位器4定位线夹

3. 总体预览

腕臂的安装并不是在现场进行组装安装，而是通过预备，在形成一套一套的腕臂结构后，再去现场进行安装。腕臂的预配流程如下，首先是将平腕臂和斜腕臂固定，按照设计好的量进行腕臂管的调整，以确保其精确匹配。然后是量取承力索座、定位环及套管单耳安装位置，这一步需要精确的测量和记录，以确保安装位置的准确性。随即按量取的位置安装好承力索座、和套管单耳，并用力矩扳手检验，以确保安装牢固、稳定。然后再按设计切割并安装定位管，套上定位环和连接件，这一步需要精细的操作和严格的工艺要求，以确保定位管的准确性和稳定性。最后把定位管和定位器用铁丝绑扎好并运送到现场，以备后续的安装使用。整个腕臂预配流程需要严格的操作规范和质量控制，以确保安装质量和安全性。整个流程如图11所示。

图11腕臂预配流程图

4. solidworks技术对接触网工程的影响

一、SolidWorks软件是目前市面上广泛运用在机械行业的建模软件之一，也是bim核心软件之一，他可以清晰地模拟零件与零件之间的配合，装配体与装配体之间的配合，从而有效地进行模拟和规划。通过精确的建模，SolidWorks软件能够清晰地展示各个部件之间的关系和配合形式，使得设计更加合理、准确、高效。二、SolidWorks最直观的特点在于三维可视化，这一功能极大地降低了识图误差，使得施工方能够更加准确地理解设计意图和施工要求。通过三维模型的展示，施工方可以更好地对施工工艺、施工需求进行讲解，从而使得现场施工的错误率大大降低。三、SolidWorks软件可以进行施工模拟和进度把控。通过一步一步的建模，可以模拟施工的步骤，从而更方便地进行施工安排。通过模拟施工过程，可以预测可能遇到的问题和风险，提前制定应对措施，确保施工进度和质量。合理的运用SolidWorks可以充分展示接触网工程的现有经验，它可以将接触网工程的经验以三维模型的形式展现出来，使人一目了然，快速了解接触网工程的细节和要点。同时，通过SolidWorks的参数化设计功能，还可以对接触网工程的设计进行优化，提高设计的效率和准确性。SolidWorks还可以让不了解接触网工程的人快速学习消化。通过SolidWorks的三维展示和模拟功能，可以使接触网工程的流程和细节更加直观，让人在短时间内快速掌握接触网工程的基本知识和技能。这对于新员工培训和技能提升非常有帮助，可以大大缩短学习周期，提高工作效率。

结论：综上所述，合理的运用SolidWorks对于接触网工程来说是非常重要的。它不仅可以展示和优化接触网工程的现有经验，还可以让不了解接触网工程的人快速学习消化，进一步提高接触网工程的工艺水准和施工速度。因此，我们应该积极推广SolidWorks在接触网工程中的应用，提高接触网工程的设计和施工水平。

参考文献：

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[2]清华大学BIM课题组. 中国建筑信息模型标准框架研究[M]. 北京：中国建筑工程出版社，2011.

[3] 张建平，李丁，林佳瑞，等. BIM在工程施工中的应用[J]. 中国建设信息化，2012，41(20)：18-21.

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