地鐵工程中的高分子復(fù)合材料技術(shù)探究

1、地鐵工程中的高分子復(fù)合材料技術(shù)探究地鐵工程中的高分子復(fù)合材料技術(shù)探究接觸軌是安裝在車輛限界外側(cè)軌道旁的絕緣裝置上的剛性導(dǎo)線，它在正常運(yùn)行中可進(jìn)展電力傳輸，并防止人員有意或無(wú)意接觸。接觸軌系統(tǒng)作為地鐵供電系統(tǒng)的末端，是向電力機(jī)車輸送牽引電能的唯一且沒(méi)有備用的設(shè)備，其安裝的可靠性直接影響到地鐵供電系統(tǒng)甚至整個(gè)地鐵系統(tǒng)的平安運(yùn)營(yíng)。根據(jù)受流位置不同，分為上部受流、下部受流和側(cè)部受流3種安裝形式，而不管哪一種安裝方式，都涉及到接觸軌的支撐、防護(hù)兩大件非金屬絕緣件，因此采用適宜的非金屬絕緣材料來(lái)保證接觸軌安裝的可靠、平安顯得尤為重要。1.接觸網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀分析當(dāng)前，凡在建地鐵工程，只要是隧道內(nèi)采用架空接觸網(wǎng)

2、都毫無(wú)例外地選擇剛性接觸網(wǎng)懸掛。從理論上講，相對(duì)于柔性接觸網(wǎng)，剛性接觸網(wǎng)具有凈空要求低、維護(hù)工作量孝無(wú)下錨等優(yōu)勢(shì)。但是近年據(jù)運(yùn)營(yíng)單位反映：剛性懸掛接觸線磨耗比柔性接觸網(wǎng)要大很多，受電弓滑板的更換周期也縮短了，其維護(hù)工作量并不比柔性接觸網(wǎng)少，在實(shí)際應(yīng)用中其優(yōu)勢(shì)僅僅表達(dá)在無(wú)下錨方面，因此剛性懸掛除適用于長(zhǎng)大區(qū)間隧道外，在其他方面與柔性懸掛相比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。柔性懸掛方案中的接觸網(wǎng)，其絕緣子對(duì)隧道壁的空氣絕緣間隔 是接觸網(wǎng)安裝懸掛的制約因素，如采用絕緣腕臂的弓形構(gòu)造，其凈空要求將降到最低，甚至低于剛性接觸網(wǎng)的凈空要求。所以在非長(zhǎng)大區(qū)間內(nèi)采用弓形絕緣腕臂將改善剛性懸掛條件下的弓網(wǎng)關(guān)系，減少接觸線磨耗，延

3、長(zhǎng)受電弓的使用壽命。此外，在接觸網(wǎng)零件中，零件本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理的種類約202200種，而且95%以上都是由金屬材料制成的，金屬用量極大，假設(shè)采用玻璃鋼等樹(shù)脂材料來(lái)作為零件，那么可以大大節(jié)約金屬特別是有色金屬的需求量，有益于保護(hù)環(huán)境資源。2.高分子復(fù)合材料的特性分析2.1構(gòu)造形狀無(wú)限制熱固性復(fù)合材料的成型工藝與鋼材和木材等傳統(tǒng)材料不同。利用熱固性復(fù)合材料的樹(shù)脂改性技術(shù)和加工工藝，即可設(shè)計(jì)出耐高溫性能、防火性能優(yōu)異的復(fù)合材料與滿足構(gòu)造性能的構(gòu)件。一般工業(yè)與民用領(lǐng)域中常見(jiàn)的熱塑性復(fù)合材料所采用的樹(shù)脂遇熱軟化或熔融而處于可塑性狀態(tài)、冷卻后又變堅(jiān)硬，而且這一過(guò)程可以反復(fù)進(jìn)展。因此，熱塑性樹(shù)

4、脂雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在強(qiáng)度、硬度、耐熱性、尺寸精度等較低，力學(xué)性能受溫度影響較大，耐負(fù)荷變形大等缺點(diǎn)，所以較難在重要的工程領(lǐng)域中應(yīng)用。熱固性復(fù)合材料除具有密度低、導(dǎo)熱系數(shù)低、良好的絕緣性及物理力學(xué)性能等根本性能外，還具有其他材料所不具有的特性。2.2性能的可設(shè)計(jì)性常規(guī)材料由于有固定的物質(zhì)成份，因此就有相對(duì)固定的性能，而熱固性復(fù)合材料沒(méi)有特定的物質(zhì)成份，所以也就沒(méi)有固定的性能。實(shí)際應(yīng)用中往往根據(jù)使用對(duì)象對(duì)材料性能和形狀的要求來(lái)選擇其基體材料、增強(qiáng)材料和成型工藝。也就是說(shuō)，復(fù)合材料的性能是可設(shè)計(jì)的。由于復(fù)合材料的性能可設(shè)計(jì)，使其應(yīng)用范圍很廣，例如，可以根據(jù)使用環(huán)境條件的要求設(shè)計(jì)出防腐、保溫、

5、透光等材料，也可根據(jù)使用功能要求設(shè)計(jì)出輕質(zhì)、高強(qiáng)、絕緣、導(dǎo)電、透波、吸涉及耐磨等材料，以及可對(duì)外界環(huán)境變化做出反響的機(jī)敏復(fù)合材料。3.地鐵的熱固性復(fù)合材料3.1進(jìn)步熱固性復(fù)合材料性能通過(guò)研究樹(shù)脂基體的改性、玻璃纖維增強(qiáng)材料的敷設(shè)方式，以及依靠制作工藝的改進(jìn)來(lái)進(jìn)步熱固性復(fù)合材料的性能，使其性能和造價(jià)均能滿足地鐵工程的要求。通過(guò)調(diào)整樹(shù)脂的分子構(gòu)造及材料組成獲得具有較好防火性能及耐熱性能的復(fù)合材料。合理設(shè)計(jì)增強(qiáng)纖維的用量及鋪設(shè)形式，獲得理想的力學(xué)性能并降低消費(fèi)本錢。改善成型工藝，獲得理想的制品并進(jìn)步消費(fèi)效率。3.2進(jìn)步熱固性復(fù)合材料性能復(fù)合材料一般由基體材料和增強(qiáng)材料兩大組分構(gòu)成，各組分材料之間具有

6、明顯的界面，宏觀上呈現(xiàn)出各向異性的特征。復(fù)合材料按其基體材料的性質(zhì)可分為金屬基復(fù)合材料、無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料和有機(jī)樹(shù)脂基基復(fù)合材料三大類。進(jìn)步熱固性復(fù)合材料性能的主要成果經(jīng)屢次試驗(yàn)與配制，課題組所研制的熱固性復(fù)合材料具有良好的防火性能、機(jī)械性能及耐高溫等性能，可稱為高性能的熱固性復(fù)合材料。3.3進(jìn)步地鐵工程的延展性能從地鐵工程需要出發(fā)，采用所研發(fā)的高性能熱固性復(fù)合材料分別制造了各類電纜支架、疏散平臺(tái)、Dl500V供電軌支座及防護(hù)裝置等構(gòu)件。特別是電纜支架與疏散平臺(tái)一體化構(gòu)件，有利于減少隧道的作業(yè)工序、減少各類支架平臺(tái)安裝對(duì)隧道構(gòu)造的損傷，也有利于今后運(yùn)營(yíng)對(duì)電纜的維護(hù)與檢修。由于熱固性復(fù)合材料的

7、構(gòu)造形狀可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可按各類工法施工所構(gòu)筑的隧道形態(tài)制造各種類型的電纜支架。例如，適用于明挖區(qū)間隧道直形墻體的支架、圓型及馬蹄形隧道墻體安裝的弧形支架，適用于電纜數(shù)量有一定變化的區(qū)段安裝的多層支架等。供電軌的支座與防護(hù)裝置需在高電壓條件下工作，材料的絕緣強(qiáng)度是必須保證的指標(biāo)，供電方式尚需延伸到地下線路，因此其防火性能也類同于電纜支架。此外，為保證列車的受電靴與供電軌之間具有良好的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系，還需具備機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊才能。目前試制的Dl500V供電軌的支座與防護(hù)構(gòu)件除防火性能較好、力學(xué)性能指標(biāo)均到達(dá)設(shè)計(jì)要求外，其主要的電氣性能可到達(dá)：絕緣電阻2.91013；體積電阻率1.11013；電氣強(qiáng)度20kV、。防護(hù)罩成型工藝采用密封拉擠成型，制品精度高、外觀更好。4.完畢語(yǔ)高分子復(fù)合材料在地鐵工程中的應(yīng)用，不僅可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)材料應(yīng)用