专利名称：组合式绝缘子金具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在高压输变电线路、电气化铁路以及 机车车头使用的绝缘子金具，特别是涉及一种组合式绝缘子金具及其制造方法。
二背景技术：
金具是对使用在高压输变电线路、电气化铁路接触网等系 统上面所有金属配件的统称。绝缘子金具是指绝缘子上面使用的金属件。图1 所示是一只完整的绝缘子，它由三部分组成中部.的绝缘棒(水泥或玻璃纤维)， 外部的绝缘伞裙(玻璃或硅橡胶或陶瓷)，两端的连接金具。
对于输变电线路，绝缘子起的作用一是拉线，二是将高压电线与铁塔之间 进行绝缘， 一端金具与铁塔上的金具连接，另一端金具与下面的拉线金具连接; 对于电气化铁路，绝缘子起的作用一是拉线，是将电气化接触网与线杆之间进 行绝缘， 一端金具与铁路路基旁线杆上的金具连接，另一端金具与电气化接触 网的拉线金具连接；对于机车车头，绝缘子起到电气化接触网与机车车身的绝 缘作用。
鉴于绝缘子的使用环境，要求它有极高的可靠性，使用中产生的导电击穿 和断裂掉线都会造成难以估量的损失，轻易不敢发生任何的质量事故，由此对 组成绝缘子的零件同样有极高的稳定性和高品质要求。绝缘子的技术参数主要 包括电绝缘性能、抗拉强度。这两项是判定绝缘子合格与否的主要标准，是 每只绝缘子出厂时都必须做的检验项目。绝缘子的绝缘性能是由绝缘材料和绝 缘子的结构决定的，抗拉强度是由金具本身的强度、金具与中间绝缘棒的连接 强度共同决定的。
目前，绝缘子与其他金具的连接方式主要有以下几种球头球窝连接、槽 型连接、Y型连接等。连接金具分别叫做球头、球窝、单耳、双耳、Y型、环形等。
每一金具的金具本体外端为标准接头、中间为连接杆、内端为绝缘子封胶 座。由于连接互换性的要求，绝缘子金具与其他金具连接的具体部位即标准接
头都是标准的，统一执行国际IEC标准，既有尺寸的要求(精度在0.1-1.0毫米 之间)，又有很高的强度要求和硬度要求。为达到不同级别强度的要求，可以选 用不同材料或进行热处理使其达到相应强度和硬度。
同时，由于电压等级的不同，金具的标准规格和强度也有较大的变化，IEC 标准中分别用16标记、20标记、24标记、28标记和32标记等进行区分，分别 应用在强度为70KN、 IOOKN、 120KN、 160KN、 180KN、 210KN、 240KN、 300KN、 400KN,530KN等绝缘子上，但金具的标准接头的总体形状不会发生改变。
连接杆和绝缘子封胶座与中间绝缘棒的连接目前国内外广泛采用的是压接 式连接。即使用压接机把连接杆(中间是空心)和插到连接杆中间绝缘棒压接 到一起，连接强度取决于该部分的尺寸精度和材料硬度。目前，该部位的尺寸 精度达到0.04-1.0毫米，硬度要求HB 170-200，更重要的是要求硬度的均匀性。
从上可以明显的看出来，金具的标准接头和连接杆两部分的强度、硬度要 求是不一样的。目前，金具的制造材料多采用中碳钢或低碳合金钢，材料本身 的强度达不到标准接头的强度要求，但完全能够满足连接杆部分的硬度和均匀 性的要求。所以在具体的制造过程中，对标准接头部分要通过局部的热处理(或 换好的合金钢)以提高强度、硬度，但这种局部处理往往影响连接杆部分的硬 度以及硬度的均匀性，这给制造带来了很大的难度，不但影响生产效率，提高 了成本，同时大大的影响了金具的质量稳定性。
目前绝缘子金具的制造和使用流程如下整体制坯——机械加工——热处 理——热镀锌——机械精加工——与绝缘棒压接在一起。目前，整体金具制坯方法有以下几种1、铸造如球窝、单耳、双耳、Y 型、环形等；2、锻造如球头、单耳、球窝、双耳、Y型、环形等；3、棒料 如球头等。
用铸造方法制坯的优点是它能够制造出形状比较复杂的毛坯，尤其是内 腔复杂的毛坯；缺点是(1)由于铸造本身的特点，所制毛坯件的外表粗糙， 内部不可避免的存在气孔、沙眼、夹沙，裂纹，在进行机械加工时产生一定的 废品率。(2)不容易保证所有零件的硬度的一致性，这一点在金具与绝缘子之 间采用压接式连接的时候容易出现很大的问题，造成连接的不牢固，以使整个 绝缘子的抗拉强度降低，造成相当量的不合格品。(3)尺寸稍有不同就要采用 不同的模具制作，开发模具的数量大，成本高。
用锻造方法制坯的优点是克服了由于铸造缺陷引起的金具内部的气孔、 沙眼、夹沙，裂纹等问题，但有时候也不能避免锻造引起的裂纹缺陷，金具内 部质量的可靠性较铸造加强。其缺点是(1)技术难度大，金具零件形状稍有 复杂就不能采用该种方法制坯，(2)模具投入大，使用寿命短，成本高。(3) 仍不能完全避免锻造过程中出现锻造裂纹等致命缺陷。(4)不能满足金具的不 同硬度要求和硬度均匀性的要求。
圆棒料做坯直接用机床加工的方法，优点是可以保证金具硬度的统一性， 不存在铸造和锻造存在的缺点，内部质量的可靠性较上两种方法都高，但其缺 点也是明显的，即由于金具形状在直径方向上变化较大，大部分材料都要被加 工掉，材料的利用率很低，同时加工效率也很低，成本高，有一些内腔形状复 杂的零件难以加工出来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种设计新颖、制造和使用方便、成本较低的组合式绝缘子金具，并且提供一种工艺简单、便 于加工、容易实施且节约材料的所述组合式绝缘子金具的制造方法。 本发明的技术方案是
一种组合式绝缘子金具，含有金具本体，所述金具本体外端为标准接头、 中间为连接杆、内端为绝缘子封胶座，所述标准接头和所述连接杆为分体式结 构，二者通过摩擦焊接固定在一起，所述连接杆和所述绝缘子封胶座为一体式 结构，或为分体式结构，为分体式结构时，二者通过摩擦焊接固定在一起。
所述标准接头为Y字型双耳，或为球头，或为球窝，或为U字型双耳，或 为一字型单耳、或为吊环型单耳。
一种上面所述组合式绝缘子金具的制造方法，其特征是:包括以下步骤， a、根据具体形状的不同，分别釆用铸造、锻造或棒料切削的方法制造出不 同形状的所述标准接头；
b、采用棒料切削的方法制造出不同的所述连接杆和绝缘子封胶座，当所 述连接杆和所述绝缘子封胶座为一体式结构时，采用同一棒料切削而成；当所 述连接杆和所述绝缘子封胶座为分体式结构时，采用不同的棒料分别切削而成， 再通过摩擦焊接固定在一起；并且通过选择材质使所述连接杆的硬度达到 HB170-200;
c、将步骤a中的所述标准接头和步骤b中的所述中间杆对接，且通过摩擦 焊接固定在一起；当步骤b中所述中间杆和所述绝缘子封胶座为分体结构时， 将所述中间杆和所述绝缘子封胶座对接，且通过摩擦焊接固定在一起。
本发明的有益效果是
1、本发明采用组合的方式制作绝缘子金具，根据金具具体部位的使用特点， 将一只金具分为两部分或三部分制作，不同部位采用不同的材料，或者不同的热处理方法、或者不同的利记博彩app以满足金具的整体技术要求，使绝缘子金具 的生产更容易实现工业化，并且大大的提高了产品的品质和生产的合格率，同 时大大的提高了工作效率，降低了生产过程中管理难度。
2、 本发明采用摩擦焊接的工艺，这种焊接工艺可以使需要焊接的两部分材 料(无论是否同一种材料，硬度是否一致)之间达到分子间的完全结合，强度 可以达到原焊接材料的强度。同时摩擦焊接设备的自动化程度很高，实现焊接 的效率很高(根据焊接件大小的不同，焊接时间一般在20—50秒之间，包括装 夹时间)，装夹方便，质量稳定，可靠性强，焊接精度高(由设备本身保证，同 轴度可以保证在0.2以内)。
3、 本发明将标准接头与连接杆分开制作有以下优点(1)可以采用大批量 的利记博彩app(如采用冷挤压生产球头、 一字型单耳)，形成工业化生产，降低成 本。(2)可以采用高品质材k以满足金具标准接头高强度高硬度的要求。(3) 在金属材料本身不能满足强度硬度的要求下，可以采取统一的热处理方案，提 高其硬度，达到强度要求而对连接杆不产生任何影响。(4)对于部分标准接头，
(不易锻造和机加的)也可以采取铸造的方法，但连接杆不使用铸造方法，可 以大大的减少铸造的使用量，最大限度的减少铸造缺陷引起的质量事故。(5) 由于是标准接头，可以使用相同的模具，可以大量的减少铸造和锻造的模具量。
(6)大大降低了生产管理的难度。
4、 本发明将连接杆分开制作，可以全部使用圆棒料加工的方法制作，优点 如下(1)可以很容易的满足HB170-200的硬度要求和均匀性的要求。(2)可 以根据用户不同的直径和长度要求，选择合适的圆棒料下料，提高了材料的利 用率。(3)完全避免了铸件或锻件在加工过程中出现气孔、沙眼、裂纹等废品 情况，只要尺寸精度达到要求，不存在材料品质的问题，大大提高了产品的合格率。(4)将该部位从整体的铸造或锻造中分离出来，减少了铸造或锻造的制 作难度，减少了模具的投入量。(5)大大降低了生产管理的难度。
5、 本发明的绝缘子封胶座预防雨水进入绝缘子的中心部位，其轴向长度一 般在5-15毫米之间，但径向尺寸的变化比较大，整体制作金具时， 一般采用大 直径的材料来满足该部位的尺寸要求，材料浪费较多，有时也釆用锻造的办法， 在金具的内端部位打出一个台阶，但由于锻造的加热会造成金具连接杆部分的 硬度发生变化，影响压接的强度。分体制作以后，如果绝缘子封胶座与连接杆 部分的直径相差不大，可以将二者合并为一个整体，采用同一圆棒料加工而成， 若两部分的直径相差较大，采用分别棒料切削而成。这样做的优点(1)节省原 材料。(2)保证压接的连接杆不发生硬度的变化。(3)整体制作时，无论是铸 造还是锻造，绝缘子封胶座都是容易发生质量缺陷的地方，分体制作就完全避 免了这种情况，大大提高了产品的合格率。(4)大大减少了铸造或锻造的模具 使用数量。
6、 本发明适用范围广，其成本低，易于推广，推广后具有良好的社会和经 济效益。
四
图l为绝缘子的结构示意图； 图2为组合式绝缘子金具的结构示意图之一； 图3为组合式绝缘子金具的结构示意图之二； 图4为组合式绝缘子金具的结构示意图之三； 图5为组合式绝缘子金具的结构示意图之四； 图6为组合式绝缘子金具的结构示意图之五； 图7为组合式绝缘子金具的结构示意图之六。五具体实施例方式
实施例参见图1—图7，图中，组合式绝缘子金具1的金具本体外端为标 准接头4、中间为连接杆5、内端为绝缘子封胶座6，标准接头4和连接杆5为 分体式结构，二者通过摩擦焊接固定在一起，连接杆5和绝缘子封胶座6为一 体式结构，或为分体式结构，为分体式结构时，二者通过摩擦焊接固定在一起。
标准接头4为Y字型双耳(图4所示)，或为球头(图2所示)，或为球窝 (图3所示)，或为U字型双耳(图5所示)，或为一字型单耳(图6所示)，或 为吊环型单耳(图7所示)。绝缘棒3上设置有伞裙2。
上述组合式绝缘子金具1的制造方法，包括以下步骤，
a、 根据具体形状的不同，分别采用铸造、锻造或棒料切削的方法制造出不 同形状的标准接头4，并且通过选择材质或热处理使标准接头4的强度、硬度达 到其相对应级别的使用要求。既70KN级强度大于550N/mm2、硬度HB150-180 ; 100KN级强度大于650 N/mm2 、硬度HB170-200; 120KN-160KN级强度大于 800N/mm2 ，硬度HB230-270; 180KN以上级强度大于850N/mm2 、硬度 HB230-270;并且强度稳定、分散性小。
b、 采用棒料切削的方法制造出不同的连接杆5和绝缘子封胶座6，当连接 杆5和绝缘子6为一体式结构时，采用同一棒料切削而成；当连接杆5和绝缘 子封胶座6为分体式结构时，采用不同的棒料分别切削而成；并且通过选择材 质使连接杆5的硬度达到HB170-200;
c、 将步骤a中的标准接头4和步骤b中的中间杆5对接，且通过摩擦焊接 固定在一起；当步骤b中中间杆5和绝缘子封胶座6为分体结构时，将中间杆5 和绝缘子封胶座6对接，且通过摩擦焊接固定在一起。
采用摩擦焊接的工艺，可以使需要焊接的两部分材料(无论是否同一种材料，硬度是否一致)之间达到分子间的完全结合，强度可以达到原焊接材料的 强度。同时，摩擦焊接设备的自动化程度很高，实现焊接的效率很高，装夹方 便，质量稳定，可靠性强，焊接精度高(由设备本身保证，同轴度可以保证在
0.2以内)。因而焊接效率高、焊接后的强度高。
权利要求
1.一种组合式绝缘子金具，含有金具本体，所述金具本体外端为标准接头、中间为连接杆、内端为绝缘子封胶座，其特征是所述标准接头和所述连接杆为分体式结构，二者通过摩擦焊接固定在一起，所述连接杆和所述绝缘子封胶座为一体式结构，或为分体式结构，为分体式结构时，二者通过摩擦焊接固定在一起。
2、 .根据权利要求1所述的组合式绝缘子金具，其特征是所述标准接头为 Y字型双耳，或为球头，或为球窝，或为U字型双耳，或为一字型单耳、或为 吊环型单耳。
3、 一种权利要求1或2所述组合式绝缘子金具的制造方法，其特征是包 括以下步骤，a、根据具体形状的不同，分别采用铸造、锻造或棒料切削的方法制造出不 同形状的所述标准接头；b、采用棒料切削的方法制造出不同的所述连接杆和绝缘子封胶座，当所 述连接杆和所述绝缘子封胶座为一体式结构时，采用同一棒料切削而成；当所 述连接杆和所述绝缘子封胶座为分体式结构时，采用不同的棒料分别切削而成， 再通过摩擦焊接固定在一起；并且通过选择材质使所述连接杆的硬度达到 HB170-200;c、将步骤a中的所述标准接头和步骤b中的所述中间杆对接，且通过摩擦 焊接固定在一起；当步骤b中所述中间杆和所述绝缘子封胶座为分体结构时， 将所述中间杆和所述绝缘子封胶座对接，且通过摩擦焊接固定在一起。
全文摘要
本发明公开了一种组合式绝缘子金具及其制造方法，组合式绝缘子金具的标准接头和连接杆为分体式结构，二者通过摩擦焊接固定在一起，所述连接杆和所述绝缘子封胶座为一体式结构，或为分体式结构，为分体式结构时，二者通过摩擦焊接固定在一起。所述标准接头为Y字型双耳，或为球头，或为球窝，或为U字型双耳，或为一字型单耳、或为吊环型单耳等。其制造方法是根据金具具体部位的使用特点，将一只金具分为两部分或三部分别制造，使其达到不同的强度和硬度要求，然后通过摩擦焊接工艺将各部分焊接固定在一起。本发明使绝缘子金具的生产更容易实现工业化，提高了产品的品质和生产的合格率，提高了工作效率，降低了生产过程中管理难度，社会和经济效益良好。
文档编号H01B17/02GK101303925SQ20081014052
公开日2008年11月12日 申请日期2008年7月9日 优先权日2008年7月9日
发明者刘凤林, 刘志铁, 袁雅雯 申请人:郑州经纬电力技术有限公司