一種結構優化母線槽接駁管的製作方法
2023-07-11 07:44:21 1
本實用新型屬於母線槽配件的設計製造領域，具體涉及一種結構優化母線槽接駁管。
背景技術：
現代超高層建築物、大型工廠以及軍工基地等領域，存在線束眾多、高負荷電能供給與分配的需要，面對上千安培電流的超高密度的負荷，如果僅靠電線電纜來連接分配是極不可靠的，也幾乎是不可能的，所以需要一套全新概念、安全、可靠的電能供給與分配傳導系統。早在上世紀50年代前後由美國發明的一套「Bus-Way-System（母線槽）」傳導方案就很好地解決了這個難題，並實用至今。經過半個多世紀不斷的改進，雖然母線槽已經發展出空氣型、密集型和複合型等繁多的品種和型號，在產品結構和材料等各個細節技術上也日趨完善，但是面對日益增長的性價比需求，母線槽的產品和技術仍然存在許多技術上的改進空間。
例如，將母線槽和母線接駁槽的鋼材外殼改為鋁鎂合金，使單位長度重量減輕了近60%，使母線槽外殼和母線接駁槽的製造、運輸、安裝和運行成本顯著降低，但是面對向大跨度、減少安裝支點為發展方向的母線槽而言，由於鋁鎂合金強度與鋼材相比有所下降，反過來又需要增加母線槽外殼和接駁槽的壁厚來提高剛度。
因此，有必要發明一系列結構優化的母線槽外殼和母線接駁槽，以解決大跨度、少支點母線槽需要大幅度增加壁厚的矛盾。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種用於大跨度、少支點的結構優化母線接駁管，並在保證母線接駁管有足夠強度和剛度的前提下單位長度的材料用量最少化。
為達上述目的，本實用新型的一種結構優化母線槽接駁管，包括頂板、底板和左右對稱的牆板，頂板兩側邊緣分別與牆板的一片屋簷邊緣聯接固定，底板兩側邊緣分別與該對牆板的另一片屋簷邊緣聯接固定，頂板、底板和左右對稱的牆板圍合成一個四周封閉的多邊異形管，其結構和尺寸受比例控制。
進一步地，所述頂板的橫切面結構呈矩形Ⅰ或梯形Ⅰ，矩形Ⅰ的一條邊或梯形Ⅰ的短底邊所在平面與牆板的一片屋簷邊緣聯接而長底邊所在平面背向屋簷邊緣，梯形Ⅰ的長底邊與梯形Ⅰ的短邊長度之差的一半構成兩條伸出屋簷表面外加強筋Ⅰ的高度，加強筋Ⅰ的斜邊與梯形Ⅰ的短底邊的夾角α為10～45度，當頂板的橫切面結構呈矩形Ⅰ時加強筋Ⅰ是預設的。
進一步地，所述牆板的橫切面結構是在腰板邊緣兩側對偶位置、方向相反地各延伸出一片屋簷，使牆板的橫切面呈「Z」形，其中一片屋簷邊沿與頂板邊沿聯接固定、另一片屋簷邊沿與底板邊沿聯接固定，屋簷與腰板的聯接處是平面臺階過渡或弧面臺階過渡的一種或組合體。
進一步地，所述底板的橫切面結構呈矩形Ⅱ或梯形Ⅱ，矩形Ⅱ的一條邊或梯形Ⅱ的短底邊所在平面與牆板的一片屋簷邊緣聯接而長底邊所在平面背向屋簷邊緣，梯形Ⅱ的長底邊與梯形Ⅱ的短底邊長度之差值的一半構成兩條伸出屋簷表面外加強筋Ⅱ的高度，加強筋Ⅱ的斜邊與梯形Ⅱ的底邊的夾角β為10～45度，當底板的橫切面結構呈矩形Ⅱ時加強筋Ⅱ是預設的。
進一步地，所述比例控制包括：底板寬度B與頂板寬度A之比為1.0～1.62倍或更優選為1.4±0.2倍，底板寬度B與底板厚度δ2之比、頂板寬度A與頂板厚度δ2之比皆為6～16倍或更優選為11±2倍，牆板高度C與腰板厚度δ1之比為10～16倍或更優選為14±2倍，腰板高度F與屋簷高度D之比為0.62～1.62倍或更優選為1.1±0.2倍，腰板高度F與弧面過渡臺階高度E之比為0.62～1.62倍或更優選為1.1±0.2倍，弧面過渡臺階高度E與腰板厚度δ1之比為0.62～1.62倍或更優選為1.1±0.2倍，牆板高度C既大於或等於底板寬度B也大於或等於頂板寬度A。
進一步地，所述頂板、底板和牆板的材料選用鋁合金、鋁鎂合金、玻璃纖維或碳纖維增強尼龍、聚甲醛、聚醯亞胺、聚苯硫醚、熱固性樹脂的一種或更優選6063-T5鋁合金。
進一步地，所述梯形Ⅰ和梯形Ⅱ均包括幾何學上的一個梯形或多個梯形的疊加的一種，所述加強筋Ⅰ和加強筋Ⅱ的稜邊線包括銳角、直線倒角和圓弧倒角的任意一種或組合體。
本實用新型的一種結構優化母線槽接駁管，其有益技術效果在於：
①利用結構力學的優化設計，在單位長度母線接駁管的材料用量相同、負載相同、懸梁形變量相同的條件下，本實用新型母線接駁管的跨度最大、所包圍體積最大；
②提高了母線接駁管在裝卸、貯運、安裝和運行過程中的抗形變能力，可以拓寬安裝跨度、減少支點，節約材料、運輸、安裝和運行成本，而可靠性不下降。
附圖說明
圖1是本實用新型一種結構優化母線槽接駁管的實施例（一）的橫切面示意圖。
圖2是本實用新型一種結構優化母線槽接駁管的實施例（二）的橫切面示意圖。
圖3是本實用新型圖2的具體尺寸。
在圖1至圖3中，相同功能、相同結構的零件採用了相同的標號，為了圖紙簡潔而略去對稱或相同系列位置上的零件標號。
10—頂板， 11—梯形Ⅰ， 12—加強筋Ⅰ;
20—牆板， 21—屋簷A， 22—過渡臺階，
23—腰板， 24—屋簷B; 30—底板，
31—梯形Ⅱ， 32—加強筋Ⅱ; A—頂板寬度，
B—底板寬度， C—牆板高度， D—屋簷高度，
E—弧面臺階， F—腰板高度， δ1—腰板厚度，
δ2—底板厚度。
具體實施方式
為詳細說明本實用新型一種結構優化母線槽接駁管的技術內容、構造特徵、所實現目的和效果，以下結合實施例及其附圖進一步說明。
實施例（一）
如圖1所示，揭示了本實用新型一種結構優化母線槽接駁管的實施例之一，包括頂板10、底板30和左右對稱的一對牆板20，頂板10兩側邊緣分別與一片屋簷A 21邊緣聯接固定，底板30兩側邊緣分別與另一片屋簷B 24邊緣聯接固定，使頂板10、底板30和左右對稱的一對牆板20圍合成一個兩端直通且四周封閉的多邊形管件結構。
頂板10的橫切面結構呈一個梯形Ⅰ11，梯形Ⅰ11的短底邊所在平面與牆板20的一片屋簷A 21邊緣聯接而長底邊所在平面背向屋簷A 21邊緣，梯形Ⅰ11的長底邊與梯形Ⅰ11的短邊長度之差的一半構成兩條伸出屋簷A 21表面外加強筋12的高度，加強筋12的斜邊與梯形11的短底邊的夾角α優選為15度，加強筋Ⅰ11的稜邊線為銳角。
牆板20的橫切面結構是在腰板23邊緣兩側對偶位置、方向相反地各延伸出一片屋簷A 21和屋簷B 24，使牆板20的橫切面呈「Z」形，其中屋簷A 21邊沿與頂板10邊沿聯接固定、另一片屋簷B 24邊沿與底板30邊沿聯接固定，屋簷A 21和屋簷B 24分別與腰板23的聯接處是通過弧面臺階E過渡的。
底板30的橫切面結構呈一個梯形Ⅱ 31，梯形Ⅱ 31的短底邊所在平面與牆板20的一片屋簷B 24的邊緣聯接而長底邊所在平面背向屋簷B 24邊緣，梯形Ⅱ 31的長底邊與梯形Ⅱ 31的短邊長度之差的一半構成兩條伸出屋簷B 24表面外加強筋32的高度，加強筋32的斜邊與梯形Ⅱ 31的短底邊的夾角β優選為30度，加強筋Ⅱ 31的稜邊線為銳角。
底板寬度B與頂板寬度A之比優選為1.62倍，底板寬度B與底板厚度δ2之比、頂板寬度A與頂板厚度δ2之比皆為16倍，牆板高度C與腰板厚度δ1之比為16倍，腰板高度F與屋簷高度D之比為1.62倍，屋簷A 21（以及屋簷A 24）過渡段的高度E與腰板厚度δ1之比為1.62倍。
頂板10、底板30和牆板20的材料優選6063-T5鋁合金。
實施例（二）
如圖2所示，揭示了本實用新型一種結構優化母線槽接駁管的實施例之二，包括頂板10、底板30和左右對稱的一對牆板20，頂板10兩側邊緣分別與一對牆板20的一片屋簷A 21邊緣聯接固定，底板30兩側邊緣分別與該對牆板20的另一片屋簷B 24邊緣聯接固定，使頂板10、底板30和左右對稱的一對牆板20圍合成一個兩端直通且四周封閉的多邊形管件結構。
頂板10的橫切面結構呈一個梯形Ⅰ11，梯形Ⅰ11的短底邊所在平面與牆板20的一片屋簷A 21邊緣聯接而長底邊所在平面背向屋簷A 21的邊緣，梯形Ⅰ11的長底邊與梯形Ⅰ11的短邊長度之差的一半構成兩條伸出屋簷A 21表面外加強筋12的高度，加強筋12的斜邊與梯形11的短底邊的夾角α優選為15度，加強筋Ⅰ11的稜邊線為銳角。
牆板20的橫切面結構是在腰板23的邊緣兩側對偶位置、方向相反地各延伸出一片屋簷A 21和屋簷A 24，使牆板20的橫切面「Z」形，屋簷A 21的邊沿與頂板10邊沿聯接固定、另一片屋簷B 24的邊沿與底板30邊沿聯接固定，屋簷A 21和屋簷A 24與腰板23的聯接處是通過平面臺階過渡的。
底板30的橫切面結構呈矩形，矩形的一條邊所在平面與牆板20的一片屋簷B 24的邊緣聯接，由於底板30的寬度大於頂板10的寬度具有足夠的剛度，所以底板30的加強筋Ⅱ 31是預設的。
底板寬度B與頂板寬度A之比優選為1.38倍，底板寬度B與底板厚度δ2之比、頂板寬度A與頂板厚度δ2之比皆為11倍，牆板高度C與腰板厚度δ1之比為11倍，腰板高度F與屋簷高度D之比為1.1倍。
如圖3所示，揭示了實施例（二）製造的全部具體尺寸，頂板10、底板30和牆板20的材料優選6063-T5鋁合金。
本實用新型的一種結構優化母線槽接駁管兩個實施例的有益技術效果均在於：
①利用結構力學的優化設計，在單位長度母線接駁管的材料用量相同、負載相同、懸梁形變量相同的條件下，本實用新型母線接駁管的跨度最大、所包圍體積最大；
②提高了母線接駁管在裝卸、貯運、安裝和運行過程中的抗形變能力，可以拓寬安裝跨度、減少支點，節約材料、運輸、安裝和運行成本，而可靠性不下降。