自鎖式玻璃鋼復合材料電纜槽的研制

（中鐵八局集團電務工程有限公司，四川 成都 610052）

自鎖式玻璃鋼復合材料電纜槽的研制

田德彬

（中鐵八局集團電務工程有限公司，四川 成都 610052）

本文介紹一種新型自鎖式玻璃鋼復合材料電纜槽的研制，在結構上，該種電纜槽在安裝時可不借助外物也能實現自身的自鎖閉，通過對組成基材和成型工藝的研究，得到一種強度較高、耐久性能較好的電纜槽。其綜合性能遠高于傳統的菱鎂復合材料電纜槽和鋼制電纜槽，對電纜槽行業的發展起到一起定的推動作用。

自鎖式；玻璃鋼；復合材料；電纜槽；鐵路

1 概述

長期以來，鐵路行業橋上兩側安裝用于通信、信號、電力電纜鋪設的電纜槽均采用不燃型菱鎂復合材料電纜槽和鋼制電纜槽。由于結構的特點和材質的原因使得這兩種電纜槽都存在眾多缺陷，不燃型菱鎂復合材料電纜槽強度較低，施工過程中破損較為嚴重，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程中槽蓋極易破損，以及檢修后抱箍恢復不到位容易導致槽蓋松脫，而不燃型菱鎂復合材料本身較輕，在外界風力等的作用下極易被帶入鐵路軌道上。鋼制電纜槽雖然強度較高，但生產成本也較高，線路上的鋼制電纜槽曾經多次出現被盜現象，使用3～5年后表面也會出現不同程度的生銹，同時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 生產工藝流程圖

因此，急需要一種性能穩定、強度高、耐久性較好、安裝更為簡便的各項綜合性能較強的電纜槽來取代傳統電纜槽，本文重點研究了一種新型自鎖式玻璃鋼復合材料電纜槽。

2 新型電纜槽結構的研究

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

表1 浸漬液配合比

表2 三區溫度控制值

表3 工藝參數

表4 常用規格表

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，達到阻燃的效果。抗氧化劑為四[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期老化過程中的熱氧化降解，同時也是一種高效的固化穩定劑，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。對光、熱穩定性能好，在200℃下不分解。石墨是一種性能優良的抗靜電填料。硬脂酸鋅也是新型自鎖式電纜槽所必須的一種填料，成型過程中還需加入脫模劑等固化劑組合物，通過試驗得到的一組配方如表1所示。

4 生產工藝

生產工藝按階段可劃分成三階段：準備階段、成型階段、切割階段，其生產工藝流程如圖3所示。

（1）準備階段：

①按表1對膠液進行配制，將粉料逐份加入到樹脂中，并用旋轉剪切攪拌機進行充分攪拌。

②無捻直接紗經穿紗板按預設方案排布后進入成型芯模中。

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。若浸膠不充分會直接影響到成品的質量，當浸潤程度達不到要求時可以調節浸漬液的溫度或浸漬時間長短來控制，一般拉擠速度控制在3m/min。

表5 試驗結果

②經浸膠后的直接紗在縫邊氈的包裹下進入成型區，固化時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區：Ⅰ區為預熱區，一般在80℃，為下一階段的固化反應做準備，同時液壓的提高也便于熱量向內傳遞。Ⅱ區為凝膠區，樹脂發生固化反應并產生相變，從粘稠態轉變成為凝膠態。Ⅲ區為恒溫區，可防止溫度驟變導致復合材料產生裂紋。其控制溫度見表2。

固化是整個工藝操作控制要點，相關工藝參數如表3所示。

切割階段：成型后的制品隨牽引進入冷卻區，充分冷卻后制品強度達到最高。切割是在連續生產過程中進行，當制品長度達到要求時，切割裝置便自動工作，切割過程由兩種運動完成，即縱向運動和橫向運動。制品長度可以根據需要進行設置，常用規格見表4。

5 性能分析

新型電纜槽改變了傳統電纜槽安裝必須使用抱箍等特點、安裝簡單、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、輕質高強、不易老化，耐腐蝕，性能穩定等優點。經生產工藝研究能實現自動化生產、機械強度良好、外形美觀整體布局合理，性能優越免維護，其具體試驗結果見表5。

結語

實驗證明，高強度材質是實現新型電纜槽自鎖的前提，而有機玻璃鋼復合材料各項優越性能均能滿足需要的強度和耐久性，自鎖結構使得安裝變的極為簡單，有較好的經濟效益和社會效益，足以取代傳統電纜槽在鐵路和其它建筑行業中得以應用。

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