一种铝合金型材结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于母线槽用途的铝合金型材设计制造领域，具体涉及一种铝合金型材的优化结构。
【背景技术】
[0002]自铝合金型材问世之日起，针对航空航天、汽车运输、轨道交通、船舶潜艇、建筑装修以及电力传输等各个领域的不同用途，人们总是在不断地追求铝合金型材结构的优化设计，以期在单位长度用料量相同的前提下使型材的刚度达到最大，从而扩充用途、提高应用可靠性和降低成本。如今，研究铝合金型材结构较为活跃的领域之一是母线槽配件的设计，其特点表现为型材结构设计变化大、尺寸比例变量多、总体结构由单件向多件拼合化方向发展。
[0003]特殊地，对超高层建筑、大型工厂以及军事基地而言，其电能输送都涉及线束众多、超强密度电流的供给与分配难题，如果仅靠电线电缆的连接分配是极不可靠的，也几乎不可能，由此早在上世纪50年代前后由美国发明的一套“Bus-Way_System(母线槽)”的传导方案很好地解决了这个难题。经过半个多世纪的不断改进，母线槽配件在结构和材料等各个细节技术上都日趋完善，尤其是用于母线槽外壳、接驳管的金属型材，其结构总是在不断地优化或变化之中，诸如中国专利 CN2749154Y、CN2899217Y、CN103036182A、CN201051637Y、CN201853988U、CN2275295Y、CN101098071A都对构成母线槽外壳的盖板和侧板等金属型材的结构作了不同程度的改进。
[0004]但是，面对日益增长的性价比需求，构成母线槽配件的金属型材产品和技术仍然存在许多技术上的改进空间。
[0005]例如，将母线槽外壳的钢材改为铝镁合金，使单位长度的重量减轻了近60%，使母线槽配件的制造、运输、安装和运行成本显著降低，而对于向大跨度、减少安装支点为发展方向的母线槽构件而言，由于铝镁合金强度与钢材相比有所下降，反过来又需要增加母线槽构件的壁厚来提高强度和刚度。
[0006]因此，有必要发明一系列结构和尺寸比例关系优化的铝合金型材，以解决大跨度、少支点母线槽需要大幅度增加壁厚的问题。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种用于大跨度、少支点的铝合金型材优化结构，并在保证母线槽配件有足够强度、刚度和可靠性的前提下，使单位长度的材料用量最少化。
[0008]为达上述目的，本实用新型的一种铝合金型材结构，包括:基板、侧板、棱筋和拱桥，侧板、棱筋的伸展方向均与基板长度方向平行，棱筋分布在基板和侧板各自的一个平面上、或同时分布在基板和侧板各自的两个平面上、与基板和侧板各自构成整体，侧板固定在基板两侧的边沿通过拱桥联接与基板构成整体凹形沟槽，基板、侧板、棱筋和拱桥共同构成一个左右对称的受到结构和尺寸比例控制的整体异形件。
[0009]进一步地，所述基板的横切面结构为矩形、梯形的任意一种几何构成体，或矩形和梯形两种形状的几何构成体，或者多于一种矩形与多于一种梯形的几何构成体。
[0010]进一步地，所述侧板的横切面结构为矩形、梯形板的任意一种几何构成体，或矩形和梯形两种形状的几何构成体，或者多于一种矩形与多于一种梯形的几何构成体。
[0011]进一步地，所述棱筋的横切面结构为波浪形、三角形的任意一种几何构成体，或波浪形和三角形两种组合的单条棱或多棱阵列，棱筋分布在基板和侧板各自的一个平面上、或同时分布在基板和侧板各自的两个平面上、与基板和侧板各自构成整体。
[0012]进一步地，所述拱桥的横切面结构为用几何平面通过轴心将管状物沿管体轴向切去五分之一至五分之四体积后剩余的瓦状体，基板通过两个瓦状体的直线边沿分别将两块侧板联接成整体凹形沟槽，并且瓦状体柱面的法线方向指向凹形沟槽的内侧或指向凹形沟槽的外侧。
[0013]进一步地，所述结构和尺寸比例控制包括:基板厚度!^、基板宽度B1，基板棱筋高度H1、基板棱筋峰顶半径η、基板棱筋谷底半径R1、基板棱筋宽度1，侧板厚度!^、侧板宽度B2、侧板棱筋高度H2、侧板棱筋三角形底宽度胃2，拱桥外半径R3、拱桥外半径与拱桥内半径之差AR3,其中——
[0014]R^r1之比为I.62?3.62倍或更优选为2.62 ± 0.5倍；
[0015]HgT1之比为I.00?I.38倍或更优选为I.19 ±0.2倍；
[0016]SRgT1之比为I.00?2.62倍或更优选为I.62 ±0.2倍；
[0017]H2与W2之比为0.38?0.62倍或更优选为0.50±0.1倍；
[0018]W2与Τ2之比为0.25?1.25倍或更优选为0.62±0.2倍；
[0019]81与出之比为I.38?9.1倍或更优选为6.2 ± 1.2倍；
[0020]RAt1之比为I.00?2.62倍或更优选为I.62 ±0.3倍；
[0021 ] 2 Δ吣与!^之比为0.62?1.62倍或更优选为I.00 ±0.2倍。
[0022]进一步地，所述基板、侧板、棱筋和拱桥的材料选用铝合金、铝镁合金、玻璃纤维或碳纤维增强尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺、聚苯硫醚、热固性树脂的一种或更优选6063-Τ5铝合金。
[0023]本实用新型的一种铝合金型材结构，其有益技术效果在于:
[0024]①该型材可与其它配套型材组合使用，在单位长度用量相同、负载相同、悬梁形变量相同的条件下，实现跨度最大、刚度最大，可靠性不下降；
[0025]②凸形空心槽有利于增加丁型螺栓安装的随机性和便利性、有效扩展型材端面的周长使其散热表面积增大和提高空气对流速度，有利于母线槽壳体内导体的热量向空气散发，降低系统的温度，延长系统的服役寿命；
[0026]③棱筋的阵列有利于增加安装精度和效率、增加型材之间接触面积或传热速度，使系统温度均衡化，避免系统局部温度过高。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型一种铝合金型材结构实施例的横切面结构和尺寸的定义示意图。
[0028]图2是图1优化后的结构和尺寸不意图。
[0029]在图1和图2中，相同功能、相同结构的零件采用了相同的标号，为了图纸简洁而略去对称或相同系列位置上的零件标号，字母下右下角的数码仅为符号的一部分并不代表其量值。
[0030]10—侧板，11 一侧板棱筋阵列，
[0031]12一拱桥，13—基板，
[0032]14一基板棱筋阵列，14.1一基板棱筋峰顶，14.2—基板棱筋谷底，
[0033]B1—基板宽度，B2—侧板宽度，
[0034]H1—基板棱筋高度，H2—侧板棱筋高度，
[0035]η—基板棱筋峰顶半径，R1—基板棱筋谷底半径，
[0036]T1 一基板厚度，T2—侧板厚度，
[0037]W1—基板棱筋宽度，W2—侧板棱筋宽度，
[0038]R3—拱桥外半径，Δ R3—拱桥外半径与拱桥内半径之差