КОВАНЫЙ ИЛИ ОТШТАМПОВАННЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЗАЖИМ

Полезная модель относится к электроэнергетике и предназначена для соединения провода с опорой линии электропередач или для выполнения перехода проводов в шлейфах анкерных опор или ответвлениях на линиях электропередач.
Все известные соединительные зажимы, используемые в электроэнергетике, изготавливаются методом литья с последующей обработкой изделий (очистка наружной поверхности, удаление заусенцев и т.д.).
Недостатком изделий, изготовленных методом литья относится нестабильность их механических свойств, а именно: прочности. При литье в отливках могут образовываться т.н. «раковины», т.е. пустоты в теле отливки. Наличие таких пустот в уже готовом изделии обусловливает снижение его прочности, что является существенным недостатком для изделий, предназначенных работать в условиях постоянных нагрузок, т.к. снижение прочности изделия влечет поломку изделия, возможно, создание аварийной ситуации, простои, связанные с ремонтом и т.д.
Известна кованая или отштампованная конструкционная деталь из сплава алюминия, не содержащего ванадия (патент РФ №2162115), выбранная за прототип, предлагаемая деталь имеет улучшенное сочетание прочности и ударной вязкости, вследствие использования сплава определенного состава, а также вследствие того, что известная деталь изготавливается методом ковки или горячей штамповки.
Однако в известной детали свойства кованого или отштампованного алюминиевого сплава используются не оптимальным образом. В известной детали не учтено такое свойство алюминиевого сплава, как образование в результате ковки или горячей штамповки слоистой структуры материала, имеющей в разных направлениях разные прочностные свойства.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением - повышение прочности и надежности кованых или отштампованных соединительных зажимов.
Поставленная задача решается тем, что в кованом или отштампованном соединительном зажиме, выполненном из алюминиевого сплава, содержащем элементы крепления зажима к линии электропередач, согласно полезной модели элементы крепления зажима расположены с возможностью установки зажима таким образом, чтобы направление волокон материала зажима совпадало с направлением растягивающих нагрузок, воздействующих на зажим.
Метод ковки (или горячей штамповки) является одним из наиболее экономичных и производительных способов формообразования.
Этот метод относится к методам обработки металлов давлением, при котором металл деформируется пластически в нагретом состоянии. При горячей деформации осуществляются процессы, при которых происходит полная рекристаллизация металла. Все металлы и сплавы имеют поликристаллическое строение, т.е. состоят из отдельных прочно сросшихся друг с другом зерен, между которыми располагаются в виде тонких прослоек неметаллические вкрапления различных оксидов, карбидов и других соединений. Размеры зерна составляют 0,01-0,02 мм и оно также имеет кристаллическое строение. При ковке алюминиевого сплава зерна вытягиваются в направлении наибольшей деформации - в продольном направлении, при этом образуется волокнистая структура. Волокнистая структура имеет прочность в направлении волокон большую, чем в поперечном направлении. Свойство алюминиевых сплавов приобретать волокнистую структуру в результате ковки или горячей штамповки является весьма актуальным, когда речь идет о соединительных зажимах, используемых в электроэнергетике, работающих в условиях постоянных значительных нагрузок, действующих, как правило в одном направлении.
В результате испытаний, проведенных в испытательном центре ОАО КУМЗ (Каменск-Уральский металлургический завод), было установлено, что прочность изделия из алюминиевого сплава в направлении, совпадающем с направлением волокон больше, чем прочность того же изделия в направлении, перпендикулярном направлению волокон.
Результаты испытаний представлены в таблице.
№образца (изделия)
Направление растягивающего усилия на образцы
Предел прочности образца, Н/мм<sup>2</sup>
Относительное удлинение образца, %
1 образец
Вдоль направления волокон
351
14
2 образец
Вдоль направления волокон
351
13
3 образец
Вдоль направления волокон
343
13
1 образец
Поперек направления волокон
322
12
2 образец
Поперек направления волокон
324
13
3 образец
Поперек направления волокон
328
10
Таким образом, учитывая, что соединительные зажимы, используемые в линиях электропередач, работают, как правило, в условиях постоянных однонаправленных растягивающих нагрузок, изготовив зажим таким образом, чтобы при его установке в соединение, направление растягивающих усилий совпадало с направлением волокон, можно увеличить предел прочности зажима по сравнению с зажимами, изготовленными также методом ковки или горячей штамповки, но в которых не учтены прочностные свойства материала по разным направлениям.
Любой соединительный зажим, используемый в линиях электропередач, имеет элементы крепления, посредством которых зажим крепится к электрическим проводам и/или к иных элементам линий электропередач. Расположив элементы крепления таким образом, чтобы при установке зажима в место соединения, направление волокон материала зажима совпадало с направление воздействующих на зажим растягивающих нагрузок, мы обеспечим оптимальный режим эксплуатации зажима, при котором он будет работать в направлении, в котором его прочность будет максимальной.
Следовательно поставленная задача, а именно: повышение прочности и надежности соединительных зажимов, решена в первую очередь за счет того, что в заявляемой полезной модели учтены свойства алюминиевых сплавов, подвергшихся ковке или горячей штамповке.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид клиносочлененного зажима.
На фиг.2 представлен чертеж вида сверху заявляемого зажима.
Клиносочлененный зажим содержит корпус, состоящий из двух щек 1 и двух боковин 2, скрепляющих щеки 1 между собой. Основание каждой щеки 1 имеет в продольном направлении форму трапеции. Зажим содержит два клина 3, установленных в корпусе вдоль его продольного направления. Каждый клин 3 имеет форму, обеспечивающую его установку в корпусе с возможностью контакта по своей поверхности с внутренними поверхностями щек 1 и соответствующей боковины 2. Поверхности, клиньев 3, не контактирующие с щеками 1 и боковинами 2 обращены друг к другу и выполнены с желобами для приема проводов (на чертежах не показаны). Клинья 3 установлены в корпусе таким образом, что образуют выступающие участки со стороны более широкой части корпуса. Выступающий из корпуса зажима участок 4 клиньев предназначен для удержания провода на выходе из корпуса для избежания его резкого перегиба и повреждения. Внутренняя поверхность участка 4 имеет форму криволинейной поверхности, обеспечивающей охват провода. На щеке 1 размещена бобышка 5 для крепления (навешивания) зажима, например, к опорам линий электропередач.
Провод размещается между двумя клиньями 3 вдоль желобов. Клинья 3 скрепляются между собой посредством крепежа. Далее клинья 3 с размещенным и закрепленным между ними проводом размещаются между щеками 1. Щеки 1 скрепляются между собой боковинами 2. Выступающий со стороны участка 4 провод без натяжения подсоединяется, например, к опорам линий электропередач. Провод, выступающий со стороны более узкого участка корпуса испытывает усилие натяжения. Под воздействием этого усилия клинья 3 более прочно устанавливаются в корпусе и чем сильнее усилие натяжения на зажим, тем прочнее клинья 3 установлены в корпусе. Образуется, так называемое, самозаклинивающее соединение. При этом клинья 3 представляют собой элементы крепления электрического провода и зажима в целом к линии электропередач.
Зажим выполнен из алюминиевого сплава, например из сплава группы Al-Mg-Si. Все элементы зажима выполнены методом ковки, в результате которой материал зажима приобрел волокнистую структуру. Волокна материала ориентированы в продольном направлении зажима.