一种电阻带单元及扇形电阻带结构

技术领域

本发明属于制动电阻技术领域，具体是一种电阻带单元及扇形电阻带结构。

背景技术

制动电阻器是用于重型电动轮矿用车中，其作用主要是参与减速制动以及控制车速。制动电阻器通常包括三个以上的扇形制动电阻单元，扇形制动电阻单元由连续径向排布的电阻带形成，紧密排布的电阻带之间会持续产生热量，此时需通过风机将热量带走。

径向排布的电阻带在径向小半径区域由于排布更加紧密，因此通风阻力大，径向大半径区域由于排布相对稀疏则通风阻力小；小半径区域风速相对于大半径区域偏低，导致该区域的散热效果相对较差，从而造成小半径区域的电阻温度偏高。

发明内容

本发明通过对径向排布的电阻带结构进行优化，以解决电阻带的径向小半径区域相对于径向大半径区域通风阻力大，造成径向小半径区域的温度更高，电阻带整体温度不均匀的问题。

提供一种电阻带单元及扇形电阻带结构，包括：

单元本体，所述单元本体沿长度方向开设有多组绝缘块固定孔，所述单元本体的两端各设置有一个连接段；

所述电阻带单元是通过单元本体在每组绝缘块固定孔处弯曲且相邻组的绝缘块固定孔弯曲方向相反所形成，所述电阻带单元的两端弯曲处各形成若干第一折弯部与若干第二折弯部，所述第二折弯部的总数大于第一折弯部；

所述第一折弯部的弯曲角度与第二折弯部的弯曲角度的角度偏差值均≤2°，所述第一折弯部的弯曲半径与第二折弯部的弯曲半径的半径偏差比例均≤5％，所述连接段到相邻的第二折弯部的距离占第一折弯部到第二折弯部总距离的2/5～3/5。

作为本发明进一步的方案：所述单元本体沿长度方向还开设有多组瓷柱固定孔且瓷柱固定孔与绝缘块固定孔呈间隔排列布置，每组绝缘块固定孔以及每组瓷柱固定孔分别在单元本体的宽度方向上至少设置有一个。

作为本发明进一步的方案：与同一所述第二折弯部相邻的两个瓷柱固定孔贯穿有绝缘瓷柱并通过绝缘瓷柱限制两个瓷柱固定孔之间的行程。

作为本发明进一步的方案：所述连接段包括折弯段以及焊接段，所述折弯段设置于焊接段与瓷柱固定孔之间。

作为本发明进一步的方案：所述第一折弯部的数量为1个，所述第二折弯部的数量为2个。

本发明第二方面提供了一种扇形电阻带结构，由若干上述电阻带单元之间通过连接段电阻焊焊接形成。

作为本发明进一步的方案：所述电阻焊的焊接区域为连接段中的焊接段，所述电阻焊的焊接方法为点焊或缝焊。

作为本发明进一步的方案：相邻两个所述第一折弯部上的绝缘块固定孔之间的距离与相邻两个第二折弯部上的绝缘块固定孔之间的距离相等。

作为本发明进一步的方案：所述绝缘瓷柱设置于第一折弯部与第二折弯部之间的中部。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、通过优化扇形电阻带的结构，扇形电阻带的径向大半径区域在单位间隔内增加一个填充段，使扇形电阻带既保持结构上的连续，又能使径向大半径区域电阻带疏密程度与径向小半径区域电阻带稀疏密程度相近，从而达到扇形电阻带内通风区域阻力均衡的效果。

2、控制每个电阻带单元中弯曲部位的弯曲半径与弯曲角度，使得径向小半径区域和径向大半径区域的电阻带间距相同或相近，进一步提高扇形电阻带结构之间的疏密均匀程度，达到扇形电阻带内通风区域的全局阻力均衡化，使得通风区域的风速相对均匀，提高扇形电阻带结构的散热均匀度。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种扇形电阻带结构的整体结构示意图；

图2为本发明提供的电阻带单元的结构示意图；

图3为本发明提供的单元本体的结构示意图；

图4为图1提供的S区域的放大示意图。

图中：1、单元本体；2、绝缘块固定孔；3、瓷柱固定孔；4、连接段；41、折弯段；42、焊接段；5、第一折弯部；6、第二折弯部；7、绝缘瓷柱；8、加强筋。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，本发明实施例中，包括单元本体1，单元本体1沿长度方向开设有多组绝缘块固定孔2，每组绝缘块固定孔2至少设置有一个，并沿单元本体1的宽度方向设置；单元本体1的两端各设置有一个连接段4，用于与相邻单元本体1的连接段4进行连接使电阻带结构形成连续的整体。

电阻带单元是通过单元本体1在每组绝缘块固定孔2处弯曲且相邻组的绝缘块固定孔2弯曲方向相反所形成。扇形电阻带结构是由若干电阻带单元之间通过连接段相互连接形成，且绝缘块固定孔2可穿过设置于电阻栅外框上的绝缘块金属柱，使得电阻带位置固定，并将电阻带整体限定成弧形状态的扇形结构。此外，全体完成连接后的连接段4所形成的弧形范围可将扇形电阻带结构近似地划分为径向大半径区域与径向小半径区域。

电阻带单元的两端弯曲处各形成若干第一折弯部5与若干第二折弯部6，第二折弯部6的总数大于第一折弯部5；第一折弯部5的弯曲角度与第二折弯部6的弯曲角度的角度偏差值均≤2°，第一折弯部5的弯曲半径与第二折弯部6的弯曲半径的半径偏差比例均≤5％。

当第一折弯部5的弯曲角度与第二折弯部6的弯曲角度的角度偏差值大于2°时，由于电阻带单元具有较长的距离，2°以上的偏差会导致单元本体1随着延伸行程的增加，电阻带单元之间的间隙距离偏差值越来越大，最终破坏整体的间隙均匀程度。同理第一折弯部5的弯曲半径与第二折弯部6的弯曲半径的半径偏差比例大于5％时，会直接导致大幅降低扇形电阻带整体的间隙均匀程度。

通过控制电阻带单元中第一折弯部5与第二折弯部6的弯曲角度与弯曲半径相近或相同；且由于电阻栅外框上的绝缘块均为相同规格且摆放均匀，扇形电阻带结构中形成的第一折弯部5与第二折弯部6的弯曲角度与弯曲半径也均相近或相同，使得径向小半径区域和径向大半径区域的电阻带间距相同或相近，提高扇形电阻带结构之间的稀疏均匀程度，达到扇形电阻带内通风区域的全局阻力均衡化，使得通风区域的风速相对均匀，提高扇形电阻带的散热均匀度。

连接段4到相邻的第二折弯部6的距离占第一折弯部5到第二折弯部6总距离的2/5～3/5。通过此设置，可在径向大半径区域内每隔单位距离增加一个填充段，填充段为相邻两个连接段4连接后，由与连接段4相连的、相邻两个第二折弯部6之间的单元本体1形成。

通过优化扇形电阻带的结构，使扇形电阻带的径向大半径区域在单位间隔内增加一个填充段，使扇形电阻带既保持结构上的连续，又能增大比较稀疏的径向大半径区域的紧凑程度，进而使得径向大半径区域电阻带疏密程度与径向小半径区域电阻带疏密程度相近，从而达到扇形电阻带内通风区域阻力均衡的效果，提高扇形电阻带的散热均匀度。

请参阅图3所示，单元本体1沿长度方向还开设有多组瓷柱固定孔3且瓷柱固定孔3与绝缘块固定孔2呈间隔排列布置，绝缘块固定孔2弯曲后，与第二折弯部6相邻的两个瓷柱固定孔3对应布置；每组绝缘块固定孔2以及每组瓷柱固定孔3分别在单元本体1的宽度方向上至少设置有一个。每组绝缘块固定孔2与瓷柱固定孔3在宽度方向上增加数量，可以提高扇形电阻带结构的稳定性。

请参阅图1、图2和图4所示，与同一第二折弯部6相邻的两个瓷柱固定孔3贯穿有绝缘瓷柱7并通过绝缘瓷柱7限制两个瓷柱固定孔3之间的行程。由于第一折弯部5与第二折弯部6之间存在有一定距离，扇形电阻带结构之间需通过设置固定装置防止电阻带晃动从而接触相邻两侧的电阻带造成短路。本发明中通过绝缘瓷柱7以及绝缘瓷柱7的设置结构，不但能提高整体范围内的扇形电阻带结构的稳定性，同时稳定了处于悬空状态下的填充段，使得每个填充段拥有两个不同方向的约束力，防止电阻带之间出现因高温、高风速、振动变形等引起的电阻带粘连短路、通电啸叫等问题。

进一步地，绝缘瓷柱7设置于第一折弯部5与第二折弯部6之间的中部；将绝缘瓷柱7设置在此位置，能使扇形电阻带结构获得最大的结构稳定性，减小电阻带的晃动程度。因此，由于绝缘瓷柱7的位置被限定后，连接段4到相邻的第二折弯部6的距离占第一折弯部5到第二折弯部6总距离的比例范围变为1/2～3/5；连接段4设置在此范围内能保证径向大半径区域与径向小半径区域电阻带的疏密均匀度，同时不会使延伸出的处于悬空状态的填充段有严重的弯曲。

连接段4包括折弯段41以及焊接段42，若干电阻带单元之间通过连接段4电阻焊焊接形成，且电阻焊的焊接区域为连接段4中的焊接段42，电阻焊的焊接方法为点焊或缝焊以形成电阻串联。折弯段41作为瓷柱固定孔3与焊接段42之间的过渡段，折弯段41形成两个折角，使得两个焊接段42焊接后，折弯段41之间能突变地展开有一定距离，防止两边电阻带之间形成过渡形的粘连状态，导致阻值不稳定。

请参阅图2和图3所示，单元本体1的表面布置有加强筋8，加强筋8通过压形模具冲制有棱形、长条形以及百叶窗形状，以加强电阻带的强度。加强筋8以第一折弯部5和第二折弯部6为界，相邻加强筋8在单元本体1表面的压制方向相反，使形成后的扇形电阻带结构表面加强筋8方向均相同，以达到电阻带冲筋同向原则。

在一个实施例中，请参阅图1和图3所示，单个电阻带单元中包括一个第一折弯部5以及两个第二折弯部6。单元本体1的表面包括有A、B、C、D、E五个点位，加强筋8压模成型的方法一包括以下步骤：

成型模具长度仅包括AC段，在成型模具上AB段、BC段设置有不同方向的筋结构，将AE段电阻带送料一次压出AC段，然后以C点为中心翻转180°，再压出CE段，以完成AE段电阻带的加强筋8冲制。

在另一个实施例中，加强筋8压模成型的方法二包括以下步骤：

成型模具长度包括AE段，在成型模具上AB段、CD段设置同方向筋结构，BC段、DE段设置与AB段、CD段相反方向的筋结构，将电阻带一次送料直接成型出AE段电阻带，以完成AE段电阻带的加强筋8冲制。

方法二相对于方法一的模具成本较高，但工艺相对简单，可减少一次冲制工序。

请参阅图1和图3所示，在扇形电阻带结构内，相邻两个第一折弯部5上的绝缘块固定孔2之间的距离与相邻两个第二折弯部6上的绝缘块固定孔2之间的距离相等，以提高电阻带之间的距离均匀性。

具体地，单个电阻带单元中包括一个第一折弯部5以及两个第二折弯部6，电阻栅外框内径部分的绝缘块数量为电阻栅外框外径部分绝缘块数量的1/2，此结构状态下的扇形电阻带结构达到了很好的疏密均匀性，拥有很高的散热均匀度。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。