盧自強(qiáng)

摘 要：送電線路行業(yè)施工過(guò)程中，鋼絲繩在各類施工中是不可缺少的主要工具。如外拉線、內(nèi)拉線、各種控制繩、制動(dòng)繩及臨時(shí)拉線均會(huì)使用鋼絲繩。而桿塔組立時(shí)，對(duì)于對(duì)于鋼絲繩的收、放的控制，一直困擾的我們。特別對(duì)組塔施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，顯的尤為重要，對(duì)組塔施工的安全起著決定性作用，為此我們研發(fā)一種成本低廉，又同時(shí)具有快速收、放功能的抱桿拉線控制裝置即送電線路抱桿拉線收放控制器，該項(xiàng)目的研究，解決了組塔作業(yè)中，各類拉線和控制繩快速收放時(shí)的安全和效率問題。

關(guān)鍵詞：快速收放；功能；拉線控制裝置；送電線路拉線抱桿收放控制器

1.研究背景及意義

送電線路行業(yè)施工過(guò)程中，鋼絲繩在各類施工中為不可缺少的主要工具。如外拉線、內(nèi)拉線、各種控制繩、制動(dòng)繩及臨時(shí)拉線均會(huì)使用鋼絲繩。而桿塔組立時(shí)，對(duì)于對(duì)于鋼絲繩的收、放的控制，一直困擾的我們。特別對(duì)組塔施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，顯的尤為重要，對(duì)組塔施工的安全起著決定性作用。

其中抱桿拉線和控制繩的收、放基本采用兩種方法來(lái)完成的。

一種方法是：在拉線放出時(shí)，采用滾桶，由人力手動(dòng)控制緩松放出拉線。在拉線收緊時(shí)，采用卡線器輔助手扳葫蘆來(lái)收緊。

另一種方法是：采用機(jī)動(dòng)絞磨對(duì)拉線進(jìn)行放出和收緊。雖然機(jī)動(dòng)絞磨能同時(shí)完成拉線的收、放功能，但絞磨的使用質(zhì)量重，不便運(yùn)輸，所需地錨多，成本又比較高，操作人員也較多。

為此我們建議研發(fā)一種成本低廉，又同時(shí)具有快速收、放功能的拉線控制裝置即送電線路抱桿拉線收放控制器；該項(xiàng)目的研究，解決了組塔作業(yè)中，各類拉線和控制繩快速收放時(shí)的安全和效率問題。

新研制的抱桿拉線收放控制器具有質(zhì)量輕，體積小等特點(diǎn)，方便攜帶安裝和使用，提高組塔作業(yè)過(guò)程安全性、可靠性，同時(shí)可以降低人工使用成本。

2. 國(guó)內(nèi)外研究背景及意義

以內(nèi)懸浮抱桿組塔為例，做為傳統(tǒng)組塔的主要方式，以其操作簡(jiǎn)單、工藝成熟而被廣泛采用。

組塔施工提升抱桿時(shí)，拉線調(diào)整，多采用滾桶放出，手扳葫蘆收緊的方法。

這種方式以其操作簡(jiǎn)單，而被廣泛使用。特別是小型線路施工中，施工隊(duì)用一段鋼管兩邊焊接兩個(gè)鋼筋耳朵就在現(xiàn)場(chǎng)使用，桿塔組立過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生因拉線收放出問題而產(chǎn)生的事故。

我公司在“晉東南-荊門-南陽(yáng)”特高壓試驗(yàn)試范工程中，采用44m內(nèi)懸浮抱桿組塔，曾利用機(jī)動(dòng)絞磨來(lái)收放拉線。施工時(shí)每角拉線需設(shè)置7t主地錨和5t輔地錨各一個(gè)，四根拉線共8個(gè)地錨，控制拉線就需4臺(tái)絞磨，地形較差時(shí)絞磨的抬運(yùn)便成一大難題。

為此我們以研發(fā)抱桿拉線收放控制器為課題，解決抱桿提升時(shí)的同步、快速收放以及錨固等方面的問題，適合中小型線路施工，該項(xiàng)目的實(shí)施符合國(guó)網(wǎng)公司輸電線路工程全過(guò)程機(jī)械化施工的要求。

目前，國(guó)內(nèi)外還無(wú)科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家研發(fā)和制造此類產(chǎn)品。

3.主要研究?jī)?nèi)容

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)于新型的抱桿拉線收放控制器的研發(fā)，提出需要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和難點(diǎn)如下：

主要技術(shù)內(nèi)容：

a）當(dāng)抱桿拉線收緊時(shí)，抱桿拉線收放控制器的受力分析；

b）分析抱桿拉線收緊時(shí)，鋼絲繩的受力（抱桿拉線收放控制器受到的拉力）；

c）分析正常一個(gè)成人的單臂拉力，是否符合人體力學(xué)，簡(jiǎn)單使用時(shí)人工搖動(dòng)收緊。

主要技術(shù)難點(diǎn)：

a）抱桿提升時(shí)，合理速度分析與抱桿拉線收放控制器同步裝置的配合問題；

b）抱桿起吊構(gòu)件時(shí)，抱桿拉線收放控制器的最大受力分析問題；

c）單人操作時(shí)，符合人體力學(xué)，從而設(shè)計(jì)抱桿拉線收放控制器內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)問題。

d）小型簡(jiǎn)單化，結(jié)構(gòu)緊湊，將全部減速齒輪結(jié)合于磨芯輪內(nèi)。

4.研究思路與技術(shù)路線

根據(jù)組塔施工時(shí)的工況，拉線收放控制器在抱桿提升時(shí)，拉線鋼絲繩纏繞磨芯，隨著抱桿提升速度緩松鋼絲繩，待抱桿就位后，收緊拉線時(shí)，使用手板棘輪行星變速機(jī)構(gòu)，通過(guò)滾筒旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)拉線的收緊；為減少施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)劃改進(jìn)手柄搬動(dòng)連接機(jī)構(gòu)，加裝通用充電式電動(dòng)扳手來(lái)實(shí)現(xiàn)拉線收緊動(dòng)作，該裝置體積小、質(zhì)量輕，可以由單人進(jìn)行收緊操作，方便攜帶和使用。這樣既安全、又省力，符合國(guó)網(wǎng)公司輸電線路工程全過(guò)程機(jī)械化施工的要求。

5.預(yù)期目標(biāo)

1、產(chǎn)品需單人攜帶、操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，并有滿足抱桿提升時(shí)，拉線快速的溜放、快速收緊功能。

2、替代原來(lái)利用滾桶松放線，卡線器卡緊鋼絲繩，手扳葫蘆收緊；或采用機(jī)動(dòng)絞磨放出和收緊的方法。

3、使用該裝置能極大地提高工效，原工作方式一條拉線需5-6個(gè)工人完成，采用該裝置后，僅需2個(gè)工人即可輕松操作。

6.技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)工況分析，制定拉線收放控制器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

7.研究方案

結(jié)合國(guó)網(wǎng)公司輸電線路工程全過(guò)程機(jī)械化施工的要求，項(xiàng)目研發(fā)組對(duì)于拉線收放控制器重新提出優(yōu)化要求，盡可能小型化、輕量化及自動(dòng)化，實(shí)操作過(guò)程中，收緊和放松過(guò)程兩人配合即可完成。因此，在2019年1月份與合作單位揚(yáng)州市振東電力器材有限公司進(jìn)行多次慎重的研討和修正，于2019年3月初提出重新設(shè)計(jì)方案。

新的設(shè)計(jì)方案，在原有技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的要求下，將一代機(jī)的棘輪機(jī)構(gòu)改為星輪式傳動(dòng)，并將行星式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于卷筒內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)小型化，此方案的修改，勢(shì)必減輕原本一代機(jī)的重量。

此修改方案中，可以通過(guò)兩種方式對(duì)拉線收放控制器進(jìn)行操作已達(dá)到收緊拉線的目的。一種是通過(guò)人力操控手柄進(jìn)行機(jī)械式收緊，一代機(jī)的樣機(jī)試驗(yàn)已經(jīng)達(dá)到只需一個(gè)成人的單臂操作即可完成，故在修改方案中無(wú)需贅述。另一種方案是卸下操控手柄，新方案的拉線收放控制器留有專用的六角接頭，只需連接通用電動(dòng)扳手，即可實(shí)現(xiàn)控制器的自動(dòng)收緊動(dòng)作。這樣的修改方案，大大提高了控制器的自動(dòng)化程度。

該修改方案已經(jīng)通過(guò)理論論證，現(xiàn)已投入試制，2019年4月上旬完成樣機(jī)試制，后由揚(yáng)州市振東電力器材有限公司進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)情況，進(jìn)行優(yōu)化，直至可以滿足實(shí)際施工需求，2019年5月交付施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工程應(yīng)用，檢驗(yàn)效果。

8.小結(jié)

通過(guò)初步方案的設(shè)計(jì)和樣機(jī)的試用檢驗(yàn)，以及二次方案的修改，現(xiàn)已完成抱桿拉線收放控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，樣機(jī)試制加工完成后，找有資質(zhì)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，完成抱桿拉線收放控制器的各項(xiàng)試驗(yàn)分析，并出具有效試驗(yàn)報(bào)告。

為了能夠滿足抱桿拉線收放控制器的強(qiáng)度需求，設(shè)計(jì)方案中所有板材均采用Q345B材質(zhì)，增強(qiáng)控制器架體的整體抗拉強(qiáng)度；同樣控制器架體所用的軸均為40Cr材質(zhì)，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱處理調(diào)質(zhì)處理增加強(qiáng)度；其余標(biāo)準(zhǔn)件螺栓均采用高強(qiáng)度螺栓，以保證安全可靠。

根據(jù)受力分析要求制動(dòng)張力為50kN，對(duì)于磨筒強(qiáng)度的要求就相對(duì)較高，對(duì)于磨筒的制作，采用后壁無(wú)縫鋼管進(jìn)行精加工，取代傳統(tǒng)鋼鐵鑄造。

為了滿足小型化要求，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由卷筒外側(cè)轉(zhuǎn)而置于卷筒內(nèi)部，受力更加合理可靠。

為了提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，修改了手柄設(shè)計(jì)，可將手柄卸下連接上電動(dòng)扳手的套筒，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)收緊，減少人力輸出。

9. 效益分析

送電線路組塔作業(yè)，一般抱桿提升（調(diào)整）七次，每次少用兩人，節(jié)約40分鐘，使用該設(shè)備組一基塔能節(jié)約8人，節(jié)省5小時(shí)，累計(jì)節(jié)省約1.6萬(wàn)元。

10. 推廣前景

該設(shè)備在嶺北—洪洞南220kV線路工程的成功應(yīng)用，已在該工程組塔作業(yè)中廣泛應(yīng)用，今后將逐步推廣到兄弟單位，最終在國(guó)網(wǎng)公司送電線路基建施工現(xiàn)場(chǎng)全面使用。

11. 主要研究結(jié)論

抱桿拉線收放控制器操作簡(jiǎn)單，能夠滿足抱桿提升時(shí)，拉線的快速松放、收緊要求，代替了原有利用滾筒松放線、手板葫蘆收緊線，或者采用機(jī)動(dòng)絞磨進(jìn)行收放線，極大地提高了工效。

國(guó)網(wǎng)公司輸電線路工程全過(guò)程機(jī)械化施工的要求，是近年來(lái)國(guó)網(wǎng)公司對(duì)于送變電施工企業(yè)不變的要求，機(jī)械化施工就意味著更少的人力，更多先進(jìn)可靠的設(shè)備。拉線收放控制器對(duì)于減少人力的投入，和對(duì)施工安全的提升度有著明顯的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘雪榮主編《高壓送電線路桿塔施工》，北京：水利電力出版社

[2] 岑阿毛編著《架空輸電線路施工技術(shù)大全》，寧波出版社發(fā)行

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