阻尼间隔棒快速拆装工具的设计

阻尼间隔棒快速拆装工具的设计

温淦芬

广东电网有限责任公司梅州局输电管理所

摘要：本文提出一种利用杠杆原理、丝杆机构的新型间隔棒快速拆装工具，结构简单，工具轻便，高空作业便于携带，且操作简易灵活，解决了以往作业繁琐、作业时间长，劳动强度大等问题，也大大降低高空作业的风险。

关键词：杠杆原理；间隔棒；快速；拆装；工作效率

前言：

500kV输电线路一般采用4或6分裂导线，500kV以上一般采用6或8分裂导线。为保证分裂导线子导线之间保持一定的平行距离，在档距中相隔一定距离安装了阻尼型间隔棒。阻尼型间隔棒对导线的振荡和微风振动也有一定的抑制作用。间隔棒安装距离为50米-80米，取65米平均值，每100公里500kV线路3相导线需安装约4600个间隔棒。目前间隔棒拆装工具存在结构复杂、体积较大、通用性差、可靠性低等缺点，造成工具携带、使用不方便，现场更换速度慢、体力消耗大等问题。因此，设计高工效的间隔棒安装工具有很大的经济效益。本文提出利用杠杆原理、丝杆机构、设计了一种间隔棒快速拆装工具，提高了作业的工效。

一、现有工具影响工效的因素

在实际工作中，现有的专用工具主要存在以下问题：

1.摩擦阻力

一些工具在收紧过程中，内螺纹螺杆与间隔棒接触靠垫片滑动摩擦，随着接触面挤压力的增大摩擦力增大。

2.工具尺寸

在输电线路上作业，空间非常狭小，体位不好调整，现有的工具长度和体积都偏大，作业人员操作时需要频繁更换体位，浪费大量体力。

3.工具重量

减轻高空作业人员的负担，是高空作业工具设计的重要原则，由于厂家对现场不了解，现有的专用工具在设计时，在某些环节上过多的增加了尺寸。

4.工具可靠性

工具的可靠性是高空作业工具设计的重要原则，高空作业中如果工具损坏或脱落会造成工作终止，现有的专用工具经常出现压力平垫圈磨损后摩擦过大无法使用、压舌丝杠脱落等问题。

二、新专用工具设计原理

利用伸缩式操作杆为力臂，通过丝杆外螺纹与内螺旋拉杆内螺纹啮和构成的螺纹传动机构，将伸缩式操作杆的旋转驱动转化成内螺旋拉杆旋转滑动，逐步收紧间隔棒的压线夹头，直至压缩间隔棒夹头橡胶夹块，紧固间隔棒的压线夹头。

三、工具结构设计

1伸缩式操作杆2内螺旋拉杆3平面推力球轴承

4外螺旋丝杆5转向压舌

四、工具结构说明

1）内螺旋拉杆2为圆柱杆，上端凿有轴孔21，轴孔21中心轴线垂直方向装有弹簧定位珠6，下端凿有与外螺旋丝杆4对应的内螺纹。

2）伸缩式操作杆1穿过内螺旋螺杆2上端轴孔21与其实现组合，通过拉伸操作杆获取的相应力臂从而可以轻松拆装不同型号间隔棒。

3）平面推力球轴承3嵌在内螺旋螺杆2下端，旋转伸缩式操作杆1时可实现将内螺旋螺杆2与间隔板压线夹头的活动卡环的滑动摩擦转变为滚动摩擦，有效减小接触面的摩擦阻力。

4）外螺旋丝杆4为圆柱杆，顶端连有限位防脱杆螺丝43，防止外螺旋丝杆脱落，上端是外径与内螺旋螺杆2的内螺纹对应的螺纹杆，下端中心轴向凿设有U型开口槽，U型开口槽内设有转向压舌5，在U型开口槽一侧槽孔42装设有弹簧定位珠7，用于固定转向压舌5。

5）外螺旋丝杆4的U型开口槽内设的转向压舌5，实现工具与间隔板压线夹头卡环的卡位与固定。转向压舌5一侧设有与弹簧定位珠7对应的定位座52，U型开口槽和转向压舌5开设相对应的轴孔41，利用通过固定轴穿过转向压舌5轴孔嵌入U型开口槽实现其连接，其中固定轴轴径小于转向压舌5轴孔41孔径。

6）外螺旋丝杆4上端螺纹杆与内螺旋螺杆2内螺纹啮和构成螺纹传动机构，从而实现内螺旋螺杆2随伸缩式操作杆1的转动旋转滑动，逐步收紧间隔棒的压线夹头，直至压缩间隔棒夹头橡胶夹块，简单有效地紧固间隔棒的压线夹头。

五、关键尺寸强度校验

在实际使用用，安装间隔棒夹头压缩夹头橡胶需要的力不大于5kN，本次计算以此为基准

1.丝杆

丝杆组件选用40Cr合金钢，40Cr合金钢抗拉强度（δk）大于900MPa，屈服点（δq）785MPa。

六、工具结构特点

1）夹头头一段收紧不需要压缩夹头橡胶进行，阻力较小，快速转动伸缩式操作杆轻松对间隔棒夹头进行收紧；

2）收紧后，可伸长操作力臂，转动操作杆利用丝杆传动机构进一步收紧使夹头橡胶形变夹紧导线；

3）外螺旋丝杆顶端设置有防脱螺栓，防止丝杆操作时脱落；

4）内螺旋拉杆与间隔棒接触处设置有滚珠推力轴承，进行丝杆机构做功时有效减少摩擦力

5）外螺栓丝杆U形端设置有弹簧定位珠，配合压舌上的凹槽能对压舌进行定位，防止压舌插入或抽出间隔棒夹头安装孔时翻转卡住；

6）工具轻巧，重量不足1.5kg，外形为L形，长度和高度不足200mm，宽度不足40mm；

7）操作手杆上设有卡环，与内螺旋螺杆上的定位珠组合防止操作杆滑动，避免对操作造成不便。

七、工具操作方法

1.根据不同的间隔棒厚度，调整操作杆长度；

2.将压舌拨到轴向，将工具插入间隔棒夹头安装孔，将压舌拨到横向卡住间隔棒安装孔；

3.如图四顺时针旋转操作杆，逐步收紧间隔棒的压线夹头，使间隔棒夹头橡胶压缩变形夹住导线，直至夹头固定卡片越过固定销穿入孔；

4.插入固定销，穿上闭口销；

5.反方向旋转操作杆释放专用工具；

6.把压舌拨回轴向方向，取出专用工具。

八、实际应用

间隔棒快速装卸工具设计后，加工了4把，交付了2016广东电网有限责任公司劳动技能竞赛3个市局9位参赛选手使用。经选手反馈，使用此新型间隔棒快速装拆工具进行500kV输电线路4分裂导线阻尼式方形间隔棒更换竞赛，总操作时间可以节省3分钟，且不会再存在螺杆脱落现象，单独计算4个夹头拆装时间可节省2分钟，效率提高300%。

九、成品图片等附件