輸電線路工程鋼絲繩扭力破壞原因的分析和解決措施

葛大均

【摘要】通過對輸電線路工程鋼絲繩幾種扭力破壞現(xiàn)象的分析，查找到鋼絲繩產(chǎn)生扭力破壞的原因，針對鋼絲繩扭力產(chǎn)生的條件，提出解決鋼絲繩扭力破壞的措施。

【關(guān)鍵詞】鋼絲繩 扭力 退扭機(jī)

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力線路輸電容量不斷增大，輸電導(dǎo)線分裂增多，導(dǎo)線截面也隨之增加，致使導(dǎo)線展放牽引力增大。隨著環(huán)境保護(hù)意識逐步深入人心，為了確保輸電線路安全施工，減少施工中青苗、果樹、暖棚等地面附著物的損壞，近年來多采用 "繞牽法"配合來展放牽引繩，但無論哪種展放方式，牽引繩（鋼絲繩）都是必不可少的重要的一環(huán)。

目前，我公司共有φ9、φ13、φ16、φ18、φ24、φ28、φ30等多個種類的鋼絲繩，自采購以來，各個工程轉(zhuǎn)運(yùn)和使用極其頻繁，由于其特殊的材質(zhì)和使用方式，導(dǎo)致無法進(jìn)行有效的區(qū)分管理，日常檢驗(yàn)只能從外觀上看其是否破股等來進(jìn)行檢驗(yàn)和維修，由于數(shù)量眾多，不能逐一做破壞性試驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)，單純的浸油保養(yǎng)也無法解決使用中扭力作用對鋼絲繩本身的破壞。

1 鋼絲繩扭力產(chǎn)生的原因

通過對新購置的鋼絲繩和使用一段時間的鋼絲繩進(jìn)行試驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩產(chǎn)生扭力大致分為以下三種原因：1）新購置的鋼絲繩也存在扭力，應(yīng)該是制造過程中產(chǎn)生的殘余扭力。2）鋼絲繩牽引導(dǎo)線時，受牽引機(jī)絞盤、放線滑車、導(dǎo)線的共同作用會產(chǎn)生扭力，雖然鋼絲繩與導(dǎo)線連接處使用了旋轉(zhuǎn)連接器，但由于放線段長度一般都在6-8km，因此不能完全消除所有扭力。3）部分情況下需要人工展放鋼絲繩，從鋼絲繩盤人工倒下鋼絲繩再人工展放，必然產(chǎn)生大量扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此鋼絲繩存在扭力。

2 解決方案的提出

隨著施工項(xiàng)目日漸增多，破去鋼絲繩在使用過程中產(chǎn)生的扭力，減少鋼絲繩疲勞應(yīng)力效應(yīng)，保證張力架線施工的安全，變得越來越緊迫和重要了。能不能找到一種方法使鋼絲繩積累的扭力得到及時的釋放，使鋼絲繩始終處于完好狀態(tài)，從而延長鋼絲繩使用壽命呢？

通過查找各方面的資料，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)同行也漸漸意識到鋼絲繩退扭的重要作用，并已著手開發(fā)研制類似的退扭設(shè)備。目前國內(nèi)有通過電機(jī)帶動旋臂實(shí)現(xiàn)退扭的，由于設(shè)計多為廠房內(nèi)專業(yè)大型設(shè)備，要求使用環(huán)境苛刻，并且效果不是十分突出，加之設(shè)備費(fèi)用比較昂貴，到目前為止，還沒有被廣泛應(yīng)用。經(jīng)過比較和論證，我們認(rèn)為自行研制一種方便快捷的鋼絲繩退扭機(jī)械是最佳方案。

3 方案設(shè)計及試制

鋼絲繩退扭機(jī)決定采取整體臥式結(jié)構(gòu)，主要包括牽引部分機(jī)架和張力部分機(jī)架兩部分。機(jī)架全部采用100×80mm的方形鋼管，動力部分采用力矩電機(jī)和變頻調(diào)速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，兩個變頻器分別對兩臺電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。整體布置如圖1。

張力部分，如圖2所示。將電機(jī)固定在機(jī)架上，輸出端通過聯(lián)軸器與主軸相連，在機(jī)架中段設(shè)計兩個軸承座，選用圓錐滾子軸承配合階梯主軸來定位。主軸前端又連接卷揚(yáng)架。將固定好的鋼絲繩盤與機(jī)架通過兩個軸托連接，并用銷子固定，每個軸托通過軸承固定在卷揚(yáng)架上，軸托的外側(cè)連接剎車盤，形成剎車盤與鋼絲繩盤同步旋轉(zhuǎn)，制動器安裝在機(jī)架上，與剎車盤形成配合；鋼絲繩盤與卷揚(yáng)架再用長鎖銷將兩個軸托及軸杠中心穿過，形成整體固定，這樣可以有效保證工作時繩盤的安全性。使鋼絲繩盤可以滿足機(jī)架和卷揚(yáng)架兩個方向上的安全穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。

制動器由剎車片、制動架及擋片內(nèi)部的彈簧和螺旋桿組成，螺旋桿通過與制動架的螺旋配合，使制動架內(nèi)部的彈簧推動剎車片，剎車片與剎車盤形成摩擦阻力。

牽引部分如圖3所示。包括牽引機(jī)架、電機(jī)、鋼絲繩盤、排線器、鏈條、鏈輪，牽引機(jī)架頂部繩盤上方設(shè)計一個橫桿，中心處有吊孔，可將通用的鏈條葫蘆掛上，便于換裝繩盤。將一個鏈輪通過軸承與牽引機(jī)架固定，再通過特殊軸托上的定位銷與外側(cè)的定位螺絲固定在牽引機(jī)架上，將擋塊與擋塊固定架配合。將擋塊固定架焊接在與繩盤同心的鏈輪內(nèi)側(cè)，以便使?fàn)恳糠至仉姍C(jī)通過鏈傳動，帶動牽引繩盤轉(zhuǎn)動。另一個軸托保持與鏈輪同心，并固定于機(jī)架的另一端內(nèi)側(cè)。排線器固定在牽引機(jī)架前部，引導(dǎo)鋼絲繩均勻布線，可避免鋼絲繩纏繞不均卷出繩盤造成危險。電機(jī)固定在牽引機(jī)架的底部，通過直連一個鏈輪組，用兩個鏈條分別連接牽引機(jī)架前部的鋼絲繩盤，以及牽引機(jī)架尾部的排線器。鋼絲繩盤通過軸杠連接并固定在牽引機(jī)架兩端的軸托上。這樣形成了電機(jī)通過鏈條與鏈輪配合，分別帶動鋼絲繩盤與排線器轉(zhuǎn)動的位置關(guān)系。

機(jī)體研制完畢后，進(jìn)行了初步試驗(yàn)，試驗(yàn)分為三部分：首先對牽引部的電氣線路、控制臺、速度等項(xiàng)目分別進(jìn)行了3次無負(fù)荷試驗(yàn)；再對張力部的電氣線路、控制臺、正反轉(zhuǎn)、張力、速度等項(xiàng)目分別進(jìn)行了3次無負(fù)荷試驗(yàn)；最后對張牽兩部進(jìn)行了聯(lián)合有負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)共對3軸鋼絲繩進(jìn)行了退扭處理，均達(dá)到了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

鋼絲繩退扭機(jī)自從研制完成以來，已在我公司廣泛使用，累計處理各規(guī)格鋼絲繩13200余軸，達(dá)到了以下效果：

（1）鋼絲繩退扭機(jī)實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速和力矩控制操作，改善操作手的工作環(huán)境；

（2）減少了鋼絲繩扭力破斷現(xiàn)象的發(fā)生，保障了施工安全。

（3）延長了鋼絲繩使用壽命，取得了經(jīng)濟(jì)效益，每軸鋼絲繩節(jié)約損耗260元，節(jié)約人工0.5工日。

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