新型電動(dòng)綁線纏繞工藝優(yōu)化方案

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城市大豐區(qū)供電分公司 黃海泉 王言方 周明昊 黃正耀 鄧 皓

架空配電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線在直線桿絕緣子和耐張桿式絕緣子固定，一般用到了綁線纏繞法，整個(gè)工作方法比較繁瑣且花費(fèi)了很多的時(shí)間和精力，對(duì)于作業(yè)人員的要求比較高，所以需要研發(fā)一種新的電動(dòng)擋線材料器，降低工作人員的工作強(qiáng)度，減少了工作時(shí)間改善的工作效率。電力施工作業(yè)中綁扎是一項(xiàng)重要的工藝，常用于線路跳線的連接、導(dǎo)線在絕緣子上的綁扎以及終端耐張的綁扎制作等，在線路施工過(guò)程中對(duì)綁扎工藝的要求是非常嚴(yán)格的。在以往的線路施工作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，由于人工纏繞綁線不夠規(guī)范，造成線路綁扎工藝粗糙，給線路安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下潛在的危害。人工纏繞過(guò)程中，綁線自然曲度沒(méi)有調(diào)直，造成綁扎部位排線不整齊，接頭部位進(jìn)水腐蝕接觸不良造成過(guò)熱。綁線手工纏繞成盤后直徑大小不一，施工人員在纏繞過(guò)程中力度無(wú)法掌握，造成綁扎松弛，長(zhǎng)期運(yùn)行造成接頭過(guò)熱。

1 新型電動(dòng)綁線纏繞項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容及技術(shù)難點(diǎn)

主要研究?jī)?nèi)容：鋁包帶纏繞工藝優(yōu)化方案；扎線纏繞工藝電動(dòng)優(yōu)化方案；頂扎法扎線纏繞工藝優(yōu)化；側(cè)扎法扎線纏繞工藝優(yōu)化；扎線線頭電動(dòng)擰緊工藝優(yōu)化；回頭型扎線纏繞工藝優(yōu)化；扎線快速拆除優(yōu)化方案。

主要技術(shù)難點(diǎn)：電動(dòng)扎線纏繞器的整體設(shè)計(jì)。由于扎線綁扎工藝復(fù)雜且纏繞器多為齒輪和連桿組合傳動(dòng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分需盡可能進(jìn)行小型化、輕量化設(shè)計(jì)?；蚩蓞⒖棘F(xiàn)有剝皮回轉(zhuǎn)器作業(yè)模式，對(duì)纏繞工藝進(jìn)行優(yōu)化；電動(dòng)扎線纏繞器的纏繞工藝。現(xiàn)有扎線纏繞方向要求水平、豎直、傾斜多角度進(jìn)行纏繞，纏繞過(guò)程繁瑣且由于作業(yè)空間受限導(dǎo)致工器具實(shí)用性不高，因此有必要結(jié)合現(xiàn)有作業(yè)工藝進(jìn)行操作步驟簡(jiǎn)化；電動(dòng)扎線纏繞器的匹配適用性。為提高產(chǎn)品實(shí)用性，或可針對(duì)不同作業(yè)情況及場(chǎng)景設(shè)計(jì)現(xiàn)有絕緣操作桿相匹配的接口，僅需安裝桿頭電動(dòng)部分及遠(yuǎn)程遙控器即可，后續(xù)也可結(jié)合機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行二次改造，提高電動(dòng)扎線纏繞器的適用性。

2 新型電動(dòng)綁線纏繞器結(jié)構(gòu)及工作原理

如圖1所示，裝置設(shè)計(jì)有儲(chǔ)存殼，在儲(chǔ)存殼上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有卷線輥、搖柄；儲(chǔ)存殼外璧上設(shè)有開(kāi)口槽，儲(chǔ)存殼內(nèi)設(shè)置彈性壓板，沿卷線輥母線的表面上設(shè)置有弧形凹槽，凹槽與夾線卡相配合連接。新型電動(dòng)綁線纏繞器工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)軸連接的卷線輥轉(zhuǎn)動(dòng)，捆綁線通過(guò)長(zhǎng)毛刷固定在夾線卡上伴隨著卷線輥一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而纏繞在卷線輥上。隨著捆綁線纏繞得越多，壓板將捆綁線壓得越緊，確保了捆綁線纏繞密實(shí)。當(dāng)捆綁線纏繞到一定厚度或無(wú)法繼續(xù)纏繞時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，取出捆綁線，一卷捆綁線卷繞完成。使用該裝置捆綁線纏繞均勻、比較整齊，且對(duì)捆綁線采取了保護(hù)措施，避免了造成金屬捆綁線損傷。由于--側(cè)開(kāi)口設(shè)計(jì)，捆綁線卷繞完成后取出也很容易。

圖1 纏繞器結(jié)構(gòu)示意圖

為了使捆綁線干凈且平順地進(jìn)人儲(chǔ)存殼，開(kāi)口槽設(shè)置有長(zhǎng)毛刷；為了不使捆綁線劃傷和損壞，卷線輥表面、儲(chǔ)存殼內(nèi)側(cè)和壓板表面設(shè)置有一層保護(hù)膜；為了使搖柄增大摩擦，在播柄表面設(shè)置有防滑膠墊；為了使夾線卡與卷線輥相配合連接，捆綁線能固定在夾線卡上，夾線卡設(shè)計(jì)成拱形且設(shè)計(jì)有梳齒槽。使用此工具纏繞捆綁線時(shí)可避免手與金屬捆綁線的直接接觸、省工省時(shí)，且纏繞出的線盤圓滑美觀，金屬線分布緊湊均勻，方便使用和攜帶。

3 新型電動(dòng)綁線纏繞工藝優(yōu)化方案具體措施

3.1 鋁包帶電動(dòng)纏繞工藝優(yōu)化方案

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的輸配電線路施工以及檢修時(shí)，為保證導(dǎo)線在瓷瓶扎線安裝的過(guò)程中不會(huì)受到影響，需在相應(yīng)的地方纏繞鋁包帶，纏繞用到手工操作的辦法進(jìn)行，但是這種方法對(duì)于作業(yè)人員的工藝要求更高，特別是高空作業(yè)時(shí)導(dǎo)線處在擺動(dòng)的狀況，很容易出現(xiàn)纏繞不均勻的問(wèn)題，這樣就要重新纏繞并會(huì)浪費(fèi)很多材料，且花費(fèi)了時(shí)間和精力。針對(duì)鋁包帶纏繞過(guò)程研制一款電動(dòng)鋁包帶纏繞工具，其原理同剝皮回轉(zhuǎn)器，利用回轉(zhuǎn)器跟電動(dòng)操作進(jìn)行纏繞，具備正反轉(zhuǎn)功能，鋁包帶纏繞均勻，無(wú)縫隙、無(wú)重疊且纏繞方向與導(dǎo)線鋁股方向一致（圖2）。

圖2 鋁包帶電動(dòng)纏繞回轉(zhuǎn)器

操作方法如下：將鋁包帶放置于回轉(zhuǎn)器內(nèi)；通過(guò)操作桿或機(jī)械臂將鋁包帶纏繞機(jī)構(gòu)安裝于導(dǎo)線相應(yīng)位置；按動(dòng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鋁包帶繞線纏繞（效果同剝皮回轉(zhuǎn)器），需要注意的是底部快插接口可調(diào)整。作業(yè)模式同絕緣導(dǎo)線剝皮器。待確認(rèn)參數(shù)如下：鋁包帶卷筒空心直徑d；鋁包帶卷筒卷盤外徑D；鋁包帶纏繞長(zhǎng)度L；兩圈鋁包帶纏繞中間重疊部分。

3.2 扎線纏繞工藝電動(dòng)優(yōu)化方案

在日常施工時(shí)用到捆綁的辦法，鋁質(zhì)捆綁線要提前進(jìn)行捆綁，方便施工人員在電線桿上使用，所以這種綁線是施工前較重要的準(zhǔn)備工作，在通過(guò)綁線纏繞時(shí)，直接用手纏繞或是通過(guò)酒瓶的圓滑物纏繞，這樣會(huì)花費(fèi)時(shí)間和精力，且手和捆綁線可能會(huì)直接進(jìn)行接觸，這就會(huì)出現(xiàn)被捆綁線傷害的問(wèn)題，纏繞的線出現(xiàn)了松散和不便于攜帶的現(xiàn)象。

為了整齊且有序的進(jìn)行纏繞，纏繞器的纏繞過(guò)程需均勻的向左邊移動(dòng)，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)不停的旋轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)扎線纏繞器的工作原理就是通過(guò)絲桿傳動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行纏繞的，絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可保證卷筒的前后移動(dòng)，但卻不能旋轉(zhuǎn)，而棘輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可保證當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)卷筒隨著棘輪一起旋轉(zhuǎn)。圖3中1～11依次為底座、電機(jī)傳動(dòng)接口、絲桿、卷筒、棘輪、擋線板、插線孔、檔線環(huán)、緊固螺釘、傳動(dòng)軸。

圖3 電動(dòng)扎線纏繞器示意圖

電動(dòng)扎線纏繞機(jī)的流程：將鋁扎線一端放到卷筒的U型處進(jìn)行固定，打開(kāi)電機(jī)啟動(dòng)按鈕，通過(guò)減速帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在結(jié)構(gòu)作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)絲桿滑塊向左勻速移動(dòng)，這樣能夠有效的進(jìn)行纏繞，把線圈纏繞完成之后就要剪短扎線。

3.3 頂扎法扎線纏繞工藝優(yōu)化方案

現(xiàn)有頂扎法扎線纏繞的工作流程：將鋁扎線一端預(yù)留線頭至側(cè)面，于左側(cè)垂直導(dǎo)線纏繞三圈，繞過(guò)瓷瓶至右側(cè)垂直導(dǎo)線纏繞三圈；圍繞瓷瓶圓形于水平方向纏繞三圈；在瓷瓶頂部，繞瓷瓶圓形水平方向傾斜纏繞兩次形成X型交叉工藝；擰緊綁扎完畢后的預(yù)留線頭。存在的主要問(wèn)題有：水平、豎直、傾斜多角度綁扎無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)一次性綁扎到位，現(xiàn)有工具及操作步驟復(fù)雜，對(duì)作業(yè)人員技能水平要求高。為進(jìn)一步簡(jiǎn)化作業(yè)工藝實(shí)現(xiàn)電動(dòng)纏繞，研制一款開(kāi)口式瓷瓶絕緣保護(hù)罩及電動(dòng)扎線纏繞工具，其本身具有一定的固定能力，能將導(dǎo)線預(yù)先卡緊在瓷瓶上，然后通過(guò)電動(dòng)扎線纏繞工具對(duì)其進(jìn)行鎖緊，僅需在豎直方向進(jìn)行鎖緊扎線即可。且開(kāi)口式瓷瓶絕緣保護(hù)罩為絕緣橡膠材質(zhì)、成本低，并能對(duì)瓷瓶起一定的防護(hù)作用。

3.4 側(cè)扎法扎線工藝簡(jiǎn)化方案

同理，側(cè)扎法綁扎線工藝也可進(jìn)行類似處理：研制定制型瓷瓶側(cè)面綁扎絕緣防護(hù)罩；通過(guò)電動(dòng)扎線水平方向纏繞工具對(duì)其進(jìn)行綁扎；通過(guò)扎線拆除工具對(duì)綁好的扎線直接剪斷拆除，取下防護(hù)罩。

3.5 扎線工藝電動(dòng)擰緊優(yōu)化方案

扎線綁扎完畢后需對(duì)線頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)擰緊處理，傳統(tǒng)人工操作時(shí)存在擰緊不到位、擰緊工藝不美觀等情況。針對(duì)綁扎完后需旋轉(zhuǎn)系緊的線頭研制特定的電動(dòng)平口夾線鉗，扎線綁扎完畢后更換電動(dòng)機(jī)構(gòu)頭部金具，通過(guò)平口設(shè)計(jì)可兩根線頭處于一個(gè)平面，可電動(dòng)夾緊松開(kāi)，旋轉(zhuǎn)整個(gè)機(jī)構(gòu)即可完成線頭處“麻花型”擰緊工藝。該電動(dòng)夾線鉗也可以用來(lái)夾持導(dǎo)線或其他需要輔助夾持的部位。

3.6 回頭型扎線綁扎工藝電動(dòng)優(yōu)化方案

導(dǎo)線回頭型扎線綁扎工藝主要為兩根導(dǎo)線間的固定綁扎，需對(duì)線頭進(jìn)行預(yù)處理（制作環(huán)形扣），然后使用電動(dòng)纏繞工具對(duì)扎線進(jìn)行正向環(huán)線纏繞，需留有一定距離的線頭方便反向拆裝（固定端頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)即可）?；仡^型扎線綁扎工藝電動(dòng)優(yōu)化方案措施：通過(guò)扎線卷繞盤預(yù)制環(huán)形扣；固定一端引出的扎線線頭，將扎線盤放置于旋轉(zhuǎn)纏繞工具盒內(nèi)；啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，此時(shí)電動(dòng)扎線環(huán)形纏繞工具繞線傳動(dòng)，通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)纏繞長(zhǎng)度；通過(guò)電動(dòng)平口夾鉗工具擰緊線頭部位，預(yù)留一定長(zhǎng)度以便拆除。

3.7 扎線快速拆除優(yōu)化方案

由于扎線成本較低、彎折后易造成損傷，為保證綁扎工藝質(zhì)量，建議直接對(duì)綁扎線進(jìn)行剪斷拆除。結(jié)合液壓切刀原理研制一款小型的手動(dòng)或電動(dòng)扎線剪斷工具，其前端為切刀及凹型勾頭、以便勾出綁扎線，驅(qū)動(dòng)頂部拉桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行綁扎線快速切斷（圖4）。

圖4 電動(dòng)扎線快速拆除工具

綜上，電動(dòng)綁線纏繞器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，解決了傳統(tǒng)工藝的弊端，提高了施工工藝，并節(jié)省了人力、提高了工作效率，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)工藝的改造，真正為線路的安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。新型電動(dòng)綁線纏繞器的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單而且比較耐用，解決了傳統(tǒng)工藝帶來(lái)的問(wèn)題，改善了施工水平，同時(shí)節(jié)約了人力、提高了工作效率，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)工藝的改造為線路的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供幫助。新型電動(dòng)綁線器的使用不僅大幅度提高了纏繞綁線的效率，纏繞出的綁線規(guī)范、整齊，方便工作現(xiàn)場(chǎng)使用。新型電動(dòng)綁線纏繞器徹底改變了原來(lái)靠人工纏繞綁線的方式，不僅提高了工作效率，也減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。