基于汽车起重机的可调式跨越架的结构设计.pdf

设备管理与维修2023 翼11（上）0引言在送变电行业的架线施工中，跨越是常见的施工工况1。跨越架是线路施工过程中用来支撑导、地线，临时通过公路、铁路、电力线以及弱电线路的架子1-2。传统跨越架在搭设前需要实地勘测，考虑天气等因素，需经过严格的审批流程、多方协调，搭设和拆除成本比较高，同时存在安全隐患，容易发生架体坍塌、人员伤亡事故3。针对传统跨越架在应用中的问题，开展新型跨越架研究。文献 4 设计了一种新型移动格构式跨越架，文献 5 设计了一种伸缩式跨越架，文献 6 设计了一种升降式跨越架，文献 7 基于雨伞的工作原理，研制了一种车载移动式跨越架，由汽车起重机、跨越架本体以及附件等组成。文献 3 文献 7 中没有考虑跨越不同规格的电力线时对跨越架的实际整架长度和架顶宽度的尺寸的要求。因此，本文基于汽车起重机设计了一种可调式的跨越架，满足实际整架长度和架顶宽度可调的要求。立足于基本功能，新型跨越架的结构形式相较于传统跨越架有很大改变，使用更加便捷。1传统跨越架1.1传统跨越架组成传统跨越架采用架体和封顶绝缘网的结合模式，架体的作用是承担导、地线的放线冲击，封顶绝缘网的作用是保护落线（图 1）2。传统跨越架的架体材料通常选用毛竹或钢管，其结构主要由立杆、纵横向水平杆、纵横向扫地杆、剪刀杆及羊角撑组成，通过铁丝或扣件连接而成的临时结构架，具有工作可靠、装拆方便和适应强等优点（图 2）。1.2传统跨越架工作原理架线过程中，新建杆塔之间架设的电力线的中心线和被跨越电力线的中心线重合，二者之间的交叉角为 兹。新建导线或地线间距、风偏值及安全裕度是影响跨越架体有效长度的因素，而有效长度、跨越长度及交叉角之间存在几何关系，其中被跨越导线或地线间距、风偏值及安全裕度是影响跨越架体宽度的因素（图 3）。2新型跨越架设计传统跨越架的工作原理表明，在不同的应用场景中，跨越架的跨越长度和跨越宽度需根据实际情况进行设计计算，以满足基于汽车起重机的可调式跨越架的结构设计刘敏1，甘利红1，刘帆1，刘胤辰1，王志斌2（1.国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司，湖北咸宁437000；2.湖北科技学院自动化学院，湖北咸宁437100）摘要：传统跨越架有搭设、拆除成本高，存在坍塌隐患，不能同时满足跨越不同规格电力线的实际整架长度和架顶宽度要求等问题。介绍跨越架搭设原理，并基于汽车起重机设计一种可调式跨越架，实现位置、姿态可调，可以通过调整跨越架的实际整架长度和架顶宽度，满足跨越不同电力线的场景要求。关键词：汽车起重机；可调式；跨越架中图分类号：TH21文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.11.08图 1传统跨越架图 2传统跨越架架体立面结构图 3传统跨越架的工作原理輦輯设备管理与维修2023 翼11（上）跨越需求。因此，本文提出一种新的跨越架设计思路，采用多板块式架体结构，实现跨越架的整架长度和架顶宽度可调。2.1载体汽车起重机是目前应用非常广泛的一种起吊搬运机械，由起升、变幅、回转、起重臂和汽车底盘组成，依靠起重臂的伸缩来搬运物品（图 4）。新型跨越架基于汽车起重机载体，机动性强、转移迅速，利用汽车起重机的回转、起升、伸缩功能满足跨越架的位置调整。2.2工作原理基于传统跨越架的工作原理设计一种新型跨越架，其由主体和架体两部分组成，安装于汽车起重机的主臂末端。该主体机构有 2 个自由度，可以满足架体的姿态调整功能，其工作原理如图 5 所示。新型跨越架的架体分为 12 个板块，板块之间采用串联的结构形式，可通过调整板块之间距离实现跨越架的整架长度和架顶宽度可调，以适应不同场景对跨越长度和跨越宽度的要求（图 6）。2.3结构设计回转支承结构是新型机械零部件，能够承受复合型载荷，具有同时承受较大的轴向力、径向力和倾覆力矩的能力，在工业中应用广泛，被称为“机器的关节”，是物体之间作相对回转运动的重要传动部件。根据结构特点和应用场合的不同，其基本工作方式有两种：内圈固定，外圈旋转；外圈固定，内圈旋转。回转支承结构关节 01 采用一侧是回转支承，另一侧是轴承的组合形式；关节 02 采用回转支承；安装位置与汽车起重机的末端相连接；连接位置与架体相连接（图7）。图 6 所示的多板块式架体，板块之间采用导向结构，由液压缸作为动力执行件。液压缸的安装方式包括底座型、法兰型、耳环型、耳轴型、销轴型及球头型等。由于本文中液压缸的工作行程较大，为避免液压缸杆发生弯曲变形，导致使用寿命缩短，选用耳环型安装方式。新型跨越架的架体结构如图 8 所示，整架长度由左侧板块（A1、A2、A3）和右侧板块（B1、B2、B3）共同组成，架顶宽度由顶层板块决定，整体为可调式结构。3工程应用实际工程应用中，施工前审批流程多，对跨越施工方案的要求高，施工过程中需要进行高空作业，有时需要带电作业。在10 kV 线路施工过程中，搭设及拆除传统跨越架需要 6 名工人协作完成，共需 192 工时，单次搭设、拆除的成本约 7 万元。新型移动式跨越架在搭设和拆除过程中需要 2 台汽车起重机配合完成，1 台负责起吊跨越架，将其安装于另 1 台的末端，耗时约10 min，需 2 位吊车司机和 1 位观察员协同完成，单次搭设、拆除的成本约 0.4 万元。按照平均每年跨越施工次数 30 次计算，图 7新型跨越架的主体图 4汽车起重机图 5新型跨越架工作原理图 6新型跨越架结构示意图 8新型跨越架的架体輦輰设备管理与维修2023 翼11（上）0引言近年来，随着科学技术的发展，实验室对环境的要求也变得越来越高。由于实验室需要严格控制周围的环境，以保证实验过程中不受室外温度、湿度、洁净度等因素的影响，因此需要环境因素改变时，实验室内的空调自控系统能够迅速自动的调节，使得实验室内的环境始终稳定保持在设定的环境参数值，以确保实验结果的准确和稳定1-5。为了保证实验结果的稳定性，首先，需要对实验室的温度、湿度、洁净度以及压力等参数进行监测，使得实验室气流从洁净区流向非洁净区，维持洁净区有序的梯度压力分布不变；其次，需要高效、节能、可靠的空调系统设备，合理配置新风、回风和送风，以及高效过滤器；最后，需要有效、可行的控制系统，控制好末端阀门、温湿度探测器以及风机、加湿加热等设备，才能真正有效地控制实验室洁净区域的洁净度6。某实验室项目建筑层数为地上 4 层，局部 5 层，半地下车库，建筑面积为 2 834.40 m2，建筑的半地下出库标高为-2.5 m，建筑物室内外高差为 2.00 m，建筑设计使用年限为 40 年。耐火等级为二级，抗震设防烈度 7 级，结构类型是建筑部分为钢筋混凝土剪力墙结构，局部为钢结构，加一部电梯，屋面防水等级域级。1空调系统的设计计算设计计算主要包括负荷计算（热湿负荷）、热湿平衡的计算、风量平衡的计算、水力平衡的计算。设计计算就是为了保证实验室内的温、湿度恒定，消除室内的余热、余湿，达到热、湿平衡的状态。风量平衡计算是为了保证送入洁净室内的新风量既能补充房间的排风（包括漏风），又能保持所需室内的压差梯度，在满足室内温、湿度需求时，经过三级过滤，保证室内的洁净度级别。水力平衡就是送风（水）压力值能克服管道的阻力，管道阻力包括局部阻力和摩擦阻力。1.1热（Q）、湿（W）负荷计算1.1.1热（Q）负荷计算实验室的热负荷主要包括围护结构的传热负荷（Q传）、实验室工作人员的热负荷（Q人）、实验室照明热负荷（Q照明）、实验室设备产热负荷（Q设备）。实验室的热负荷（Q）可用下式表达：Q=Q传+Q人+Q照明+Q设备（1）围护结构的的传热负荷（Q传）可表示为：Q传=移KiFi驻t（2）式中：Ki为围护结构的传热系数（W/m2 益），Fi为围护结构的面积（m2），驻t 为室内外温差（益）。实验室工作人员的热负荷（Q人）包括：显热负荷（Q显）和潜热实验室空调系统及自控系统设计刘启兵（北京市第三建筑工程有限公司，北京100044）摘要：根据某实验室的功能划分，从环境及节能的角度对自动控制方案的设计进行阐述。根据实验室所需的环境要求，采用集中式空调机组，既可以保证室内环境设计参数，又能精准控制送排风量，满足实验室要求的压差。自控系统采用的 DDC 控制系统，可以实现精准模块化控制，最大限度地降低能耗。关键词：空调系统；洁净室；自控设计；DDC 控制中图分类号：TU831文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.11.09每年可节约 210 万元。新型移动式跨越架在架线行业具有广阔的市场前景。新型移动式跨越架已成功实现 172 次铁路、公路及输电线路的跨越施工，能有效提升施工效率，降低带电作业风险，减小交通运输压力，减少施工停电次数，降低社会公共安全风险，累计节省各项施工成本 1000 余万元。4结论本文设计的新型跨越架基于汽车起重机载体，可以实现架体的位置和姿态可调，并采用多板块式架体结构实现了跨越架整架长度和架顶宽度可调，扩展了跨越架的适用范围，可以适应不同的架线场景，大幅提高跨越施工效率。参考文献1李庆林.架空送电线路施工手册 M.北京：中国电力出版社，2002.2常敏，胡延军，王建平.输电线路工程无跨越架跨越架线技术 M.北京：中国电力出版社，2009.3徐世飞.探讨预防线路跨越架倾倒的主要措施 J.价值工程，2014，33（9）：34-35.4周转，罗杰，罗义华，等.移动格构式跨越架的结构设计与优化 J.电力学报，2020，35（6）：546-552.5冀栓梅，胡德明，张志平，等.伸缩跨越架的研发及在施工中的应用 J.现代工业经济和信息化，2014，4（9）：76-77，93.6罗义华，陈雪松，周焕林.自升降式跨越架的设计与分析 J.合肥工业大学学报（自然科学版），2018，41（8）：1079-1083.7梁益嘉，陈强，吴钢，等.车载移动式跨越架的研制 J.长江大学学报（自科版），2016，13（28）：50-54，6.编辑张韵輦輱