浅析便携式电力电缆头剥切装置方案.pdf

务l 訇 化 浅析便携式电力电缆头剥切装置方案 Anal ysi s por t abl e p ow er cabl e head st r i p cu t t i ng d evi ce sch em e 向平，赵鑫，张钊 XI ANG Pi n g， ZHAO Xi n ， ZH ANG Zh a o ( 重庆电力高等专科学校，重庆 4 0 0 0 5 3 ) 摘要：本文介绍一种适用于狭窄工作面施工、便携式的、并能实现对电缆头轴向及径向精确剥切的 机械装置，为用户的标准化作业提供技术平台。 关键词： 电缆；剥切；装置；结构原理 中图分类号：T H 1 2 2 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 9 —0 1 3 4 ( 2 o l 2 ) 2 ( 下) 一 0 0 7 1 — 0 3 Do i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 2 ． 2 ( 下) ． 2 2 0 引言 随着我 国用 电需求量 的增加 ，城 乡电网改造 也 日趋加快。在这个 进程 中，国家电网公司对 电 力行业标准化作业与施工提 出了更 高的要求 ，安 全施工与规范操作成为电力行业施工标准化的 “ 主 旋律” 。由于电力工程项 目对其安全性 、稳定性有 着极高的要求，因此标准化作业显得尤为重要。 电网的建设 ，离不开 电力 电缆施工 ，然而 目 前 电力 电缆头绝缘层的剥切 ／ j ~ T_ 还很 不专业 ，特 别对于铠装 电力 电缆，虽然 已采用业 内应用较广 泛 的专业径 向剥线工具 ，但是，轴 向剥切工具仍 然很原始 ，继而带来 的是操作者劳动强 度大 ，工 作效率低 ；绝缘层的剥切断 口处不 整齐 ，粗糙施 工容 易造 成电缆绝缘层 中渗入水分引起 “ 水树枝 灾害” ；电缆剥切处遗留下来的金属粉沫 ，有产生 电力电缆 相问短路 的可能。因此，对于 电力电缆 施工 ，解决剥切技术更新换代，是提高施工质量 的重要途 径。便携式电力电缆头剥切装置可 以规 避施工环境狭窄、剥切工艺粗糙、工时较长等不 足，它的各项技术性 能指标满足 电力行业 以安全 为第一、标准化作业的施工要求。 1 装置主要构成及特点 便携式电力电缆头剥切装置如图 1 所示。 该装置主要 由机架组件 、轴向剥切机构总成、 径向剥切机构组件构成 ，其 中，件 1( 机架组件 ) 上带有标尺 的 V型工作 台由尼龙绝缘材料 制成， 工作 台的下 方设有可伸缩的三角支撑，用于保证 装置的稳 定性。工作台对折结合面 的两边设有片 型弹簧夹，用于保证对折的机 架组件 准确对位及 2 1 ． 机架组件 ；2 ． 轴 向剥切机构总成 ；3 ． 径向剥切机构组 件 E l l 便携式电 力电缆头剥切装置函 直线 度 。 件 2( 轴向剥切机构总成) 主要由电缆压紧机 构、轴承加 紧机构、丝杆螺母机构及切刀组件构 成。其 中，电缆压紧机构、轴承加 紧机构分别实 现对电缆、轴承座的快速装夹 ，切 刀组件用于 电 缆的轴向剥切。 件 3( 径向剥切机构) 主要由切割刀盘、切割 刀具组件构成。其 中切割刀盘 由类似 于圆锥滚针 轴承的结构构成。其 中，切割刀盘为装置提供 圆 周运动 ，刀盘上的切刀组件用于电缆的径向剥切。 当进行 电缆的剥切操作时，展开机架工作 台 与脚架 ，将径 向剥切机构上的两个挂板挂在机架 的其 中一个端部 ；轴 向剥切机构总成的装配体组 合件插入机架组件上 相应的位置并 固定 ，放入 电 力电缆 ，粗调切割参数 ，准备切割。 以单人操作的便携式电力电缆头剥切装置 的 收稿日期：2 0 1 1 - 0 9 - 2 6 作者简介：向平 ( 1 9 5 9 一)，男，湖北人，工程师，研究方向为机械制造工艺。 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 - 2 ( 下) 【 7 1 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l lI8 似 特 点是，各机 构可实现快速拆装，轴、径向剥切 刀具具有互换性 ，装置的脚架及工作台可以收缩、 折 叠 ，便于野 外施工 携带 ，可实现 省力 、省时 、 精准的剥切电缆施工。 2 主要部件的结构及工作原理 2 ． 1轴向剥切总成结构及工作原理 ( 如图2 所示) 1 ． 垂直杆 2 ． 水平杆 3 ． 切刀组件 4 ． 压紧组件 5 ． 轴承夹紧组件 6 ． 轴承座 7 ． 丝杆 8 ． 丝杆螺母 9 ． 螺母套 1 O ． 菱形导轨 l 1 ． 正交夹紧弹簧 图2 轴 向剥切 总成 如图 2所示 ，在件 2 ( 水平杆)的端部插入件 3( 切刀组件 ) ，通过件 1 1( 正交夹紧弹簧) ，调节 件2 ( 切割刀组件 ) 相对于电缆的轴心位置；件4 ( 压 紧组件) 上的压钳配有多规格快装压头，适用于多 种规格电缆的压 夹，组件利用三点受力平衡杆原 理实现对电缆的压紧功能；件 2( 压紧组件)下方 为件 5( 轴承夹 紧组件 ) ，它的功能主要完成对件 7 ( 丝杆) 两端的件 6 ( 轴承座) 快速装夹定位。其中， 轴承座里的单列 圆锥滚子轴承配对设置 ，用于限 制丝杆因承受轴向力而产生的轴 向窜动；固定在 件 9( 丝杆螺母) 里的件 8( 螺母套) 带动件 1( 垂 直杆) 件2 ( 水平杆) 件3 ( 切刀组件) 沿着件7 ( 丝杆) 及件 1 0( 菱形导轨) 做直线运动。由于丝杆螺母 机构在加工与装配中存在着累计误差 ，所以，通 过件 1 O ( 菱形导轨)来限制件 7( 丝杆 )因旋转运 动传递给件 8( 螺母套)等零件的径 向自由度 ，消 除径 向误差 ，从而实现螺纹副 由旋转运动 向直线 运动的转换。 当进行 电缆 的剥切 操作 时，根 据 电缆规格 ， 粗调件 1 1( 正交夹紧弹簧) 上的的件 1( 垂直杆) 、 件 2( 水平杆) 所对应的切割刀片相对于电缆的轴 线位置 ，使切刀所在的切割平面与电缆 的轴线平 面重合；根据剥切尺寸 ，精调件 3( 切 刀组件 )中 的刀柄螺纹副；转动 丝杆 ，使轴向切割 刀架机构 总成上的件 3( 切刀组件) 沿着电缆轴线作直线运 动 ，对电缆进行轴向剥切。 【 7 2 】 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 - 2 ( 下) 2 ． 2 径向剥切机构及工作原理 ( 如图3 所示) 1 ． 滚针限位板 2 ． 径向导轨组件 3 ． 后旋转定盘组件 4 ． 挂板 5 ． 径向调节螺杆 6 ． 切刀组件 7 ． 前旋转动盘 图3径 向剥切机构 如图 3所示，开环式径 向剥切机构 由类似于 滚针轴承 的结构构成。其 中，件 2 ( 径 向导轨组 件) 、件 3 ( 后旋转定盘组件) 、件 5 ( 径向调节螺杆) 等通过件 4 ( 挂板 )固定在机 架上 ，件 1( 滚针 限 位板 ) 用于限制机构在做旋转运动过程中滚针的越 位；件 6( 切刀组件) 与件 7( 前旋转动盘) 沿着 件 3( 后旋转定盘)的几何中心做旋转运动。 当进行 电缆 的剥切操作 时，根据 电缆规格 ， 粗调件 5 ( 径向调节螺杆) ，精调件 6 ( 切刀组件) 中的刀柄螺纹副，旋转件 6( 切刀组件) 上的手柄 ， 使件 7 ( 前旋转动盘)围绕着电缆轴线的中心作圆 周运动，对电缆进行径向剥切。 2 ． 3装置的便携、快装特点 ( 如图4 所示) 图4装置拆卸不意图 装置的便携功能体现在 ： 1 ) 装配在机架上的所有部件均可拆卸便携 ； 2 ) 机架对折后，结构尺寸只有原来的一半 ； 3 ) 快装式的切刀组件具有互换性 ； 4 ) 各零部件在三分钟之 内可实现快速拆装。 以上所有零部件由专用工具箱便携 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 务1 甸 似 3 使用效果对比及效益分析 ( 如图5 所示) ( a ) 手工剥切的电缆头 ( b ) 机械剥切的电缆头 图5 用不 同手段剥切的电缆头外观 如 图 5所示 ，用手工剥切 的电缆头，电缆 的 绝缘层与铠装层的剥切 断 口处参差不齐 ，而用电 缆头剥切装置剥切 的电缆头 ，剥切质量明显优 于 手工剥切 ，它具有省工 、省力和手工 剥切无法 比 拟的优势 ，从某 电力培训 中心就岗位培训使用 的 效果来看 ，学员通过对该装置 的熟悉与培训 ，在 短时间 内就能轻车熟路的对 装置驾 驭与操控 ，加 工出符合行业标准的电缆头。 采用便携式电缆头剥切装置加工 电缆头 ，由 原来的手工作坊操作 工作模式变成 了现在的机械 操作工作模式 ，设备体积小 ，折叠后缩小到原 来 的 1 ／ 2 ，重量轻 ；电缆头 的剥切工时 由原来 的 3 0 分钟 ， 减少到现在的 1 0分钟 ，效率提升 了 6 7 ％ ； 其操作人数 由原来 的 2人降低为 1 人操作 ，从 原 来的可能引发划伤事故降至无安全事故，工艺质 量由不稳定到稳定，达到了标准化作业的 目标 ( 见 表 1 人 、机加工对照表 ) 。 以 1 0 KV及 以下 的电缆头剥切 为例 ，在 以往 的电力电缆头施工 中，需要 2个熟练工 ，耗时 3 0 分钟完成一个 电缆头的剥切 ，现在使用这种装置 剥切一个 电缆头 ，单 人只需耗时 8分钟时间即可 完成。按照现行 当下人工 日工资 2 0 0元 ／ 天标准计 算 ，除开工具、设备准备时 间，每加工一个电缆 头 ，机械剥切 比手工剥切节省工时 3 5 mi o Y个 ，节 省加工费 1 4 ．6 O元 ／ 个。该产 品可适用于电力生产 企业、厂矿、电力培训机构、高职院校 的岗位培 训与现场施工 ，现场使用人 员的人身安全和设 备 安全得到保证，提高了工作效率，降低了事故率 ， 提升了企业的效益。 4 结论 为进一步贯 彻实施现场标准化作业 ，提 高现 场安全水平和作业质量，国家电网在全面总结各单 位工作 经验 的基础上 ，制定了 《 国家电网公司关 于开展现场标准化作业工作的指导意见 。《 指导 意见 指 出：开展现场标准化作业应本着 “ 全面推 进 、积极实施、持续完善” 的工作方针 ，密切结合 各单位工作实 际，做好与现有安全管理 、技术管 理 、工作管理机制的衔接和融合，紧抓安全和质 量两 条工作主 线，实现对现 场作业的全过程、全 方位管理和控制 ，不断提高现场作业的安全水平 和工作质量 。 根据 国电公司提出的 “ 标准化作业”的要求， 结合行 业现状 ，专门设计了便携式 电缆头剥切装 置，该装置 已获得国家实用新型专利，并在某电 力培训 中心就 电力 电缆施工岗位 的技能培训得到 了广泛的使用。它具有便携、无 粉尘、高精度精 细化施 工等优点，同时 ，还填补 了电缆在轴向方 向施工无机械化剥切 的空白。实践表明，便携式 电力电缆头快捷剥切装置 的推广与应用，是实施 行业标 准化作业 有关方针 的一套经济、实用的解 决方案。 参考文献： 【 1 】李宗延， 王佩龙， 赵光庭． 电力电缆施工手册[ z 】 ． 北京： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 2 】吴宗泽． 机械零件设计手册【 z 】 ． 北京： 机械工业出版社， 2 n0 4 表1 人 机加工对照表 工具 、设备准备时 间 剥切电缆使用时间 具有连接快 装性 、可靠行 工作 方式 操作人员数量 工艺质量 安全性 、适用性 ( mi n ) ( r a i n ) 和便携性 的百分 比 ( ％) 手工 剥切 1 0 2 0 5 5 2 不稳定 差 机械 剥切 3 5 1 0 0 1 稳定 好 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 — 2 ( 下) [ 7 3 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m