直升機(jī)放線滑車的研制

陳家倫

(寧波東方電力機(jī)具制造有限公司，寧波市，315104)

0 引言

目前，輸電線路張力架線通常采用的施工工藝如下:根據(jù)現(xiàn)場情況及導(dǎo)引繩的長度，依靠人工在地面將導(dǎo)引繩分段分散展放到線路上，各段導(dǎo)引繩穿過放線滑車后用抗彎連接器進(jìn)行連接，然后利用導(dǎo)引繩來張力展放牽引繩。據(jù)國外某工程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在一般地形條件下展放1根導(dǎo)引繩(3 km左右)利用直升機(jī)只需要15 min，而由15人組成的施工隊(duì)常規(guī)施工需工作3天［1］。人工地面展放導(dǎo)引繩前必須先清理線路走廊，這個(gè)過程中涉及青苗賠償?shù)纫幌盗袉栴}，而且在崇山峻林以及跨越河谷等極端地形條件下，人工地面展放導(dǎo)引繩極其困難，這時(shí)，采用直升機(jī)放線工藝顯得相對經(jīng)濟(jì)。一般采用直升機(jī)展放導(dǎo)引繩，而張力放線還是采用傳統(tǒng)的施工方法。國內(nèi)現(xiàn)有的直升機(jī)展放導(dǎo)引繩工藝大多采用朝天滑車來承接導(dǎo)引繩［2-5］，需要由人工爬上每個(gè)鐵塔，把導(dǎo)引繩置換放入到放線滑車中。本文根據(jù)直升機(jī)展放導(dǎo)引繩工藝實(shí)際需要，介紹導(dǎo)引繩可直接落入放線滑車輪槽中的直升機(jī)放線滑車研制情況。

1 直升機(jī)放線滑車的技術(shù)參數(shù)及總體組成

1.1 直升機(jī)放線滑車的主要技術(shù)參數(shù)

美國某工程公司向?qū)幉|方電力機(jī)具制造有限公司提出直升機(jī)放線滑車的訂貨意向。根據(jù)適用的三分裂Martin型鋼芯鋁絞線(aluminium conductor steel reinforced，ACSR)的技術(shù)參數(shù)(外徑為36.17 mm，單位質(zhì)量為2 582 kg/km)，確定所研制的直升機(jī)放線滑車的主要技術(shù)參數(shù)。最終確定直升機(jī)放線滑車型號為SHD－3N －800/100Z，額定負(fù)荷為100 kN，安全系數(shù)為3［6-7］，采用φ916 mm的澆鑄尼龍(monomer casting nylon，MC尼龍)滑輪，底徑為800 mm，輪寬為110 mm，輪槽半徑為40 mm，引導(dǎo)臂長度為700 mm，質(zhì)量不超過160 kg。

1.2 直升機(jī)放線滑車的的總體組成

直升機(jī)放線滑車除了包括MC尼龍滑輪、滑輪軸、左右架體、聯(lián)板等常規(guī)放線滑車部件外，還包括導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂、偏心轉(zhuǎn)動門、觸動桿、對中活門、左吊桿、右吊桿及防滑車擺動梁等直升機(jī)放線滑車專用部件，如圖1所示。這些直升機(jī)放線滑車專用部件都安裝在滑車的左右架體上。

圖1 直升機(jī)放線滑車總體結(jié)構(gòu)Fig.1 Structural sketch of helicopter stringing blocks

2 直升機(jī)放線滑車的主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)及特點(diǎn)

2.1 整機(jī)性能

直升機(jī)放線滑車的額定負(fù)荷為100 kN，安全系數(shù)為3;最大適用導(dǎo)線直徑為40 mm，偏心轉(zhuǎn)動門觸動桿觸發(fā)力不大于8 N。滑車總體按 DL/T 875—2004《輸電線路施工機(jī)具設(shè)計(jì)、試驗(yàn)基本要求》和DL/T 371—2010《架空輸電線路放線滑車》標(biāo)準(zhǔn)通過型式試驗(yàn)。

2.2 導(dǎo)引繩進(jìn)入系統(tǒng)

導(dǎo)引繩進(jìn)入系統(tǒng)主要由導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂、偏心轉(zhuǎn)動門、觸動桿、偏心輪夾座和右吊桿等組成，如圖2所示，(圖示為準(zhǔn)備狀態(tài))。導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂與水平面的夾角為45°，長度為700 mm。偏心轉(zhuǎn)動門采用青銅材料，外徑為150 mm，轉(zhuǎn)動面半徑為62 mm，設(shè)有寬20 mm的容繩槽，觸動桿一頭的定位塊在準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)卡在偏心轉(zhuǎn)動門的定位槽中。

導(dǎo)引繩進(jìn)入系統(tǒng)的工作原理如圖3所示。直升機(jī)放線滑車吊掛在鐵塔時(shí)為圖3(a)的準(zhǔn)備狀態(tài)，容繩槽對準(zhǔn)引導(dǎo)臂方向。直升機(jī)展放出來的導(dǎo)引繩落在導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂上，沿引導(dǎo)臂滑落，并靠近偏心轉(zhuǎn)動門，觸碰準(zhǔn)備狀態(tài)的觸動桿，觸動桿轉(zhuǎn)動帶動定位塊從偏心轉(zhuǎn)動門的定位槽中脫出，同時(shí)導(dǎo)引繩進(jìn)入偏心轉(zhuǎn)動門的容繩槽。這時(shí)依靠滑車自身的質(zhì)量帶動偏心轉(zhuǎn)動門順時(shí)針轉(zhuǎn)動，如圖3(b)所示。直到偏心轉(zhuǎn)動門的容繩槽與滑車右架體的內(nèi)側(cè)連通，導(dǎo)引繩完成從滑車外側(cè)進(jìn)入滑車內(nèi)側(cè)的動作，如圖3(c)所示。

2.3 導(dǎo)引繩對中活門系統(tǒng)

導(dǎo)引繩完成從滑車外側(cè)進(jìn)入滑車內(nèi)側(cè)的動作后，還需要使其自動落入中間滑輪的輪槽中，此項(xiàng)操作需要采用導(dǎo)引繩對中活門系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。對中活門系統(tǒng)主要由對稱的對中活門、支座和拉簧等組成。

圖4 導(dǎo)引繩對中活門Fig.4 Sketch of centering valve

對中活門系統(tǒng)動作原理是:使用前把對中活門扳到準(zhǔn)備狀態(tài)待用;從偏心轉(zhuǎn)動門容繩槽出來的導(dǎo)引繩落在對中活門斜坡上，并沿斜坡滑入而最終進(jìn)入中間滑輪的輪槽中，完成導(dǎo)引繩對中動作。

架線施工的導(dǎo)線牽引方向如圖4所示，當(dāng)“一牽3”牽引走板順方向進(jìn)入放線滑車時(shí)即同時(shí)頂開左右兩側(cè)的對中活門，對中活門受拉簧控制，最后處于打開狀態(tài)，“一牽3”牽引走板即可通過放線滑車。

2.4 防滑車擺動梁

為防止直升機(jī)放線滑車導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂的前后擺動而影響導(dǎo)引繩準(zhǔn)確落到導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂上，直升機(jī)放線滑車設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加長了底梁的長度，使底梁可以用作防滑車擺動梁。使用時(shí)采用輔助繩連接防滑車擺動梁與鐵塔，約束滑車的擺動。

另外，也可以采用多吊點(diǎn)聯(lián)板來解決直升機(jī)放線滑車擺動的問題。

3 樣機(jī)試驗(yàn)

2011年4月，在本公司內(nèi)的試驗(yàn)場對所研制的直升機(jī)放線滑車進(jìn)行了導(dǎo)引繩展放模擬試驗(yàn)和牽引走板過滑車試驗(yàn)。

導(dǎo)引繩展放模擬試驗(yàn):采用導(dǎo)引繩為φ6 mm的迪尼瑪繩進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明導(dǎo)引繩能從導(dǎo)引繩引導(dǎo)臂上順利地落入滑車的中間滑輪槽中，偏心轉(zhuǎn)動門觸動桿觸發(fā)力測試平均值為5.3 N，符合不大于8 N的設(shè)計(jì)要求。

配對的“一牽3”牽引走板過滑車試驗(yàn):牽引走板到達(dá)滑車時(shí)能方便地頂開對中活門，而且對中活門在拉簧作用下打開到位，各動作符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

直升機(jī)放線滑車的其他試驗(yàn)按DL/T 875—2004和DL/T 371—2010標(biāo)準(zhǔn)的型式試驗(yàn)條款進(jìn)行，包括外觀檢查、基本參數(shù)測量、100 kN額定載荷試驗(yàn)、125 kN過載試驗(yàn)和300 kN破壞試驗(yàn)等，載荷試驗(yàn)在600 kN的拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果表明，所研制的直升機(jī)放線滑車各項(xiàng)性能參數(shù)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

偏心輪夾座(見圖2)因?yàn)榇嬖诒容^精密的配合轉(zhuǎn)動部位，考慮到施工場地可能會積聚灰砂，影響偏心轉(zhuǎn)動門的正常轉(zhuǎn)動，因此在轉(zhuǎn)動部位的低點(diǎn)增加設(shè)置了灰砂排出槽。

4 結(jié)語

目前批量生產(chǎn)的SHD－3N－800/100Z型直升機(jī)放線滑車已出口美國和瑞士，并在架線施工中使用，使用效果良好。

國內(nèi)現(xiàn)在還沒有推廣使用直升機(jī)放線施工工藝，主要原因是該施工工藝不具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，但是隨著勞動力成本的提高，環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，直升機(jī)放線施工工藝會逐步顯現(xiàn)出比較優(yōu)勢。

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