淺談輸電線路工程機械式牽引設備牽引力的監測方法

盛笑婷，張坤義，孫　燁，童慶望，戴如喜

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淺談輸電線路工程機械式牽引設備牽引力的監測方法

盛笑婷1，張坤義1，孫燁1，童慶望1，戴如喜2

（1.湖北省送變電工程公司，武漢市 430063；2.揚州西湖液壓機具廠有限公司，揚州市 225008）

機械式牽引設備因其價格便宜而大量的用于輸電線路工程索道運輸、塔材吊裝和緊掛線施工中，現場施工時因操作者無法直觀了解其牽引力的大小，設備容易處于過載牽引狀態，這樣不僅會加劇設備的磨損，而且會導致設備損壞引發安全事故。為避免以上現象的發生，需要對機械式牽引設備牽引力進行監測顯示。本文結合機械式牽引設備的結構特點，提出了一種簡單可行、經濟實用的牽引力監測方法，并成功研制了一種可實時監測牽引力的機動絞磨。

機械式；牽引設備；牽引力；監測

引言

輸電線路工程主要包括：材料的運輸、基礎工程、桿塔工程和架線工程［1］。作為輸電線路工程中索道運輸、塔材吊裝和緊掛線施工的主要機具，現場使用的牽引設備可以分為液壓傳動式和機械傳動式，所謂液壓傳動式即該設備以液體為工作介質，借助運動著的壓力油的容積變化來傳動動力的牽引設備；機械傳動式即該設備通過機械傳動系統來實現能量傳遞的牽引設備［2］。液壓傳動式牽引設備包括液壓絞磨、液壓牽引機；機械傳動式牽引設備包括機動絞磨和機械牽引機。

液壓傳動式牽引設備上配備了牽引力表，操作人員可以實時觀察牽引力進行調整，避免了設備過載工作；而現有機械傳動式牽引設備上沒有牽引力表，現場使用時，操作人員對機動絞磨、機械牽引機的牽引力大小無法直觀的了解，僅通過被牽引貨物的重量大概推斷牽引力大小，忽視了牽引速度和摩擦力等因素對牽引力的影響，這樣往往造成設備超負荷工作，處于過載牽引狀態。過載牽引容易造成傳動齒輪、軸等部件加速磨損，嚴重時甚至會損壞設備而帶來安全事故。目前，除了導地線展放施工中采用的是液壓牽引機，其它施工如貨運索道運輸、塔材吊裝和緊掛線施工中的動力部分絕大多數采用的是機械牽引機和機動絞磨。因此，很有必要對機械傳動式牽引設備牽引力的監測方法進行研究。

1　液壓傳動式牽引設備牽引力的監測原理

液壓傳動式牽引設備能夠很方便的實現對牽引力的監測，其技術原理為：液壓油壓力與牽引力成正比關系，壓力越大、牽引力越大，依靠壓力表監測液壓油壓力，通過理論計算壓力-牽引力關系和試驗可以在壓力表上標定牽引力，達到對牽引力監測的作用。

2　機械傳動式牽引設備牽引力的監測原理

機械傳動式牽引設備通過柴油機或汽油機輸出動力，通過齒輪變速箱和傳動軸來帶動卷筒轉動，目前市場上的機械傳動式牽引設備沒有牽引力監測功能。結合機械傳動式牽引設備的工作方式和錨固方式，對其牽引力進行監測的方法有兩種：①通過監測傳動軸扭矩來確定牽引力；②通過監測錨固處拉線拉力來確定牽引力。

2.1監測傳動軸扭矩

由于機械傳動式牽引設備的各級傳動是通過齒輪軸來傳動的，其牽引力監測技術原理為：牽引力大時，各傳動軸的扭矩大；牽引力小時，各傳動軸的扭矩小，傳動軸的扭矩與牽引力存在一定的數學關系。因此可以用傳感器監測傳動軸的扭矩，通過建模仿真和試驗分析找到傳動軸扭矩與牽引力的數學關系，通過軟件模塊將傳感器的輸出信號轉換為對應的牽引力大小顯示出來。

具體實施方法為：將一種無線卡套式扭矩傳感器卡在機械式牽引設備的傳動軸上，該扭矩傳感器將監測的扭矩實時發送給與之對應的無線接收裝置，然后通過編制的計算模塊將扭矩轉換為機動絞磨的牽引力，達到對機動絞磨牽引力監測的目的。

2.2監測錨固處拉線拉力

機械傳動式牽引設備工作時，需要利用其后側鋼架上兩個錨線孔對其固定，依靠這兩個錨線孔處的拉線受力平衡其前側牽引力，防止牽引過程中機械式牽引設備受前方牽引力牽引而傾翻。因此，其監測的技術原理是通過監測錨線孔處拉線拉力來監測牽引力。

具體實施方法為：將拉壓力傳感器串接在錨線孔與拉線中間，該拉壓力傳感器（量程范圍0～5t）將實時采集的拉線受力信號（一般為4～20mA電流信號或0～10V電壓信號）輸入到控制箱中，通過簡單運算和轉換，將該模擬信號轉換為數字信號直觀的顯示在顯示屏上。

3　液壓傳動式、機械傳動式牽引設備牽引力監測方法技術、經濟性比較

以絞磨為例，上述幾種牽引力監測方法技術、經濟性比較如表1所示。

表1　牽引力監測方法技術、經濟性比較

從表1中可知，液壓絞磨雖然能夠很方便的實現對牽引力的監測，但是其制造和維護成本較機動絞磨要高很多；機動絞磨中監測傳動軸扭矩技術上可行，但是技術原理復雜，需要大量的建模仿真分析和試驗，理論研究量大，隱形人力成本大；機動絞磨中監控拉線拉力不僅易于實現、而且成本較另外兩種要低很多。

4　一種可監測牽引力的機動絞磨

本文以揚州西湖液壓機具廠有限公司生產的型號為SLJJQ-50kN-A的機動絞磨為研究對象，開發研究了一套牽引力監測裝置，使該機動絞磨能夠實時的監測牽引力的大小。圖1為可監測牽引力的機動絞磨試驗照片，圖2為該機動絞磨牽引力監測原理框圖。

圖1　可監測牽引力的機動絞磨試驗

圖2　機動絞磨牽引力監測原理框圖

5　結語

本文通過對機械傳動式牽引設備牽引力監測原理的分析，提出了監測機械傳動式牽引設備錨固處拉線拉力的方法來監測牽引力，并成功研制了一種可監測牽引力的機動絞磨。試驗表明，該監測方法簡單可行、精度高，這種可監測牽引力的機動絞磨能夠實時顯示牽引力大小，有效避免機動絞磨過載牽引所帶來的安全隱患。

［1］李慶林.《架空送電線路施工手冊》［M］.中國電力出版社，2002，9.

［2］蔣平海.張力架線機械設備和應用［M］.中國電力出版社，2005，5.

盛笑婷（1987-），女，江蘇南通人，助理工程師。

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2095-2066（2016）16-0068-02

2016-5-10