便攜式多功能彎排機的研制與應用分析

國網浙江慈溪市供電公司 陸曉紅 何整杰

在電力公司檢修維護變電站過程中，發現技術完善、安裝以及母排發熱消缺的問題出現次數逐漸增加，其中大部分解決的問題為母排的制作。因為母排在制造過程中相關工件的合格程度非常低，在很大程度上對電氣設備的施工效果造成了負面影響，進一步加劇電氣設備的施工難度及施工投入成本，所以研發一種具有便攜式和多功能類型的彎排機會為電氣行業的技術性改革帶來很大推動作用。

1 研制便攜式彎排機的原因及相應方案

通常在建設電氣工程時需當場制作非標工件，其含義為具有不規則形狀的工件，且沒有合適的加工設備。目前大部分項目采用手工熱彎與冷彎方式，在嚴重影響銅排質量基礎上，導致一次性加工合格的成功率非常低。不合格的加工工件會使得電氣設備整體施工質量減少，從而加大施工難度。而工件加工合格率低不僅會延誤施工工期，又會大幅提高工程建設成本。如進一步完善非標工件加工方法，同時在制作過程中使用專用設備，就會顯著提升加工合格率，最終強化施工效率和質量及減少施工成本。

在研究制定彎排機主要功能需求過程中，通過充分發散思維和多輪論證后，最終敲定彎排機主要應具備的功能特點為在體積方面可方便攜帶及質量輕盈，在功能方面需能加工多種非標工件，在操作方面能夠快速掌握，提高加工效率和合格率。關于彎排機的動力方式，當前在工程項目中主要含有手動千斤頂式、手動液壓式、電動液壓式三種方式，目前使用最為頻繁為電動液壓式，該方式價格雖較高，但可充分保障工件加工合格率，而合格率是重點需要保障的問題，因此彎排機動力方式最終選擇電動液壓式。

2 工作原理

彎排機是彎制銅排、鋁排、鐵排有效結合的工具，普遍應用在電力系統作業中。當使用過程中可將銅排、鋁排、鐵排彎成符合實際效果的形狀，從而便于安裝和擺放。此外，變電站內部設備硬母線會采用大量銅排和鋁排，同時還應遵守變電站每臺主設備和支架都要雙接地的硬性規定，所以電力工程中采用接地鐵扁鐵的范圍較大。圖1中結構分別為：1電動式液壓泵、2液壓缸、3彎排機機構、4模具上模、5模具下模、6彎排行程限位尺、7液壓泵電源插座、8液壓泵控制手柄、9液壓泵輸油管；圖2中6為彎排行程限位尺，10為固定板。

圖1 彎排機結構示意圖

圖2 液壓缸示意圖

2.1 電動式液壓泵和液壓缸

液壓泵主要為彎排機提供動力能源，電動式液壓泵主要由泵體、液壓泵電源插座、液壓泵控制手柄組成，液壓泵應用電源為220V 交流電。在具體應用時，只需連接輸油管與液壓傳動設備，接通電源并操作手柄。液壓泵的主要優點為通用性強，便于保養和維護，同時液壓泵體積質量較小，攜帶使用均比較方便。液壓缸的功能為傳動，核心部分是由液壓缸本體、行程限位尺和固定板構成。液壓缸與液壓泵之間應用插壓式連接方法，液壓缸與彎排機構之間借助固定板進而固定，固定板材質為碳素鋼。

液壓缸在型號方面擁有4種衡量條件，分別為最大工作壓力、行程、重量以及尺寸。在最大工作壓力方面，最低標準應達到制作工件所需壓力及液壓泵工作壓力的基本水平，關于重量和尺寸方面則需保證輕盈和小巧，通常會保持在10kg 內，行程需至少達到13cm（圖2）。目前具有一體式和分體式兩種連接方法有效連接液壓缸和液壓泵，但實際差別在于一體式方法價格要高于分體式。為秉承節省成本原則，最終采用分體式為最佳方案。

2.2 液壓千斤頂和升降托架

液壓千斤頂是彎排機的動力和傳動的結合，最大起重量為10t、最低高度為210mm。液壓千斤頂動力部分由泵體、操作手柄和泄壓閥構成，傳動部分由液壓缸本體以及固定板組成，且液壓千斤頂同樣含有便于維修更換和攜帶使用方便的顯著優勢；升降托架是彎排機機械傳動部分。在制造升降托架時會選擇鋼材質，因為具有良好的抗拉強度和抗壓強度，符合母排工件制作壓力要求。

2.3 彎排模具

分為上模和下模兩部分，上模固定在液壓缸傳動軸上，下模固定在彎排機構基礎底板上，為使裝卸過程更加方便，上、下模都應用了插銷固定模式。采用模具的實際類型會依照加工的非標工件類型確定，從而制定對應種類的彎排模具，最終加工制作非標工件。通過市場現有材料間的有效比對，在制作彎排機構材料選擇方面目前已大致選擇不銹鋼、鋁合金、球墨鑄鐵及Q235碳素鋼4種材料，但大多數情況下都會選擇Q235碳素鋼，主要原因在于其在抗拉強度方面具有良好性能，更適合于制作鋼結構，同時價格便宜也是碳素鋼的一大亮點，因此Q235碳素鋼使用狀況正逐漸普及。

2.4 母排制作方法

在開展項目時，大多數情況下需現場制作母排。在制作母排過程中扁鐵彎折是整個過程中最難的環節，如彎折高強度的金屬排就要借助適合的工具。當前分體式彎排機由于體積大和質量沉，因此不利于隨身攜帶，同時還有操作復雜特點使得不適合小型安裝項目使用。因為小型工作現場彎折的金屬排不多且大型彎排機不易攜帶，所以小型現場彎排會借助榔頭鑿擊、高溫燒灼熱彎等傳統方式，但無法達到工藝和精度基本要求，不但費時費力還會破壞金屬排，為此需迫切研究具有便攜性、操作簡單及使用安全和方便的彎排機。在改善后，制備一根滿足要求的金屬排，工作時間縮短了5分鐘。因傳統制作母排的方法存在做工粗糙的現象，不但不能滿足基本需求，且在制作過程中會消耗相當長的時間。所以在母排制造過程中需迫切尋找能顯著提高制作效率的具體方式[1]。

3 運用方式和具體成效

3.1 運用方式

雖然彎排機規格和樣式不同，但在實際運用方式上都含有一定相似程度，首先為組裝彎排機，彎排機組裝只需應用在首次安裝過程中。在組裝過程中應用插銷固定方式充分連接液壓缸和彎排機，而關于固定液壓泵及液壓缸方面，則需有效采用插壓式固定方法。在整個過程中，如液壓連接管一端已固定在液壓泵上，為確保連接過程具有便捷性，另一端與液壓缸間就可應用插壓方式，同時在液壓泵使用時應可靠接地。此外在選擇及拼接模具時還應依照待加工工件類型，根據實際需要制作如C 型、U 型或直角型等形狀銅排，依照實際情況應用彎排模具，然后將壓縮模的上下部分分別安裝在基礎底板上。

工件制作具體方式為：將所有能用到的材料擺放在彎排機壓縮模下半部分，在進行彎排工作過程中如發現材料擺放出現問題，就需根據實際情況改變材料安放位置。當所有工序都已完成時，就會出現液壓泵和限位尺處于標準限位狀態的現象，此時代表將要制作的工件初步成型。為充分釋放彎排機工作過程中產生的壓力，相關人員需輕觸手柄后退鍵時壓縮模上半部分向后運動，當彎排機完全停止運行后再取出已成型工件。

3.2 具體成效

便攜式多功能非標彎排機的量產與問世充分改善了制作非標工件時出現的各種問題。傳統工程開展過程中，由于在加工不具有標準規格的零部件過程中經常會存在制作大量不滿足實際應用條件的工件、及消耗大量人力物力的現象，因此彎排機在改進后受到喜愛。據初步統計，新型彎排機量產后，全國各地的多家供電公司和企業第一選擇都采用了便攜式多功能非標彎排機，在全面更換設備后不僅顯著提高工作效率，且為企業帶來更大經濟利潤。

綜上，由于傳統制作彎排的方式過于繁瑣及最終合格率遠遠無法達到預期標準，因此借助于此次研制便攜式多功能非標彎排機的機會，重點解決制作合格率低的問題。不僅加快電氣設備的施工進度，還能在施工過程中進一步保障施工質量和建設成本，最終為電氣設備安裝水平帶來質的飛躍。此外，在研究過程中不但明顯提高相關人員的專業技能水平，還會提高團隊的責任意識，能夠為團隊創造出更加具有應用性的價值。