新型電纜剝皮工具的研制及應用

劉萬鳴 戴連雙 王 桃 王玉靜 楊雪晶

1. 北京市住房和城鄉(xiāng)建設科技促進中心 北京 101199；2. 中國新興建筑工程有限責任公司 北京 100009；3. 北京京投瀛德置業(yè)有限公司 北京 102308

在建筑施工過程中，機電安裝工程是一個重要且不可分割的部分，在此分項施工過程中，需要用到大量的電纜連接配電箱和配電柜，在連接電纜時，需要對電纜的接引端采取剝皮處理，現(xiàn)有的電纜剝皮處理工具通常采用電工刀，處理起來不方便，并且稍有不慎容易破壞電纜內(nèi)部的銅芯導體，留下安全隱患。

如遇到大型項目或機電工程較復雜的項目，電纜需求量較大，與之對應的電纜接引端需要剝皮的長度同樣較長，傳統(tǒng)的處理方法不僅效率低，而且材料浪費嚴重，難以滿足高效的實際生產(chǎn)需要和施工成本控制原則。

針對上述問題，本文通過現(xiàn)有技術[1-3]，開闊思路，研制了一種新型電纜剝皮工具，其目的是解決現(xiàn)有工具的不足，為操作人員提供安全性能強、工作效率高的工具。

1 工程簡介

龍山國際大酒店項目位于北京市懷柔區(qū)，該工程為集商業(yè)、餐飲、辦公、酒店為一體的綜合性建筑，是懷柔區(qū)地標性建筑，總建筑面積74 631 m2，建筑高度99.75 m，地上22層，地下2層。工程質(zhì)量目標為“北京市結(jié)構(gòu)長城杯金杯”“北京市建筑長城杯金杯”，爭創(chuàng)“中國建筑工程魯班獎”。

本工程的配電箱和配電柜與電纜連接的數(shù)量多，其中正式用電和臨時用電所用的配電箱和配電柜分別是497臺和79臺，需切割電纜長度約為1 787 m。

2 施工難點

懷柔龍山國際大酒店工程需要剝皮的電纜數(shù)量較多，在實際施工過程中，采用電工刀切割電纜皮傷到手、腳的可能性較大，安全性較低；切割電纜皮不順直，容易造成多次切割，使切割效率降低；切割電纜皮的切割深度控制難度大，容易傷到電纜內(nèi)部的銅芯導體，造成材料浪費。

3 工具的設計及制作

電纜剝皮工具由五部分組成，分別是T字形扶手、刀片控制器、V形滾輪、固定鐵架及刀片（圖1）。

圖1 電纜剝皮工具立體示意

T字形扶手由半徑為20 mm、長度為90 mm、壁厚為2 mm的鍍鋅鋼管和長度為40 mm、直徑為6 mm的鋼筋組成，用于控制切割時的方向，使其切割路線保持直線；刀片控制器是為控制刀片切割電纜皮的深度，防止破壞電纜內(nèi)部的導體；V形滾輪的2個外圓柱鐵件直徑為35 mm，厚度為4 mm；內(nèi)圓柱鐵件直徑為23 mm，厚度為2 mm，能夠使整個工具前后滑動和固定電纜；固定鐵架中的上部鐵板尺寸長度為110 mm，寬度為45 mm，下部固定V形滾輪的鐵件尺寸上部長度為35 mm，高度為35 mm，底部半圓半徑為6 mm，用以固定V形滾輪。整個工具的質(zhì)量約為440 g，在使用和移動中較為輕便。

刀片控制器由四部分組成，分別是刀片、可調(diào)節(jié)螺桿、固定刀片的鐵片、內(nèi)部附有螺紋圓孔的圓柱體鐵件。逆時針旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)螺桿，可松動刀片，調(diào)整刀片的伸出長度；順時針旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)螺桿，可緊固刀片，從而準確控制切割深度（圖2）。

圖2 刀片控制器示意

將整個刀片控制器與固定鐵架焊接牢固，采用螺栓將固定鐵架與V形滾輪連接，T字形扶手采用絕緣橡膠外皮包裹，如圖3所示。

圖3 電纜剝皮工具制作成形

4 關鍵節(jié)點及注意事項

1）固定鐵架：用于固定滾輪、扶手和刀片控制器，增強了裝置的穩(wěn)定性，保持整個工具的完整性。同時把刀片、2個V形滾輪等完美覆蓋，縮小了整個工具的尺寸，使整個工具更為輕便，整個裝置質(zhì)量約440 g。

2）V形滑動滾輪：滑動滾輪呈V形，可以固定在電纜上，能夠?qū)是懈罘较颍骨懈盥肪€保持直線，提升了切割效率，同時滾輪可用于該工程所涉及的所有電纜型號（10～300 mm2）。圖4為V形滑動滾輪的底部構(gòu)造。

圖4 新工具V形滑動滾輪底部構(gòu)造示意

3）T字形扶手：扶手采用人性化設計，表面使用絕緣橡膠包裹，增強了使用時手掌的舒適度。T字造型前短后長，前端的長度正好滿足大拇指和食指握緊，后端的長度正好滿足中指、無名指、小拇指握緊。

4）可調(diào)切割深度：可調(diào)切割深度是利用刀片控制器進行控制切割（圖5）。刀片控制器由刀片、調(diào)節(jié)螺桿、固定鐵片組成，可用于固定刀片的位置，根據(jù)實際的電纜尺寸及絕緣層厚度控制刀片伸出的長短，從而實現(xiàn)不傷到電纜內(nèi)部銅芯導體的完美切割。此工具的可調(diào)切割深度范圍：電纜外皮尺寸在3～10 mm之間都可進行切割。

圖5 刀片控制器

通過刀片與電纜外皮尺寸進行校對，可以調(diào)整刀片伸出的準確長度（圖6）。

圖6 刀片與電纜外皮尺寸進行校對示意

5 施工技術

施工步驟為：電纜敷設→確定電纜外皮切割長度→調(diào)整刀片切割深度→滑動切割→切割完畢→切割好的電纜接引端連接配電箱和配電柜。

1）電纜敷設：把電纜整理順直，找好與配電箱、配電柜的切割位置，做好準備工作。

2）確定電纜外皮切割長度：電纜敷設及固定后，電纜外皮的切割長度是根據(jù)配電箱、配電柜與電纜內(nèi)部銅芯導體連接的長度確定。

3）調(diào)整刀片切割深度：把電纜的一端與配電箱和配電柜連接，此時用新型電纜剝皮工具對電纜外皮進行切割，把新工具中刀片控制器的刀片與電纜外皮尺寸進行校對，此原理是利用刀片控制器可以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕控制刀片的松緊，從而控制刀片伸出的準確長度，以此來調(diào)整刀片的切割深度。

4）滑動切割：利用V形滾輪可使整個工具在電纜上進行滑動切割，V形滾輪可以固定施工現(xiàn)場使用的全部型號的電纜，滿足施工的實際使用要求。在切割過程中，V形滾輪的滑動性較好，且切割方向易受控制，減少了操作時間，提高了切割效率。此外由于有固定鐵架的保護，不會造成刀片傷手、腳的可能性，安全性也大幅提高。

6 新工具與傳統(tǒng)工具對比的優(yōu)缺點

傳統(tǒng)工具通常采用電工刀的方式對電纜外皮進行切割。在切割時，切割方向不易受控制，切割線路一般呈弧形，容易造成刀片傷到手、腳的可能性，安全性較低。另外，采用電功刀切割時，切割深度控制不精準，電工刀的刀片切割深度僅僅是憑借操作人員的經(jīng)驗，操作誤差較大，容易造成電纜內(nèi)部銅芯導體被破壞，增加施工成本。

新工具在切割電纜皮時，切割方向易受控制，切割線路多呈直線，不易造成刀片傷到手、腳事件，安全性明顯提高；在切割深度控制方面，刀片控制器控制刀片的伸出長度，可根據(jù)電纜外皮厚度來調(diào)整刀片的長度，操作簡單，誤差較小，不會破壞電纜內(nèi)部銅芯導體。

通過上述分析，將新工具與傳統(tǒng)工具進行對比，因新工具的T字形扶手在操作時更為舒適，新工具更適合電纜剝皮；V形滾輪在滾動時可以固定的電纜種類較多且滑動方向易受控制，切割效率更高。新工具具有刀片控制器，可控制刀片的切割深度，而傳統(tǒng)工具沒有相對應的刀片控制工具，也無法控制切割深度。因此采用新工具對電纜外皮進行切割，可使電纜損耗率明顯降低。

圖7、圖8分別是傳統(tǒng)工具和新工具對電纜外皮進行切割的切割方向效果圖。

圖7 電工刀切割效果示意

圖8 新工具切割效果示意

7 應用效果

1）該工具全面應用于懷柔龍山國際大酒店項目機電工程中的電纜安裝。使用時避免了刀片與手和腳的直接接觸，在操作時有固定鐵架的保護，使其安全性明顯增強。

2）切割同等工作量的電纜外皮，該工具比傳統(tǒng)工具電工刀的切割速度快2～3倍，切割效率明顯加快，大幅減少施工時間。

3）采用該工具切割，刀片的力度和深度可調(diào)節(jié)，防止切割到電纜里面的導體，使其切割質(zhì)量得到提高。該工具在切割時不會破壞電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低了電纜浪費率，從而使成本降低。

4）統(tǒng)計現(xiàn)場不同尺寸的8種電纜進行抽樣切割試驗，通過試驗可知電工刀切割電纜的平均損壞率約為10%，新工具切割電纜的平均損壞率為0.76%。

5）新工具經(jīng)濟效益明顯。本工程需要切割的電纜皮長約1 787 m。

采用電工刀切割電纜皮的電纜平均損壞率按10%計算，電纜損壞：1 787×10%＝178.7 m，按市場價，每米電纜的平均價格為1 3 5 元，電纜浪費的成本為178.7×135≈24 125元。

采用新工具切割電纜皮的電纜平均損壞率按0.76%計算，電纜損壞：1 787×0.76%≈13.58 m，按市場價，每米電纜的平均價格為135元，電纜浪費的成本為13.58×135≈1 833元。本工程采用新工具切割電纜皮共計節(jié)約成本24 125－1 833＝22 292元，成本的降低和安全性提高，為后續(xù)施工打好基礎。

6）該工具還可應用于外墻及屋面保溫材料切割、防水卷材切割、輔助板材切割等，應用范圍廣泛，是非常輕便、實用的材料加工工具。

8 結(jié)語

通過結(jié)合傳統(tǒng)工具的特點和實踐中遇到的問題，制作出一種新型電纜剝皮工具，解決了電纜剝皮時安全性低、切割效率慢、材料浪費嚴重等問題，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

該工具也具有較為廣泛的推廣應用價值，希望該工具能在更多領域得到充分應用，不斷升級。