电杆校正器结构设计研究 本文关键词：电杆，结构设计，研究，校正器
电杆校正器结构设计研究 本文简介：摘要：针对电力企业维修人员校正倾斜电线杆效率低、安全性低等问题，本文提出一种新型电杆校正器结构设计方案，采用杆机构和杠杆原理，实施两段式扶正，保证电杆在大倾斜角度的情况下可以一次性完成校正；同时采用三维建模软件CATIA进行实体建模，并利用其结构分析平台对主要零部件进行受力分析及优化，用以提高新型电
电杆校正器结构设计研究 本文内容：
摘要：针对电力企业维修人员校正倾斜电线杆效率低、安全性低等问题，本文提出一种新型电杆校正器结构设计方案，采用杆机构和杠杆原理，实施两段式扶正，保证电杆在大倾斜角度的情况下可以一次性完成校正；同时采用三维建模软件CATIA进行实体建模，并利用其结构分析平台对主要零部件进行受力分析及优化，用以提高新型电杆校正器结构的稳定性及安全性。
关键词：电杆校正；杠杆原理；两段式扶正；CATIA
水泥电线杆在我国电力行业输电线路领域使用广泛[1]，但是室外的水泥电线由于人为因素和自然因素导致电线杆倾斜[2]。结合电杆所处的各种地形环境、已有电杆校正器的结构、设备操作过程在电杆校正过程的影响情况，提出一种新型电杆校正器结构，使其满足任何地形与倾斜角度的电杆校正需求，而且可以一次性实现倾斜电杆的完全校正，避免多次位置调整，有效地缩减电杆校正的作业时间，提高工作效率；在操作过程中，工作人员不必与电杆直接接触，提高工作安全性，且可以不停电情况下施工，减少因停电而带来的损失与不便。
1结构设计
根据校正倾斜电杆的功能需求，同时解决目前已有校正器行程短、不稳定、适应性弱等问题。本文提出一种新型电杆校正器结构，如图1所示。采用杆机构和杠杆原理设计其结构，通过立式液压千斤顶提供扶正动力。杠杆原理可以有效地增加校正行程，解决立式液压千斤顶行程短的问题，采用两段式校正方式，保证倾斜度较大电杆的完全校正。维修人员只需将新型电杆校正器安放在适当位置，放下平衡支腿，连接好钢丝绳，然后操作立式液压千斤顶即可完成倾斜电杆的扶正。从图1中可以看出本新型电杆校正器结构主要由扶正手臂a、扶正手臂b、立式液压千斤顶、底盘车等四大机构组成，其中四大机构之间采用铰接连接。扶正手臂a将立式液压千斤顶的行程延伸了，扶正手臂a与电线杆直接接触，操作与扶正手臂a铰接的立式液压千斤顶进行第一段扶正；如果扶正手臂a与倾斜电杆达到相切状态时电杆还没有完全校正，此时操作扶正手臂b后下方的立式液压千斤顶，扶正手臂b推动扶正手臂a进行第二段扶正。采用本文提出的两段式校正方法可以满足任何倾斜角度电线杆的完全校正。工作人员在施工时，只需操作立式液压千斤顶，不必与电杆直接接触，保证了安全性，且可以实现不停电施工。在校正过程中，考虑到扶正手臂a与电杆之间的摩擦问题、电线杆直径多变等问题，本文对扶正手臂a进行特殊设计，如图2所示。扶正手臂a前端采用大口径U型抱箍设计，以满足任何直径的电线杆；U型抱箍上下两端面采用圆角设计，其内部安装小型钢制滑轮，圆角设计及滑轮均可降低校正过程中产生的摩擦。针对电线杆所处地理环境，设计底盘车结构，满足多种地理环境。如图3所示，底盘车底部安装有万向轮，方便电杆校正器的移动；底盘车上安装有支撑平衡腿，采用的丝杠螺母原理，在电杆校正器工作时，通过扳手将支撑平衡腿旋下（类似于螺旋千斤顶），与地面接触代替万向轮承受工作中产生的压力，同时也防止底盘车移动。通过调整支撑平衡腿的高度来适应不同的地形，提高工作的稳固性。由于支撑平衡腿可通过螺纹进行伸缩，因此在地面较松软的土地上工作时，可方便地在平衡腿下面加垫枕木。为了进一步增加稳固性，校正时同时使用钢丝绳连接底盘车前端的钢丝绳连接装置和电杆底部，防止电杆校正器向后移动。
2结构优化分析
由于电杆型号众多，不同型号电杆重量不一样，实际电杆倾斜角度不确定，因此设计的电杆校正器以极限位置来分析，同时考虑材料受力分析，新型电杆校正器的结构优化分析流程。电杆校正器其受力主要是两个手臂，因此分析手臂的受力情况。采用三维建模软件CATIA建立新型电杆校正器的模型，利用其中的结构分析工作台对扶正手臂进行受力分析。
2.1主要技术性能指标
电杆校正器采用12t单杠、行程0.5m立式液压千斤顶。扶正手臂a的长度为1.3米，扶正手臂b的长度为1.2米，手臂a与b之间最小夹角为40°，图4为第一段扶正的极限位置简化图，操作新型电杆校正器到适当位置，使其扶正手臂a与倾斜电杆接触。在电杆倾斜角度≤6°时，工作人员只需要操作第一段扶正就可实现倾斜电杆的完全扶正。
2.2扶正手臂有限元力学性能分析计算
利用CATIA三维建模软件，建立新型电杆校正器模型，在装配设计模块中进行装配、相关约束及载荷定义，在零部件的静力学分析前，还需给零部件规定材料及其刚度、密度等属性，以便确定模型分析的刚性矩阵与惯性力矩阵。图5为扶正手臂a的受力分析图，图中可以看出手臂a所受力主要集中在与立式液压千斤顶铰接处，颜色越深，说明此处为零部件受力集中点，所受力越大。
结束语
通过CATIA软件建立了新型电杆校正器三维模型，并在其结构分析工作台中对主要零部件进行受力分析，仿真表明了模型建立准确，运行可靠。
参考文献
[1]彭润生.我国水泥电杆的发展趋势[J].广东电力,2003,16(6):22-24.
[2]魏军,石阳,董文静等.缩短正杆器的作业时间[J].农村电气化,2014(10):43-43.
[3]应杏娟,李郝林.数控机床主轴系统热特性有限元分析[J].工具技术,2010,44(1):38-40.
作者：闫宝 朱杰 屠永伟 黄启震 胡晓琴 张烁 单位：国网浙江省杭州市余杭区供电公司
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