李健 金海明 劉暢 陳匯 劉艷洞

摘 要：針對(duì)WZT30型一線張力機(jī)老化、難以正常工作的現(xiàn)象，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，提高其最大持續(xù)張力，保障電力工程中放線施工的需要。

關(guān)鍵詞：張力機(jī)；持續(xù)張力；最大化

1 WZT30型張力機(jī)中存在的問題

北京送變電公司現(xiàn)有WZT30型一線張力機(jī)7臺(tái)，最大持續(xù)張力為25kN，隨著施工難度的不斷增加，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段施工的要求，主要表現(xiàn)如下：

對(duì)包含大跨越、連續(xù)跨越的放線區(qū)段進(jìn)行大截面牽引繩展放的過程中，由于張力不足，造成牽引繩弛度過低，無法順利展放。從安全角度講，牽引繩馳度過低，很容易導(dǎo)致牽引繩和防護(hù)網(wǎng)或者跨越架發(fā)生摩擦，增加施工中的不安全因素，威脅安全生產(chǎn)。由于WZT30型一線張力機(jī)在使用上存在局限性，很容易造成其它新型一線張力機(jī)在施工中調(diào)配緊張。如果購(gòu)買每臺(tái)價(jià)值18萬元的新型設(shè)備，不僅花費(fèi)較高，而且會(huì)對(duì)現(xiàn)有資源造成浪費(fèi)。一線張力機(jī)的液壓油的正常工作溫度為20-70℃，而WZT30型一線張力機(jī)的液壓油溫經(jīng)常達(dá)到80℃，超過正常的工作溫度。在對(duì)有跨越的區(qū)段展放?26、?28的大截面牽引繩時(shí)，要求一線張力機(jī)的最大張力能達(dá)到35kN，而WZT30型一線張力機(jī)的最大張力只有25kN。以?26的牽引繩為例，在檔距為500m、滑車距地面30m的情況下，張力為25kN時(shí)牽引繩的弧垂最低點(diǎn)距地面只有2m，張力為35kN時(shí)為3m。

因此，我們決定對(duì)原有的WZT30型一線張力機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，提高其最大持續(xù)張力，將最大持續(xù)張力提高至35kN，以滿足現(xiàn)階段放線施工的需要。

2 WZT30型張力機(jī)張力不足的原因分析

2.1 張力機(jī)輸出功率低

在經(jīng)過長(zhǎng)期工作后，該張力機(jī)的齒輪泵功率降低，進(jìn)而導(dǎo)致張力輪轉(zhuǎn)速降低，同時(shí)使得輸出扭矩變小，進(jìn)而導(dǎo)致張力機(jī)輸出功率降低。此外，減速機(jī)減速比變小也會(huì)引起輸出扭矩變小，導(dǎo)致張力機(jī)的輸出功率降低。

2.2 液壓閥出現(xiàn)故障

液壓閥故障會(huì)導(dǎo)致張力無法調(diào)整到最大值，也無法提高其最大張力。而液壓閥堵塞或者液壓閥出現(xiàn)損壞是導(dǎo)致液壓閥出現(xiàn)故障的主要原因。

2.3 液壓油粘度低

導(dǎo)致液壓油粘度低的主要原因有2個(gè)，一是液壓油的型號(hào)不對(duì)，沒有選用本張力機(jī)所使用粘度的液壓油。二是合格的液壓油由于在長(zhǎng)時(shí)工作后溫度升高，導(dǎo)致粘度降低。

3 現(xiàn)場(chǎng)要因確認(rèn)

要因確認(rèn)一：機(jī)手操作不當(dāng)。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)手的隨機(jī)抽查，未發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作的情況。因此，機(jī)手操作不當(dāng)，確認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)二：尼龍瓦片摩擦系數(shù)不足。經(jīng)前往多處施工現(xiàn)場(chǎng)，檢查使用同樣尼龍瓦片的一線張力機(jī)的使用情況，在牽引繩的展放過程中，未發(fā)現(xiàn)鋼絲繩溜線等問題，說明此種尼龍瓦片的摩擦系數(shù)足夠。因此，尼龍瓦片摩擦系數(shù)不足確認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)三：液壓油型號(hào)使用不對(duì)。液壓油的選擇主要取決于系統(tǒng)啟動(dòng)的工作溫度和所使用泵的類型，選擇適合的粘度是非常重要的，粘度太大，液壓系統(tǒng)能量損失大，系統(tǒng)效率低，油泵吸油困難；粘度太小，油泵內(nèi)滲漏量大，容積損失增加，同樣降低系統(tǒng)效率。為在容積效率和機(jī)械效率之間求得最佳平衡，液壓油最佳粘度指數(shù)應(yīng)在90以上，經(jīng)測(cè)量我們所使用的液壓油粘度符合這個(gè)要求。因此，液壓油型號(hào)使用不對(duì)卻認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)四：散熱不好。經(jīng)過試驗(yàn)證明，提高風(fēng)扇馬達(dá)壓力和轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高，散熱效果更好。因此，散熱不好確認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)五：液壓元件泄漏，通過對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行拆檢，未發(fā)現(xiàn)有泄漏的液壓元件，重新組裝后進(jìn)行試驗(yàn)，最大持續(xù)張力仍然為25kN。因此，液壓元件泄漏確認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)六：液壓閥損壞。拆檢閥板及內(nèi)部元件，并未發(fā)現(xiàn)液壓閥體有損壞。因此，液壓閥損壞確認(rèn)為非要因；要因確認(rèn)七：液壓閥堵塞。在拆檢液壓閥的過程中發(fā)現(xiàn)閥體內(nèi)部有異物，造成閥芯無法正?；匚?，導(dǎo)致了液壓系統(tǒng)壓力無法正常建立，影響了張力機(jī)的張力調(diào)節(jié)。因此，液壓閥堵塞確認(rèn)為要因；要因確認(rèn)八：減速機(jī)減速比小。通過公式推導(dǎo)確認(rèn)減速機(jī)減速比與張力的比例關(guān)系，設(shè)F為最大張力，T1為減速機(jī)輸出扭矩，T2為張力輪上的扭矩，減速機(jī)傳動(dòng)比為i1，齒輪組的傳動(dòng)比為i2，則有：

T1=（9550P/nout）* η

nout=nin/ i1

T2=T* i2

F= T2 /R=9500P*η* i1 * i2 /（nin*R） （公式 1）

通過公式1可以看出，一線張力機(jī)張力與減速機(jī)減速比成正比，在輸入功率相同的情況下，減速比越大，最大持續(xù)張力越大；反之減速比越小，最大持續(xù)張力越小。因此，減速機(jī)減速比小確認(rèn)為要因；要因確認(rèn)九： 齒輪泵功率低。由公式1可知，一線張力機(jī)的輸出張力與減速機(jī)的輸入功率成正比，而減速機(jī)的輸入功率就是齒輪泵的輸出功率，因此我們可以得出齒輪泵輸出功率和張力成正比。因此，齒輪泵功率低確認(rèn)為要因。

4 提升張力機(jī)最大持續(xù)張力的對(duì)策

找出影響最大持續(xù)張力的原因后，對(duì)相關(guān)要因進(jìn)行改進(jìn)。

對(duì)策實(shí)施一：清洗液壓閥，清除堵塞物，針對(duì)張力機(jī)液壓系統(tǒng)壓力無法正常建立的情況，技術(shù)員將信息反饋給架線隊(duì)，要求架線隊(duì)對(duì)張力機(jī)液壓系統(tǒng)壓力閥進(jìn)行檢查，清除堵塞物。結(jié)論：清洗后張力機(jī)液壓閥可以正常工作，系統(tǒng)壓力可以建立，最大持續(xù)張力恢復(fù)正常。

對(duì)策實(shí)施二：更換減速機(jī)。對(duì)張力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，確定減速機(jī)的型號(hào)。參數(shù)計(jì)算如下：第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比：i=156/22=7.09，張力輪上的最大扭矩：M輪max=35000×1.2/2=21000 N·m，張力輪的最大轉(zhuǎn)速：n輪max=5000/（1.2×3.14×60）=22.1 r/min，減速機(jī)輸出的最大扭矩：M減出max=21000÷7.09=2961.9 N·m，減速機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速：n減出=22.1×7.09=156.6 r/min，根據(jù)以上的參數(shù)，我們選用型號(hào)為GFB05T2-18的減速機(jī)，其減速比為18，額定輸出扭矩為3500 N·m。

對(duì)策實(shí)施三：通過計(jì)算選取新型齒輪泵，達(dá)到最大持續(xù)張力要求，泵的最大輸入扭矩：Mmax=2961.9÷18=164.55 N·m，泵的最大轉(zhuǎn)速：nmax= n減出*i=156.6×18=2818.8 r/min，泵的最大輸入功率：Pmax=Mmax*ω=164.55×2118.8×2π/60=36.491kW，泵的進(jìn)出口最大壓差：Δp=164.55×20.4×3.14×0.85÷52=17.2 Mpa，泵的排量應(yīng)滿足如下條件：q≥45.16ml/r。選擇型號(hào)為ALPA3A-D-40-S1-FG+ALPP3A-D-40的齒輪泵，其排量為26ml/r，轉(zhuǎn)速為33 00r/min，額定工作壓力為25Mpa。采用兩個(gè)齒輪泵串聯(lián)的方式，其排量可以達(dá)到52ml/r。

由于新的齒輪泵與減速機(jī)的連接端面不匹配，我們?cè)O(shè)計(jì)專用的過渡接盤、連接花鍵軸等，保證了齒輪泵的安裝精度。

圖1 接盤圖紙

5 結(jié)語

對(duì)策實(shí)施后我們分別對(duì)多個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的Φ26、Φ28的牽引繩展放情況進(jìn)行了檢查，WZT30一線張力機(jī)最大持續(xù)張力均達(dá)到35kN，而且在展放過程中牽引繩對(duì)地距離均符合要求。

參考文獻(xiàn)：

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