王璧嫻

（武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢430070）

現(xiàn)如今，中國的建筑行業(yè)發(fā)展已較為成熟，建筑行業(yè)不斷在向工廠產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型。裝配式建筑的興起和施工技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，使得人們對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)裝置的要求不斷提高[1]。由于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的惡劣特殊、復(fù)雜多變，所以施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施具備安全性、多變性、臨時(shí)性等特點(diǎn)[2]。同時(shí)，在國家對(duì)于綠色施工、節(jié)能施工號(hào)召的背景下，建筑施工臨時(shí)裝置應(yīng)當(dāng)向循環(huán)使用方向發(fā)展。

施工臨時(shí)電力箱作為提供施工現(xiàn)場(chǎng)電力來源的裝置，是現(xiàn)階段施工時(shí)不可缺少的臨時(shí)裝置，高效便捷地使用配電箱，可以減少施工過程中人力、物力的消耗和時(shí)間的花費(fèi)。然而，現(xiàn)階段施工現(xiàn)場(chǎng)所用的配電箱支架多為固定支架，具有不方便移動(dòng)和無法調(diào)節(jié)配電箱高度的缺點(diǎn)，無法根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，不利于施工工作的高效進(jìn)行，同時(shí)難以對(duì)配電箱起到保護(hù)作用。因此，筆者擬針對(duì)當(dāng)前情況，研究設(shè)計(jì)了一種新型的配電箱支架，以解決上述問題。

1 背景技術(shù)

配電箱是數(shù)據(jù)上的海量參數(shù)，一般是構(gòu)成低壓林按電氣接線，要求將開關(guān)設(shè)備、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，構(gòu)成低壓配電箱。正常運(yùn)行時(shí)可借助手動(dòng)或自動(dòng)開關(guān)接通或分?jǐn)嚯娐?，配電箱具有體積小、安裝簡(jiǎn)便，技術(shù)性能特殊、位置固定，配置功能獨(dú)特、不受場(chǎng)地限制，應(yīng)用較普遍，操作穩(wěn)定可靠，空間利用率高，占地少且具有環(huán)保效應(yīng)的特點(diǎn)[3-4]。配電箱支架是施工現(xiàn)場(chǎng)固定、保護(hù)配電箱的裝置，現(xiàn)有配電箱支架多為簡(jiǎn)單的鋼材焊接而成，主要分為落地箱和掛墻箱兩種類型，落地箱是以地面為支點(diǎn)、用角鋼制作的用以支撐配電箱的梯狀支架，掛墻箱則是利用鐵角制作的固定于墻或柱上的支撐支架，兩種支架均為固定支撐式支架，不具保護(hù)功能和移動(dòng)功能。

2 臨時(shí)配電箱支架設(shè)計(jì)方法

2.1 設(shè)計(jì)思路

本文的研究目的在于提供一種施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架，以解決上述提出的現(xiàn)存問題。根據(jù)相關(guān)技術(shù)背景，本文擬定出如下設(shè)計(jì)思路。

擬研究設(shè)計(jì)的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架裝置，應(yīng)具有保護(hù)裝置、調(diào)節(jié)高度和移動(dòng)裝置三大主要功能。保護(hù)功能主要由配電箱周圍的支撐板、擋板和固定裝置承擔(dān)，其功能具體體現(xiàn)為固定配電箱以防配電箱傾斜、保護(hù)配電箱不被銳利物件破壞和減少配電箱在使用過程中受到天氣變化的影響。高度調(diào)節(jié)功能主要由支撐桿承擔(dān)，高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有簡(jiǎn)單明了、易于操作的特點(diǎn)。移動(dòng)功能主要由配電箱支架底部構(gòu)造承擔(dān)，并且應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮支架在需要移動(dòng)及需要固定的兩種不同情況下的底部構(gòu)造的不同。

本文以配電箱主體為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，在所述配電箱本體的底端設(shè)置具有支撐固定配電箱功能的支撐板，以支撐板為界限構(gòu)思支架上部和下部的功能設(shè)計(jì)。

首先考慮支撐板上部的設(shè)計(jì)，上部主要具有安裝、固定和保護(hù)配電箱本體的功能。在支撐板的四角處固定連接支撐柱，為方便配電箱本體的安裝，在配電箱本體的上端放置壓板，支撐柱貫穿壓板，其頂端固定連接頂棚，頂棚具有保護(hù)裝置和應(yīng)對(duì)環(huán)境的功能，同時(shí)綜合考慮到需要該支架應(yīng)具有升降調(diào)節(jié)的功能，在支撐柱位于壓板的上方安裝彈簧。

接著，考慮支撐板下部的設(shè)計(jì)，該部分的設(shè)計(jì)較為關(guān)鍵，其承擔(dān)著調(diào)節(jié)支架高度和移動(dòng)支架的功能。因此，在支撐板的底端四角處固定連接活動(dòng)桿，活動(dòng)桿下端套裝支撐管，支撐管的底端固定連接底座。底座的下端四角處安裝有萬向輪，底座的中部設(shè)有升降機(jī)構(gòu)。為使得裝置在位置移動(dòng)完成后可以進(jìn)行固定，在底座位于升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)安裝一調(diào)節(jié)絲桿，并使調(diào)節(jié)絲桿螺紋連接底座，且在該調(diào)節(jié)絲桿的底端設(shè)置支撐腳。

2.2 設(shè)計(jì)重點(diǎn)及解決方案

為解決現(xiàn)有臨時(shí)配電箱支架無法調(diào)節(jié)、難以移動(dòng)的問題，構(gòu)思在通常為固定結(jié)構(gòu)的底座下端安裝萬向輪及升降結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是決定本設(shè)計(jì)便于操作、可應(yīng)對(duì)不同情況、能夠多次利用的關(guān)鍵所在?；谂R時(shí)配電箱所具有的體積小、技術(shù)性能特殊、配置功能獨(dú)特等特點(diǎn)[3]，對(duì)關(guān)鍵性設(shè)計(jì)——支架底部升降結(jié)構(gòu)制定如下設(shè)計(jì)方案。

在升降功能的設(shè)計(jì)上，構(gòu)思升降機(jī)構(gòu)的升降功能主要由升降絲桿承擔(dān)。通過軸承結(jié)構(gòu)，將升降絲桿的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接絲桿支架，并將絲桿支架固定連接在底座和支撐板底部間。

在調(diào)節(jié)升降的方式上，構(gòu)思在升降絲桿位于絲桿支架外側(cè)的一端固定連接把手，將升降絲桿通過螺紋與螺紋套連接。在所述螺紋套上端安裝活動(dòng)座，并使活動(dòng)座與支撐板連接，支撐板的兩端對(duì)稱設(shè)置具有固定作用的限位板，并用限位板插裝另一調(diào)節(jié)絲桿，讓該調(diào)節(jié)絲桿螺紋連接限位板。

3 臨時(shí)配電箱支架細(xì)節(jié)描述

3.1 支架外觀及構(gòu)成部件

圖1 為臨時(shí)配電箱支架的外觀設(shè)計(jì)立體圖，此臨時(shí)配電箱支架設(shè)計(jì)共有22個(gè)部件，包括配電箱本體、支撐板、壓板、支撐柱、頂棚、彈簧、活動(dòng)桿、支撐管、底座、萬向輪、升降機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)絲桿一、支撐腳、升降絲桿、絲桿支架、把手、螺紋套、活動(dòng)座、支撐桿、限位板、調(diào)節(jié)絲桿二、夾板。

圖1 一種施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架的外觀設(shè)計(jì)圖

3.2 結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)描述

圖2 為施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架的結(jié)構(gòu)示意圖，在配電箱本體的底端，設(shè)有支撐板，并在支撐板的四角固定連接支撐柱。在配電箱本體的上端設(shè)有壓板，支撐柱穿過壓板，其頂端固定連接頂棚，且支撐柱位于壓板的上方處套裝有彈簧。

圖2 一種施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架的結(jié)構(gòu)示意圖

支撐板的底端四角處固定連接活動(dòng)桿，活動(dòng)桿下端套裝有支撐管，支撐管的底端固定連接底座，底座的下端四角處安裝有萬向輪。底座的中部設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，底座位于升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，安裝有調(diào)節(jié)絲桿一，并通過螺紋使調(diào)節(jié)絲桿一連接底座，且調(diào)節(jié)絲桿一的底端設(shè)有支撐腳。

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。該升降機(jī)構(gòu)主要由升降絲桿構(gòu)成，升降絲桿的兩端通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接絲桿支架，絲桿支架固定連接底座。升降絲桿位于絲桿支架外側(cè)的一端固定連接有把手，并且通過螺紋連接螺紋套。螺紋套上端安裝有活動(dòng)座，活動(dòng)座轉(zhuǎn)動(dòng)連接支撐桿，而支撐桿的另一端通過活動(dòng)座轉(zhuǎn)動(dòng)連接支撐板[5]。

圖3 一種施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 所示施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架中的A處結(jié)構(gòu)放大示意圖如圖4所示，該處起到調(diào)節(jié)和固定的作用，其細(xì)節(jié)描述如下：支撐板的兩端對(duì)稱設(shè)有限位板，限位板插裝有調(diào)節(jié)絲桿二，調(diào)節(jié)絲桿二螺紋連接限位板，且調(diào)節(jié)絲桿二與支撐板平行設(shè)置，調(diào)節(jié)絲桿二靠近配電箱本體的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有夾板。

圖4 圖2所示施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架中的A處結(jié)構(gòu)放大示意圖

4 支架工作原理

使用本支架時(shí)，向上推動(dòng)壓板，將配電箱本體放置在支撐板和壓板之間。在彈簧的作用下，壓板和支撐板將配電箱本體夾緊。此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿二，使得夾板夾緊配電箱本體的兩側(cè)，由此實(shí)現(xiàn)配電箱本體的安裝。配電箱安裝完成后，支撐柱和頂棚可對(duì)配電箱本體起到保護(hù)和抵御環(huán)境變化的作用。本支架的移動(dòng)功能通過萬向輪實(shí)現(xiàn)，當(dāng)萬向輪觸底時(shí)，推動(dòng)支架即可移動(dòng)其位置。到達(dá)需要地點(diǎn)后，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿一，使得支撐腳貼合地面，支架便從可移動(dòng)狀態(tài)變?yōu)楣潭铙w供施工使用。需要向上調(diào)節(jié)配電箱本體的高度時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)把手，把手帶動(dòng)升降絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋套向遠(yuǎn)離把手的方向移動(dòng)，支撐桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)支撐板向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，活動(dòng)桿沿著支撐管向上移動(dòng)。向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)把手，則可降低配電箱本體的高度。

整體來說，本支架構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，使用時(shí)僅需推動(dòng)支架和轉(zhuǎn)動(dòng)把手。因此，使用者可以根據(jù)自身需求和實(shí)際情況進(jìn)行安裝、調(diào)節(jié)和移動(dòng)，使得配電箱所處位置和環(huán)境符合施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。

5 設(shè)計(jì)創(chuàng)新效益

5.1 可應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境變化

相較于傳統(tǒng)的僅設(shè)于配電箱下部的配電箱支架，該配電箱支架設(shè)有頂棚和四周的防護(hù)結(jié)構(gòu)。因此，該配電箱除具有一般配電箱所具有的支撐作用，還有著較強(qiáng)的保護(hù)作用，可以起到遮陽、擋雨、防止配電箱因現(xiàn)場(chǎng)因素發(fā)生傾倒或遭受破壞的作用。

5.2 調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、可多次使用

該設(shè)計(jì)將萬向輪安裝在支架底部，方便本支架移動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿又可以支撐腳貼合底面，方便本支架固定使用。需要向上調(diào)節(jié)配電箱本體的高度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)把手帶動(dòng)升降絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋套向遠(yuǎn)離把手的方向移動(dòng)，支撐桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)支撐板向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，活動(dòng)桿沿著支撐管向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)把手，即可降低配電箱本體的高度。整個(gè)調(diào)節(jié)過程簡(jiǎn)單方便，移動(dòng)位置和調(diào)節(jié)高度的功能使得該支架可以根據(jù)不同的需要多次被使用，適合應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各種隨機(jī)情況。

6 結(jié)論與展望

6.1 成果總結(jié)

本設(shè)備通過升降柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和萬滑輪的安裝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱裝置的可移動(dòng)和可調(diào)節(jié)，同時(shí)，通過頂棚的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了臨時(shí)用電設(shè)施可在不同環(huán)境條件下使用的目的。該設(shè)備解決了當(dāng)前臨配電裝置在使用時(shí)所遇到的問題，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、操作簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可推廣性。

6.2 思考展望

在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電箱支架進(jìn)行研究設(shè)計(jì)的過程中，筆者發(fā)掘了現(xiàn)有支架的可創(chuàng)新之處——在現(xiàn)有的固定支架中加入升降或移動(dòng)裝置將其改造為具有靈活性和可調(diào)節(jié)性的裝置。該創(chuàng)新通過簡(jiǎn)單的改變，提升了配電箱支架的使用效率，增加了工程施工臨時(shí)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了從微處出發(fā)的創(chuàng)新思想。這一創(chuàng)新點(diǎn)不僅可用于臨時(shí)配電箱裝置的發(fā)明研究上，更可為其他施工支架、臨時(shí)設(shè)施向循環(huán)利用、靈活調(diào)節(jié)這一方向的改進(jìn)提供參考與切入點(diǎn)。