高压线机械除冰车的设计解析.doc

高压线机械除冰车的设计 摘 要 近年来，我国南方部分地区频繁发生雨雪冰冻灾害，导致输电线表面结冰、重力增大，高压输电线路大面积受损。为了避免高压线被压坏，保证电力输送的正常进行，就需要将高压线覆冰及时消除。在通过分析现有除冰技术各种利弊后，提出本文的机械除冰车方案。 本文的目的是设计并制造一种新型的高压线机械除冰车。论文首先提出了除冰车的整体方案设计及所需解决的主要问题，包括悬挂问题、传动及驱动方式、除冰刀、行走轮和驱动轮的设计。然后进行了包括轴和除冰刀的设计计算、锁紧机构和调节机构设计的机械部分设计计算以及控制部分的设计，并给出了轴和除冰刀的加工工艺。论文最后总结了本设计的创新点及特点，并展示了部分实物及试验照片。 本文设计的高压线除冰车不仅除冰方式独特、除冰效率高，而且其自动调节的结构可以减少除冰车在除冰时对高压线的损伤，其体积小，方便人工携带，操作简单，具有广阔的应用前景。 关键词：高压线机械除冰车 机械设计 控制设计 目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪 论 1 1.1 课题来源 1 1.2 课题的目的和意义 1 1.3 国内外研究现状 1 1.4 本文的研究内容 2 2 总体方案设计 3 2.1 除冰车的整体设计 3 2.2 本设计所需解决的问题 4 2.2.1 机械除冰车在高压线上的悬挂方式 4 2.2.2 传动方式 4 2.2.3 驱动方式及控制 4 2.2.4 除冰刀 5 2.2.5 行走轮与驱动轮 5 3 机械部分的设计计算 6 3.1 后轮轴 6 3.1.1 前提假设 6 3.1.2 电机的选择 6 3.1.3 后轮轴系的估算 6 3.2 前轮轴 8 3.3 除冰刀及除冰刀轴 8 3.3.1 方案比较 8 3.3.2 除冰刀轴的设计 10 3.4 锁紧机构 10 3.4.1 方案比较 10 3.4.2 锁紧轮的选择 12 3.4.3 锁紧轴系的估算 12 3.5 调节机构 13 3.5.1 方案比较 13 3.5.2 调节结构的工作原理 15 4 控制部分的设计 16 5 典型零件的加工工艺 19 5.1 轴的加工工艺 19 5.2 除冰刀的加工工艺 20 6 本设计的创新点、实物及试验照片 21 6.1 创新点及实物照片 21 6.2 其他特点及实物照片 21 6.3 试验照片 23 结 论 25 参考文献 27 附录 相关工程图 28 1 绪 论 1.1 课题来源 针对恶劣天气导致高压输电线路结冰的现象，创新性的提出并加工出了一种适用于线径为的高压线除冰破障机械。 1.2 课题的目的和意义 在2007~2008新年之际，我国南方发生了特大雪灾。由于准备工作的不足，雪灾带来的损失和危害非常严重，人们正常的工作和生活受到极大的影响。雪灾发生后，许多电力工人为了维护电力输送这条生命线，有些人甚至还献出了自己宝贵的生命。因此， 进行早期冰冻灾害的预防，降低灾害破坏程度的研究是非常有意义的。 1.3 国内外研究现状 目前国外一般采用喷火器进行高压线除冰，如图1-1所示。但是成本很高。 图1-1喷火器融冰 针对2008年初发生的低温雨雪冰冻灾害，导致南方电网区域的贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区、云南滇东北地区电网设施遭受到严重破坏，西电东送也受到严重影响。为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，南方电网启动了包括直流融冰装置样机研制重点攻关项目。 图1-2直流融冰装置 直流融冰技术先进，不需要很大的负荷，一般只需要1至2万千瓦，而且直流输出电压可调，可在一定范围内针对不同长短的单条线路进行融冰，不再需要进行线路串接，操作比较简单，为线路的融冰工作提供了更为简便的方式。固定式（可控硅）直流融冰装置是采用引入变电站10千伏电源，通过三绕组整流变压器后，送入12脉波可控硅整流器，经整流后输出3000伏/1400安的直流。该装置可实现输出电压、电流调节功能，可满足城前岭变电站除220千伏城烟线外的其余110千伏及以上电压等级线路的直流融冰。采用直流融冰虽是一种切实可行、经济有效的防冰灾措施，但直流融冰装置存在直流输出电流大、大角度大电流长期运行、已建变电站的接入等多项新的综上所述论文主要包括几个方面的内容： 图2-2除冰车整体右视图 图2-3除冰刀局部图 本论文提出的除冰车的整体结构如图2-1、2-2所示。除冰车在工作时，其运动传递过程如下： （1）图2-1中直流电机1带动链轮3传动到链轮4，将运动传递到后轮轴，使驱动后轮转动，并带动行走凹轮转动，从而使整个除冰车在高压线上行走。 （2）直流电机2驱动链轮1传动到链轮2，将运动传递到除冰刀轴，使如图