高压线自动除冰装置设计 自动化等专业课程设计 毕业设计.doc

高压线自动除冰装置 设计说明书 设计者：刘波、陈沛东、郭磊、王昊、徐鑫 指导老师： 易传云 华中科技大学 武汉430074 作品内容简介 我们设计的除冰机，除冰对象为冬季大雪过后，高压电线上所包裹的厚冰层。电线上积累的厚冰层有可能造成电线断线倒杆，造成输电网的瘫痪，严重影响了人民的正常工作和生活。而除冰机则解除了人工除冰给工作人员带来的生命危险，提高了除冰效率。 该除冰机以锂电池为动力源，通过电机驱动两组轮子转动，使除冰机前行。同时通过电机驱动打击机构进行除冰。砸冰机构经齿轮对电机减速后，通过齿轮-同步带轮传动，使拨杆等速反向转动拨动砸杆，砸杆上装有弹簧，实现砸冰杆的重复敲打。行走机构则通过两组带有凹槽一大一小两个轮子上下夹紧电线行走，保证其不因振动而脱离电线。用紧贴着电线的行程开关来检测冰渣是否除尽，而后利用延时电路控制除冰机是否继续前进。 联系人：刘波 联系电话EMAIL：961128100@ 设计背景 冬日我们都被美轮美奂的雪景所迷倒，然而这也可能会给我们带来意想不到的灾害。 雨凇现象及其危害： 雨凇是指超冷却的降水碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面时所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层 雨凇现象造就了很多令人叫绝的自然美景，然而如果这种情况出现在我们的输电线路上，则要大煞风景了。 我国几乎每年都会有局部地区出现不同程度的雨凇现象。1954年12月至1955年1月湖北省洞庭湖区1969年初广东北部1972年2月1～8日湖南、贵州、江西等地1973年12月新疆省 奇台县1977年10月27--28日河北省的承德市1979年1月28日至2月3日山东省 青岛临沂胶南　1997年12月26～30日河北省围场县1998年12月1日江苏省的宿迁、新沂、邳州、东海2002年12月25--26日广西省桂林市2005年2月6日鄂西南、江汉平原、鄂东北地区2005年2月8日位于重庆市东南的酉阳地区1月月下旬我国中部就出现了严重的线路覆冰，造成10多个省的部分电力供应中断07年末、08年初的南方雪灾中，甚至有三名电力工人因此献出了宝贵的生命。因此，发明一种安全高效的输电线除冰装置十分必要。 研究现状： 1、有人提出在输电线上通电，将冰融化。此法危险，而且需要电线通电时才能行得通，而在雪灾的情况下电线是不会通电的，故此法不可行。 2、还有人提出用筒状的旋转头从中间旋转除冰，此种方法会产生很大的后座力，是机构前进困难，其次，机构工作时电线必然是弯曲的，在加上机构自身的震动，旋转头很容易伤到电线。此法不可行 3、最近亦有人提出高压线的除冰应是预防式的。即高压线上一有冰块生成，除冰机就进行工作。这样的除冰方法虽然能很好的达到除冰的效果。然而高压线都能承受一定的载荷，也就是说只有在冰块的重量超过了额定的载荷的时候我们才需要采取措施将它除掉。否则就会造成资源的浪费。 4、最后的一种方法是敲打除冰，它是可行的，然而对它的研究还是处于理论阶段。我们的机构所选择的方法就是敲打除冰 设计方案 总体方案 1、动力源为锂电池，通过驱动电机来实现除冰机的工作。 2、执行机构分为两部分：砸冰机构、行走机构。行走机构则通过两组带有凹槽一大一小两个轮子上下夹紧电线行走，保证其不因振动而脱离电线。砸冰机构实现砸冰杆的重复敲打。 3、基体为钢架。 总体结构 总体图 a、砸冰机构 砸冰机构的总体图如下。 砸冰机构总体图 砸冰机构的动力是由电机提供的。电机固定在电机板上，电机板通过盲孔固定在钢架上 砸冰机构提供的转矩通过减速齿轮传给轴三如图所示。 选用同步带轮，实现反向和长距离传输 轴三上分别放有同步带轮和齿轮分别把动力传给同步带轮轴和齿轮轴。之所以这样设计是考虑到我们需要实现同步带轮轴与齿轮轴的转向时时相反。而如果我们用齿轮组实现上述功能，则至少需要六个齿轮，而且由于我们的中心距设计的比较大，此时齿轮的直径也会很大，这不仅会增加重量，提高成本，而且还会和钢架产生干涉，所以我们放弃了采用齿轮组，而采用一组同步带和 一组齿轮的传动。轴三的一端固定在电机板上一端用轴承座固定在支架上 同步带与齿轮的传动比都是1：1。这样实现了齿轮轴与同步带轮轴转速相同转向相反。 拨杆互成900 齿轮轴与同步带轮轴上都装有两个拨杆前后相距100mm，拨杆互成90o（经我们验证，前后两锤交互击打时震动最小，工作最平稳，砸冰效率最高。使两拨杆互成90o可实现交互击打）。用轴承座固定在支架上。其具体的实现方法是将杆上固定前后拨杆的键槽开成互成90o的。 传动部分图 传动轴图 拨杆与砸杆900时分离，蓄能最大 拨杆拨动砸杆旋转蓄能，当两杆呈90o时两杆分离（此时能使弹簧达到最大的拉伸长度，蓄能最大，有利于砸冰，提高系统效率），