一種配電線路鐵塔方便扳手的設(shè)計(jì)研究

余啟育 廖衛(wèi)平 朱業(yè)華

摘要：傳統(tǒng)扳手在緊固螺栓螺母時(shí)，由于扳手頭和螺母的幾何約束關(guān)系使其無(wú)法在狹小的空間中使用，給配電線路鐵塔施工帶來(lái)諸多不便?；诖?，提出研制一種配電線路鐵塔方便扳手，可根據(jù)螺母不同安裝位置適時(shí)調(diào)整扭矩，實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。該新型扳手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便攜帶，適用范圍廣，有效提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：扳手;配電線路鐵塔;扭矩;狹小空間操作

1? ? 項(xiàng)目背景

在配電線路鐵塔施工現(xiàn)場(chǎng)，由于配電線路配件如金具、橫擔(dān)、絕緣子等規(guī)格多樣化，因此螺母的安裝位置和規(guī)格也多種多樣。如圖1所示，傳統(tǒng)的扳手頭部采用圓形設(shè)計(jì)，在緊固螺母時(shí)，由于幾何約束的關(guān)系，扳手頭與螺紋緊固件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)處于狹小空間內(nèi)時(shí)，傳統(tǒng)的扳手在轉(zhuǎn)過一定角度后，由于周邊螺栓的阻礙，需要重新卸下套到螺紋緊固件后再開始緊固。如此反復(fù)操作才可將螺母緊固，無(wú)法快速完成螺栓的緊固施工，嚴(yán)重影響工作效率。原來(lái)的做法是在扳手頭中增加一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)回程空旋，棘輪扳手的扳手頭體積較大，由于空間限制不適用于空間狹小的場(chǎng)合，因此并不能實(shí)際解決問題。加上螺母規(guī)格多種多樣，還需攜帶多規(guī)格的扳手，給工器具準(zhǔn)備工作帶來(lái)很多不便。且傳統(tǒng)的扳手柄為固定長(zhǎng)度，存在使用空間受限的缺點(diǎn)。因此，使用傳統(tǒng)的扳手在配電線路鐵塔緊固螺母時(shí)存在諸多不便。

2? ? 項(xiàng)目方案與實(shí)施

基于上述問題，為了在狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)可連續(xù)緊固螺母，從扳手原理出發(fā)，本文提出了研制一種新型配電線路鐵塔方便扳手及與其配套的磁性底座。該新型扳手可以在狹小的空間內(nèi)固定螺栓螺母，并且可調(diào)節(jié)力矩，使得操作更加便捷。磁性底座用于固定螺栓。

如圖2所示，新型配電線路鐵塔方便扳手由4個(gè)零部件組成，分別為搖把手柄1、搖臂部件2、套筒部件3、防脫部件4。其主要是通過套筒部件套入線路鐵塔螺栓的螺母中，在起始階段可以縮短搖臂部件來(lái)快速轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，最后滑動(dòng)搖臂部件調(diào)整擰螺母的力矩大小以達(dá)到所需的力矩長(zhǎng)度。因套筒與手柄連接段距離螺母與螺栓有一定的高度，在固定過程中不存在受其他螺栓、螺母阻礙的情況，因而實(shí)現(xiàn)了能在狹小的空間內(nèi)固定螺栓與螺母的目的。通過調(diào)節(jié)套筒跟手柄的距離可達(dá)到調(diào)節(jié)力矩的作用，當(dāng)所需力矩較小時(shí)，縮短套筒跟手柄的距離，可快速搖動(dòng)手柄以加快螺母的固定，而當(dāng)所需力矩較大時(shí)，拉開套筒跟手柄的距離，可使螺母的受力更大，避免因螺母受力較小而達(dá)不到擰緊的狀態(tài)。搖把手柄可以翻轉(zhuǎn)，以便對(duì)應(yīng)不同的螺栓規(guī)格。

如圖3所示，與新型配電線路鐵塔方便扳手配套的磁性底座由套筒底座5和開關(guān)式磁力座6組成。套筒底座開有兩個(gè)不同規(guī)格的螺栓套筒孔，可用于不同規(guī)格的螺栓。打開開關(guān)式磁力座的開關(guān)可以將磁性底座吸附在鐵塔上，從而將螺栓固定在鐵塔上，擰動(dòng)螺栓的螺母時(shí)，不需要通過用普通板手固定螺栓尾端，使得操作更加便捷，更加符合人體工程學(xué)。

3? ? 應(yīng)用效果分析

3.1? ? 新型扳手的優(yōu)點(diǎn)

新型配電線路鐵塔扳手可根據(jù)線路鐵塔上螺母的安裝位置的不同，通過調(diào)節(jié)套筒和手柄的距離，同時(shí)根據(jù)螺母的型號(hào)選擇相應(yīng)的螺栓套筒孔，然后對(duì)螺母進(jìn)行緊固，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。相比傳統(tǒng)的扳手，新型扳手的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

（1）作業(yè)方便。新型扳手扭距可調(diào)節(jié)，具有靈活性，當(dāng)在狹小空間緊固螺母時(shí)，不受操作空間限制，不需要經(jīng)常調(diào)整扳手的位置，適用范圍更廣，有效提高了工作效率。

（2）攜帶方便。適用于多種規(guī)格的螺母，每個(gè)螺栓套筒孔相當(dāng)于一個(gè)專用扳手，可根據(jù)配電線路鐵塔螺母規(guī)格和位置的不同，選擇不同規(guī)格的螺栓套筒孔和力矩。減少了攜帶工器具的數(shù)量，亦減輕了配網(wǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）造價(jià)低。該裝置制作簡(jiǎn)單，材料采購(gòu)?fù)瓿珊螅恍枰斯ず附?，支出少量焊接費(fèi)用即可。

3.2? ? 新型扳手的實(shí)際應(yīng)用

新型配電線路鐵塔扳手拆裝方便，已在臺(tái)山供電局基建施工現(xiàn)場(chǎng)開展試點(diǎn)使用。根據(jù)配電線路現(xiàn)場(chǎng)鐵塔螺栓和螺母的型號(hào)、安裝位置的不同，選擇合適的螺栓套筒孔，同時(shí)調(diào)節(jié)扳手的扭動(dòng)力矩，進(jìn)行螺母緊固。新型扳手具備非常好的靈活性，適用于多場(chǎng)景10 kV配電線路金具、橫擔(dān)螺母空間位置，裝拆方便，減少了配電線路鐵塔施工安裝時(shí)間，提高了10 kV配電線路供電可靠性，在減少攜帶工具數(shù)量的同時(shí)，也提高了配電線路施工作業(yè)的工作效率，降低了用電客戶的停電時(shí)間，提高了用電客戶的經(jīng)濟(jì)效益。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

本文分析了傳統(tǒng)扳手和棘輪扳手存在的弊端，提出了新型配電線路鐵塔方便扳手的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，闡述了其工作原理和結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了螺紋緊固件的裝配試驗(yàn)，證明了其實(shí)用性。新型配電線路鐵塔方便扳手不受周圍其他障礙物的影響，能在狹小的空間內(nèi)固定螺栓與螺母，也能調(diào)節(jié)力矩，成功地解決了傳統(tǒng)扳手存在的不足，適用范圍廣，操作輕便，大大提升了工作效率，具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值，推廣前景廣闊。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王卓然.配電線路多功能手動(dòng)套筒扳手[J].農(nóng)村電工，2018，26（10）：34.

[2] 馬付雷，劉小院，陳貴敏.一種用于狹小操作空間的柔性可回程扳手[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2015（13）：183-188.

[3] 溫乘焓.一種圓柱螺母扳手的設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)床與液壓，2019，47（1）：98-103.

收稿日期：2019-11-15

作者簡(jiǎn)介：余啟育（1974—），男，廣東臺(tái)山人，高級(jí)工程師，研究方向：配網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行控制。