课程设计--简易电缆除冰机

理工学院

《机械设计基础》课程设计报告设计题目：简易电缆除冰机

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专业：焊接技术及自动化

目录

第二章国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势........- 2 -第三章除冰机研究的内容和意义............................................- 3 -第四章除冰机的整体设计..........................................................- 4 -第1节、设计目的 ..................................................................- 4 -第2节、设计思路 ..................................................................- 4 -第3节、设计方案 ..................................................................- 4 -（1）机械设计 .. (4)

①驱动机构...............................................................................- 4 -

②传动机构...............................................................................- 7 -

③减速机构...............................................................................- 7 -

④除冰机构...............................................................................- 8 -

⑤平衡机构...............................................................................- 9 -（2）电路设计 . (10)

①控制模块............................................................................ - 10 -

②检测模块............................................................................ - 10 -第五章新点、技术关键............................................................ - 11 -

1、创新点 (11)

2、技术关键 (12)

参考文献 ..................................................................................... - 13 -

第一章输电线覆冰危害及机理

1、过荷载。即导线覆冰厚的实际重量超过设计值很多,导致架空输电导线及杆塔载荷过大超出自身机械强度极限最终断线垮塔。如图1所示。

图1 图2

2、不同期脱冰或不均匀覆冰事故。相邻档导线不均匀覆冰或不同期脱冰会产生张力差,使导线在线夹内滑动松脱,甚至会因为两侧水平张力差过大而拉垮杆塔;不同期脱冰会使导线跳跃电气间隙减小,造成导线相间短路或直接对地短路事故。如图2所示。

3、绝缘子串冰闪事故。绝缘子覆冰或被冰凌桥结后,绝缘强度下降,泄露距离缩短,融冰时,绝缘子的局部表面电阻增加,形成闪络事故导致持续电弧烧伤绝缘子并使其绝缘强度降低。

4、导线覆冰舞动事故。因导线不均匀覆冰,在风的作用下产生舞动,造成金具损坏,导线断股,相间短路及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。

第二章国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势

目前国内和国外的除冰技术有很多种，总体可分为：

1.大电流融冰法:主要包括过电流融冰法、短路电流融冰法和直流电流融冰法。此类方法也是目前工程中普遍采用的方案,在实际运用过程中积累了许多宝贵经验。

2.机械除冰法:滑轮刮铲法是目前唯一可行的输电线路除冰的机械方法,其过程是由地面工作人员拉动可以在线路上行走的滑轮达到铲除覆冰的目的。但该方法并不适用于我国西部高海拔、地形复杂地区。

3.被动法:被动法就是依靠风、地球引力、随机散射和温度变化等脱冰的被

动方法无需附加能量。现已经在输电线路上得到应用的有平衡重量、线夹、除冰环、阻雪环、憎水憎冰涂料、风力锤等来减少输电线路的覆冰,安装防震锤等来减少导线的舞动。被动法有费用低的优点,但不能阻止覆冰的形成,而且仅适用于特定的地区。

4.其他方法:除上述几种方法外,还有利用电磁脉冲、气动脉冲、电晕放电、电子冻结、碰撞前颗粒加热和冻结等防冰除冰方法,但很多还处于理想或试验阶段。而最近国内外比较热门的机械除冰法主要通过除冰机器人来完成，目前国内外设计的除冰机器人通常包括3部分：1.爬行机构 2.越障机构 3.除冰机构。并且向着小型化，实用化，可越障，智能化的方向发展。

第三章除冰机研究的内容和意义

针对目前各类机械式除冰方法的不足之处，我们设想了一种全新的行走平台。它继承了轮式车辆移动速度快捷的特点，又具有骑挂在电线上的能力，在传动系统设计上采用了齿轮传动设计，结构相对简单，工作可靠。并且在控制方面，具有很好的功能扩展性。作为一种运输平台，具有很广阔的功能开发空间。另外除冰机构也是本次设计的创新点，采用对滚式刀具进行除冰，除冰效果好。

我们主要完成了输电线除冰机的原理设计，方案选择，机构的实现，各部分零件的设计与整机的装配。

本课题研究的目的在于根据输电线系统的除冰需要，研制一种简单，实用的输电线除冰机。轮式输电线除冰机是一种用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理环境，不适合人工除冰的输电线路上清冰。它是适用于各种地貌，不会因为环境的改变而停止工作。它的前端是一对用于除冰的对滚刀具，用于清除在电线结的冰。刀具的对滚通过齿轮传动机构完成。轮式除冰机主体部分是行走机构。该设计采用压轮推进方式, 机体上的两个固定压轮骑挂在输电线上保持机体的平衡, 机体的重心位于输电线下方, 这样机体不会在行进过程中出现倒转。两个动压轮分别与两个固定压轮配合, 当推动动压轮时, 动压轮向上抬升, 与固定压轮配合从上下夹紧输电线, 依靠压轮与输电线的摩擦获得前进的动力。该设计的电力驱动分为两个分支: 一部分直接传至除冰机构, 供除冰使用; 另一部分传至动压轮，实现装置的行走。

该设计的目的是提供一种体积小，运作灵活，运行稳定的输电线除冰机，也