【正文】 輸電線路除冰機器人機械部分設(shè)計作者：e（e）指導老師：e [摘要]針對現(xiàn)在有輸電線路除冰效率低下、存在嚴重安全隱患、運行不平穩(wěn)的特點，通過參考國內(nèi)外的實體模型及文獻資料，設(shè)計一種新型的輸電線路除冰機器人。該機器人主要由行走機構(gòu)、除冰機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)組成，其中除冰機構(gòu)采用銑削和敲擊的復合式除冰機構(gòu)，并且銑削刀具是組合刀具，可以高效、快速、安全的進行除冰；行走機構(gòu)采用的是輪式移動，安全平穩(wěn)；不同機構(gòu)由各自電機驅(qū)動，并且能源供給直接由輸電線提供。 [關(guān)鍵詞]輸電線；覆冰；除冰機器人；機械除冰3 / 43 The mechanical parts of the transmission line deicing robot design Author: e（e)Instructor: e Abstract: For now there is transmission lines deicing efficiency is low, there are serious security hidden danger, the characteristics of the operation is not smooth, by studying the different deicing methods at home and abroad, design a new type of transmission line deicing robot. The robot is mainly posed of walking mechanism, deicing mechanism and the drive mechanism, the deicing system adopts pound deicing mechanism of milling and knock, and the milling cutter is a bination tool, can be efficient, fast, and safe for deicing。 Running gear is the wheel moving, safe and smooth。 Different institutions by their respective motor drive, and energy supply is directly provided by the transmission line. Key words: Power lines。 ice。deicing robot。mechanical deicing 目 錄1緒論 1 輸電線覆冰概況 1 2 2 2 、發(fā)展趨勢 3 52除冰機方案設(shè)計 7 6 8 8 8 9 10 除冰機電源選擇 10 除冰機主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 11 12 123除冰機傳動零件的設(shè)計 14 14 ，精度等級，材料以及齒數(shù) 14 按齒面接觸強度設(shè)計 15 幾何尺寸計算 17 II軸上小齒輪的設(shè)計驗算 18 18 20 20 21 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 26 ，滾動軸承的優(yōu)點 26 ，滾動軸承的缺點 27 28 除冰機構(gòu)的設(shè)計 29 除冰方式選擇 29 30 324零件的建模 34 34 軸的建模過程 375除冰機器人裝配 40 40 銑削除冰機構(gòu)裝配 40 敲擊除冰機構(gòu)裝配 41 整體裝配效果圖 426總結(jié) 45致謝 46參考文獻 471緒論 輸電線覆冰概況輸電線因為結(jié)凍覆冰通常容易引起電線斷線、線塔倒桿、電網(wǎng)損壞、大面積限電、斷電等事故，不僅對電力運行安全帶來影響，也給人們的生產(chǎn)生活帶來很多不便。據(jù)不完全統(tǒng)計，自上世紀50年代以來國內(nèi)外輸電線路不斷遭受覆冰的危害。1998年魁北克省南部，紐約州北部和英格蘭地區(qū)北部（包括部分非蒙特州，新罕布什爾州和緬因州），1000多座電塔和35000多木質(zhì)電塔被壓倒，約5千組變壓器被燒毀，3千多公里電線受損。2003年我國由覆冰引起的110—%，其中500kv線路跳閘13次；由于覆冰引起110—500kv線路非計劃停運47次，%。2004年12月值005年2月，我國華中地區(qū)出現(xiàn)大面積冰災(zāi)事故，僅湖南省就有700多萬人受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失超過10億。2008年1月，南方多個省份遭受了50年一遇的冰雪災(zāi)害，華中、華東部分地區(qū)出現(xiàn)長時間的大強度、大范圍的低溫雨雪冰凍天氣，導致湖南、江西、安徽、浙江、湖北等地的電網(wǎng)發(fā)生倒塔、斷線、舞動、覆冰閃落等多種災(zāi)害，湖南電網(wǎng)14條500kv\44條220kv和121條110kv線路停運；江西電網(wǎng)17條500kv、57條220kv和168條110kv線路停運；浙江電網(wǎng)23條500kv、21條220kv和14條110kv線路停運，“西電東送”大通到江城、宜華500kv直流線路損壞嚴重，河南、重慶、四川等地電網(wǎng)也受到不同程度的沖擊和破壞。部分地區(qū)的線路覆冰的厚度達到40—60mm，遠遠超出了15—20mm的設(shè)計值，如圖1所示。 線路覆冰隨著我國經(jīng)濟告訴發(fā)展，超高壓大容量輸電線路越建越多，線路走向穿越的地理環(huán)境越來越復雜，比如要經(jīng)過大面積的水庫、河流、湖泊和崇山峻嶺。這給輸電線的維護工作帶來很多困難，而且再演冬季初春季節(jié)，我國云貴高原、川陜一帶和兩湖地區(qū)常出現(xiàn)霧凇和雨凇現(xiàn)象，造成架空輸電線路覆冰，使線路舞動、閃絡(luò)、燒傷，甚至斷線倒桿、倒塔，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，安全運行受到嚴重威脅。在緊急情況下，尋道員用帶電操作桿或其他類似的絕緣棒只能除去很少一部分覆冰，而且人工除冰危險性太高且效率低下。在一些地理環(huán)境和氣候與我國相似的國家，為了為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，提高高壓線除冰的效率，開發(fā)了一種可以替代或者部分替代人工除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國內(nèi)外研究的熱點。因此，研制安全有效的除冰機械以代替人進行輸電線除冰，有著較好的應(yīng)用前景和實用意義。 架空線路覆冰是在初春或者冬季，降雪或者雨雪交加的天氣，在導線及避雷線、絕緣子串等處附著水滴。當氣溫下降時，水滴凝結(jié)成冰，即覆冰。之后積雪繼續(xù)落下在導線的冰層上，使得冰層越積越厚。這是一層半透明或者透明的冰層，最后可達20—40mm厚，覆冰的形狀與風向相關(guān)，當風向與線路平行時，覆冰的斷面呈橢圓形；當線路與風向垂直時，覆冰的截面呈傘形；當無風時，覆冰截面呈圓形。 研究表明，導致覆冰的必要天氣條件時：（1） 具有足夠可凍結(jié)的氣溫，即0℃以下。（2） 具有較高的濕度，即空氣相對濕度達到80%以上。（3） 具有可使空氣中水滴運動的風速，即大于1m/s。 覆冰對線路的危害有過荷載、覆冰舞動、脫冰跳躍、絕緣子冰閃，會造成桿塔變形、倒塔、斷線、絕緣子損壞、絕緣子閃絡(luò)等事故。過荷載，當導線、桿塔覆冰時，冰的重量會增加所有支撐結(jié)構(gòu)和金具的垂直負擔，導致輸電線的弧垂變大，使導線間或者導線與地面間絕緣距離減小，當風吹動導線時由于絕緣距離不夠而發(fā)生短路。另外，由于覆冰過重會增加導線張力，從而增大桿塔基及基礎(chǔ)的力矩，增大轉(zhuǎn)角塔的扭矩，造成桿塔扭轉(zhuǎn)、彎曲、基礎(chǔ)下沉、傾斜，甚至在拉線點以下發(fā)生折斷。覆冰也會是導線受風面積增大，此時桿塔所受的水平荷載也隨之增大，線路因此可能受到嚴重的橫向倒桿事故。因為輸電線路相鄰格擋之間、高度不同，使導線在覆冰時引起縱向靜力不平衡，產(chǎn)生縱向荷載。當覆冰不均勻、自行脫落或被擊落時，倒顯得懸掛點會產(chǎn)生很大的縱向