便携式通用爬梯延长器的设计与应用

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第28期   作者:刘作鹏 王君杰 王君宇 李涛 吴琼
[导读] 摘要:随着城市建设的快速发展,电力电缆地下管廊密度陡增,管廊内的日常巡视、检修等工作量也随之增大。
        (国网辽宁省电力有限公司大连供电公司  辽宁大连  116000)
        摘要:随着城市建设的快速发展,电力电缆地下管廊密度陡增,管廊内的日常巡视、检修等工作量也随之增大。工作人员出入地下管廊必须使用的爬梯,存在诸多不便和安全隐患。通过对目前各类管廊爬梯的综合调研,一种旨在解决出入工井爬梯问题的便携式、操作简单、各类爬梯可通用的爬梯延长工具应运而生。
        关键词:地下管廊;爬梯;延长;工具
        1设计意义和目标
        1.1目前现状及设计意义
        地下管廊爬梯通常设置在井口平面以下,由于部分道路施工改造工程使得井口抬高,甚至会出现约1.5米左右的高度差,如图1所示。由于井口位置没有给人员提供支撑的扶手,人员上下时,只能手扶地面,并且井口通常比较狭窄,很难注意脚下动作,极有可能发生踏空甚至坠落等事故[1]。
 
        图1 井口爬梯
        当井口爬梯不便进出时,若更换井口进入会增加工作人员的工作量和工作时间,而利用绳索进入则需要更多的工作人员,耗时耗力,同时无法保障安全性。
        因此,电缆运维人员急需一种便携式、操作简单、各类爬梯可通用的爬梯延长器,以提高进出电缆井时的效率和安全性。
        1.2设计目标
        针对目前人员出入工井爬梯不便的问题,本设计将解决人员出入井口的方便性和安全性作为主要目的,旨在设计一种便携式、操作简单、各类爬梯可通用的爬梯延长器。根据现场工作的实际需求和日后大范围推广应用要求,设计目标如下:
        1.2.1通用性
        由于现有电缆工井爬梯样式各异,横梁间距不统一,爬梯的宽度、横梁间距的尺寸都存在差异。因此,爬梯延长器必须有通用性,能够适应目前现场已有的各种电缆井爬梯,可以在各类爬梯、各种横梁间距尺寸的工井口通用。
        1.2.2便携性
        作为一款可在不同类型、不同尺寸爬梯间通用的工具,应该控制本工具的尺寸、重量,以供工作人员巡视、检修等作业中随车携带,甚至单人也可以随身携带,即必须具备便携性。
        1.2.3经济性
        如果需要对已有电缆井或电缆井爬梯进行改造,或工具本身的成本造价较高,那就失去了作为便携、延长工具所存在的价值。所以,无论从制造、使用各方面,都需要具有经济性,这也是日后其作为通用工具进行大范围推广应用的必备条件[2]。
        1.2.4安全性
        最基本的功能是辅助工作人员出入工井,解决目前出入工井的不便和不安全现状,因此,本工具的设计必须本着保证人身和设备安全的前提。工具本体结构应牢固,满足人员上下爬梯所需要的强度,同时与原爬梯连接后必须稳定、不摇晃,连接部分必须牢靠,并具自锁功能。
        2结构设计
        设计人员根据爬梯的生产批次、投运年限的不同,其宽度、横梁间距的尺寸都有较大差异,因此,在对便携式通用爬梯延长器进行设计时,加入了可调节的设计理念,并根据安全性要求,设计了自锁防脱的卡槽。具体设计方案如下。
        2.1设计结构
        延长器主体利用了杠杆原理,因此具有较高的稳定性[3],如下图2所示,呈一个倒“T”形结构,竖直的长杆为扶手,扶手最下端设置水平横梁,横梁两端为固定卡槽,长杆下半部设两处限位器,两处限位器中间设一个可上下滑动的滑动卡槽。
 
        图2 爬梯延长器结构图
 
        图3 两处卡槽开口设计放大图
        固定、滑动一静一动两处卡槽具体结构如图3所示,滑动卡槽用于固定爬梯第一层横梁,固定卡槽用于固定爬梯的第二层横梁,固定卡槽与滑动卡槽的间距可通过限位器实现调节,调节范围可覆盖目前电缆通道工井内所有爬梯横梁的间距,从而实现不同爬梯间的通用性。
        卡槽开口顶端有圆弧设计,固定卡槽顶端开口与滑动卡槽顶端开口方向相反,固定卡槽圆弧弯向延长器,滑动卡槽圆弧弯曲背向延长器。当爬梯当两级横梁均滑动到卡槽开口顶端时,由于延长器有水平方向拉力,上端向左倾斜,因杠杆原理作用,两层爬梯横梁划入开口顶端的圆弧内,使此工具与爬梯牢牢卡住,保证了卡槽与爬梯的可靠连接,不会脱落。
        2.2操作流程
        在设计制作出试验样品后,运维人员对便携式通用爬梯延长器进行了现场测试,对其使用方法进行了梳理总结,制定了相关操作流程:
        (1)使用前,操作人需要确认本工具各部分结构是否完整、连接部分是否稳固、焊接部位有无开焊,确认完好无误后方可使用;
        (2)安装时先将两处卡槽开口处与井口爬梯第一级和第二级横梁对齐,然后利用延长器重力作用下落,使爬梯两级横梁卡入工具内;
        (3)使两级爬梯的横梁分别卡入两处卡槽顶端不同方向的开口内,并确认爬梯与工具间已卡紧牢靠;
        (4)确认挂牢后,方可以利用本工具进出上下工井爬梯。
        (5)使用完本工具后,给延长器一个与(3)方向想反的力,使爬梯横梁从开口顶端脱落,而后向上提起延长器。
        3应用效果
        通过实际工作中的测试和使用,验证了延长器的实用性和可靠性。以前因地面抬高或爬梯设计较短而难以出入的工井,均可使用本便携式通用爬梯延长器,本延长器功能及结构承力完全满足人员上下的需求。其应用效果可作如下归纳:
        1、整体尺寸满足设计初期便携性的要求,并实现了单人可随身携带的能力;
        2、双卡槽设计,解决了延长器必须具备通用性的设计要求;
        3、两处卡槽顶端开口方向相反的设计,形成自锁装置,使该延长器使用时的安全性得到了保障;
        4、延长器整体结构依靠方管、钢片焊接而成,材料强度高,无需配备过多备品或备件,相较于在每一个井口进行改造的解决思路具有极大的经济优势。
        一静一动两处卡槽结构设计解决了此延长器的通用应问题;固定、滑动卡槽两个开口顶端有反向圆弧设计,解决了此延长器应用的安全性和稳定性。
        4总结与展望
        本次针对爬梯与地面高差造成人员出入不便的问题,设计人员设计了一款便携式通用爬梯延长器,该延长器具有的便携、操作简单、各类爬梯通用的功能优势,使其在具体应用中具有极强的适应能力和普及能力。同时,因其具备无需对已有设备设施改造、自身造价低廉的经济优势,具备较高的推广价值。
        虽然取得了较好的应用效果,但其依然存在改进、优化的空间,例如可在自身重量、高度差进一步增大上进一步改进,同时可以增加配合上下工具等新的功能。
        日后,设计人员将把此设计进一步改进,并在其它地下管网进行推广。
        参考文献:
        [1]吴长浩,谢孝敖,宣玉华.配电线路钢管杆攀登爬梯可移动接续梯[J].农村电工,2018.
        [2]马眸眸.区域信息化与工业化融合的影响因素及综合评价研究[D].中国地质大学,2017.
        [3]陈秋玲.杠杆原理及其应用.企业导报,2014.
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