针对放线车线头回弹缺陷的止线器研究

金一　史兴才　朱远达

摘 要：为提高培训效率，消除放线车线头回弹缺陷，构建了一种简单的止线器；止线器绕开绕线柱工艺造成的重心偏移难题，通过在放线口设置阻尼装置，克服回弹力矩，导引线材单向抽取；止线器从结构上分为基座、支架、承轴与挡板4部分，通过螺旋结构与放线孔相连接，线材的单向导引功能依靠挡板的下压与释放实现，经2015年实操培训验证验证，满足设计要求，提高了装表接电培训效率。

关键词：止线器 线头回弹 放线车

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0090-02

随着国家电网公司“电力用户用电信息采集系统”的全面推广，智能电表逐渐替代机械电能表实现全覆盖[1-2]。辽宁省电力有限公司各地市公司所属装表接电工种，现场任务量巨大，对班组成员接线操作技能水平的要求更为苛刻，迫切需要高频率的技能实操培训应对现场旺盛的培训需求。

国网辽宁技培中心装表接电实训室作为辽宁装表接电工种的对口培训单位，在2015年开展了大量的技能实操培训工作，装表接电是一个典型的熟练工种，技能水平的提高不仅仅在于对计量专业知识与操作工艺的掌握，更在于大量操作动作的重复练习[3]，在实际的操作培训中，电线的消耗量巨大，需配置专门的放线车满足学员对不同口径颜色的快速选择与截取，但是由于在设计上的缺陷，当前放线车存在着线头回弹缺陷，在培训中频发，排障流程繁琐，耗时耗力且存在一定伤害风险，极大制约了培训效果的提高。

1 放线车的缺陷分析

放线车从结构上分为车体、8个绕线柱单元与8型号电线线材三部分组成。其中，车体为电线的存储单元，下设2主动轮与2被动轮实现车体的移动与固定功能，车体的前后各有4个放线孔，两侧有车体挡板；绕线单元为电线的释放单元，当学员通过放线孔抽动电线时，绕线柱会转动释放线材，绕线单元包括柱体与固定挡板及其锁定器件等；在装表接电中需要使用的电线型号较多，其中以线径2.5 mm2、4 mm2的BV线为主，包括黄绿红黑4色，放线车储存的即这8种线材，其中车同一端抽取的为同一线径不同色电线，2放线车交错并排放置，即可实现同一端所有线材的选择与截取。

在实际的排除过程看似简单，但每一次的排故都会导致整台放线车退出工作，耗时5～10 min，在导引的过程中，由于固定挡板已经卸下，电线绕组其容易松动，需在导引的过程中用手保持压制，一旦松动，必须重新绕紧，负责放线的过程中，会导致外圈的线材受力过猛勒入内圈，相互缠绕、打死扣，导致事故扩大。同时，由于挡板位于车体内部，设计之初从成本角度考虑，并没有采用打磨等表面处理工艺，部分车体内部挡板尖锐带毛刺，极易造成排故人员二次伤害。

2 解决方案

放线车回弹缺陷的原因，首先在于设计方案的粗放，没有在细节方面过多考虑；更重要的由于生产成本的考虑，采用了简化的生产工艺，绕线柱体重心偏移，导致受力回弹。所以重心位置的补偿是解决问题的最直接方法，但是基于当前实际的设备，由于工艺的粗糙，绕线柱体的重心分布式非线性的，每一个柱体的重心偏移程度存在着很大的随意性，无法在不改变柱体结构的前提下采用简单的装置实现重心的补偿。从力学的角度分析，柱体由于重心的偏移收到一个回转的力矩发生回弹，既然不能够消除这个回弹的力矩，那么增加一个反方向的补偿力矩实现力矩之间的平衡，也是可以可行的解决方案。简单地说，我们只需要解决“回”的问题，而可以忽略“弹”的问题。

所谓“回”，本质在于线材的双向运动，添加合适的阻尼装置，实现线材的单向抽取，阻止反向收缩，即是针对放线车线头回弹缺陷的止线器设计原理，下面进行详细的分析说明。

2.1 止线器的功能结构

文中，通过在放线车内部的放线孔内侧安装止线器实现电线的单向抽取，止线器从结构上分为基座、支架、承轴与挡板4部分，基座是整个结构的基础，它通过螺旋结构与放线孔相连接，导引线材的释放，针对不同的孔径选择不同的螺旋结构；挡板导引线材单向释放，抽出时挡板随波擦力上升，下压力减少，释放线材；停止抽出，线材回弹，随摩擦力挡板下降，下压力增大，将线材止逆卡住。2个支架与承轴将挡板与基座相连接，配合挡板产生摩擦力矩，导引电线单向抽取。

2.2 止线器的生产工艺

因为止线器主要通过挡板的下压与释放实现线材的单向导引，所以其产品尺寸的细微偏差都会导致摩擦力矩的改变，影响止逆器止逆效果的实现，而且，针对不同的线径需要不同规格的止逆器挡板与基座，而当前一般的加工工艺都存在一定的误差偏移，因此，文中的止逆器采用全塑料材质，模块化设计，各模块采用3维建模计，3D打印一体成型，3D打印技术能够实现设计与生产之间的零误差衔接，同批产品误差便宜基本为零。采用3D打印制造止线器，可以有效提高产品精度，防止金属材料易出现毛刺和热塑材料易出现的结构脆弱等问题，产品无需后期加工工艺处理，各安装模块之间切合紧密，不以相互磨损，通用性好[4-5]。

2.3 止线器的安装与功能测试

文中的止线器各模块3D一体成型，只需要4个步骤就可以实现止线器的组合与安装，首先，2个支架安装于基座上；其次，选择对应线材线径的挡板，串入支架中间，固定；然后，将止线器通过螺旋结构安装于于放线车放线孔内侧；最后导引线材通过止线器，导出线头，测试效果。

3 结语

文中针对国网辽宁技培中心装表接电培训中出现的线头回弹缺陷，基于当前设备，研究了放线车止线器，它由基体、支架、挡板等组成，通过螺丝结构安装在放线孔面板内侧，导引线材单向释放，防止线材回弹。其创新方面是在以下三点：首先，采用全塑料材质；其次，独立成型，模块化设计，不改变原先放线车的结构，配置对应的挡板型号适应不同线径（4、2.5、1.5等）的放线孔，其他组成模块通用；最后，各模块采用3维建模设计，3D打印一体成型。经过2015年的技能操作培训实践验证，止线器在不改变原先放线车结构的前提下。通过对12台放线车的放线孔安装止线器，能够以最低的成本克服抽线线头回弹缺陷，节省了培训资源，提高了培训效率，创造了一定的经济价值。

参考文献

[1] 刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2] 宗建华.智能电能表[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 李小丽，马剑雄.3D打印技术及应用趋势[J].自动化仪表，2014，35（1）：1-5.

[4] 杜宇雷，孙菲菲.3D打印材料的发展现状[J].徐州工程学院学报：自然科学版，2014，29（1）：20-24.