一种多功能高压电缆起重敷设导向臂及其敷设方法与流程

本发明涉及铁路高压电缆、城市轨道交通杂散电缆及国家电网建设领域电力、变电、接触网专业高压电缆起重敷设施工，利用平板车机械化敷设高压电缆至电缆沟内的专用施工装备，具体说是一种高压电缆起重敷设导向臂。

背景技术：

铁路高压电缆、城市轨道交通杂散电缆及国家电网建设领域电力、变电、接触网专业，人工敷设高压电缆，将电缆展放出盘子后，采用绞磨和人工牵引方式，将高压电缆敷设至电缆沟内，完成高压电缆敷设。特别是高速铁路干线高压电缆单盘长度在3000余米，重量在5000kg左右，由于受施工环境及地形制约，需要3名安全防护人员防护和10名工人转动电缆盘，根据电缆盘架设位置，需要5-8人将电缆拖拽至电缆沟内。在电缆展放过程中，电缆外皮损伤、电缆弯曲应力未释放，成品保护不到位和施工安全风险伴随其中。

在铁路隧道内高压电缆敷设、隧道通风照明及城市轨道交通杂散电缆敷设时过去沿用梯子、梯车需四人掌控，作业人员将高压电缆固定在墙壁。针对上述工况和为解决施工人员老龄化、施工效率低的问题，研发了一种多功能高压电缆起重敷设导向臂。

技术实现要素：

一种多功能高压电缆起重敷设导向臂，包括提供回转作用的回转体组件、提供支撑作用的立柱组件、折臂组件、多级伸缩臂组件、辅助加长臂、供操作人员高空作业的吊篮组件及控制装置；所述回转体组件下部固定于外部可移动车体上，上端固定于立柱组件下端，折臂组件的两端分别与固定立柱组件和多级伸缩臂组件相铰接，折臂组件和回转体组件或立柱组件之间设有折叠控制油缸，折臂组件的一侧固定安装有用于操作折臂变幅或调整导向臂上下摆动角度的折臂油缸，折臂油缸的伸缩端固定在多级伸缩臂油缸耳座处，多级伸缩臂组件内置油缸驱动多级伸缩臂伸缩，辅助加长臂前端与多级伸缩臂组件末端固定连接；所述折臂组件上设有数量不少于一个的折臂电缆限位器，多级伸缩臂组件上设有数量不少于一个的伸缩臂电缆限位器，折臂组件和多级伸缩臂组件之间设有起保险作用的安全钢丝绳。

进一步的，所述回转体组件包括液压马达、底板、回转支承、液压马达回转盘、回转体顶盖；液压马达、回转支承内圈分别与底板通过螺栓连接；液压马达回转盘花键孔与液压马达花键轴连接、液压马达回转盘、回转体顶盖用通过螺栓与回转支承固定连接。

进一步的，所述折叠控制油缸反向安装，即折叠控制油缸的伸缩端与回转体组件或立柱组件连接，折叠控制油缸底座安装在折臂组件上，以提高变幅油缸顶升力。

进一步的，所述多级伸缩臂组件内置多只型号hsg80-1700的油缸，油缸安装在每级伸缩臂组件内腔，油缸缸筒底座固定在第一级，活塞杆伸缩端固定第二级臂内腔，其余级数的伸缩臂以此类推(操作第一节油缸伸缩，第二节伸缩臂伸缩)。

进一步的，所述辅助加长臂一端通过三角形板与多级伸缩臂组件端部固定连接，另一端顶部安装可旋转的万向电缆拨叉，用于导引、托举电缆，为跨越电杆、支柱而设计。

进一步的，所述吊篮组件为上下伸缩结构，吊环为矩形，上部设扇形孔，与伸缩臂末端上的对应轴连接，扇形孔可以自适应吊篮的垂直姿态，底部两只限位柱挡在吊篮上部横撑下方，横撑上按照吊环截面尺寸开孔，将吊环插入此孔，并安装锁紧两只限位柱，吊环受力上升，吊篮横撑挂在两只限位柱上，反之，吊环下降缩回。

进一步的，所述折臂电缆限位器或伸缩臂电缆限位器的结构为扁钢折成u型，底部钻孔，用螺栓固定于折臂、伸缩臂头部，在u型上方钻孔，将尼轮带两端搭扣和可旋转的空芯轴置于其中，作用是对导出的电缆起到限位，阻止电缆因张力弹出导向臂。

本发明的有益效果和特点是：(1)电缆盘匀速平稳回转，将盘上电缆导向到电缆槽道内，减少施工人员5至8人以上；(2)在平板车与电缆槽道之间有障碍物，如电杆、接触网支柱时，电缆无法直接导引至槽道内，将辅助加长臂安装在伸缩臂上，导向臂加长至9.6米，折臂顶升至最高点，伸缩臂伸展总长度9.6米平板车高度0.7米+回转体立柱总高2.4米，导向臂顶部超越电杆、接触网支柱高度，可轻松将电缆翻越落入电缆槽内，实现无障碍敷设电缆；(3)配备吊篮组件，也可用于工作人员高空作业，达到一机多用的效果。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例的整体结构示意图(折叠状态)；

图2是本发明的较佳实施例的整体结构示意图(展开状态)；

图3是图1回转体组件的分解结构示意图(图中黑色实心箭头为装载方向)；

图4是图1立柱组件的结构示意图；

图5是图1折臂组件的结构示意图；

图6是图1多级伸缩臂组件的结构示意图；

图7是图1辅助加长臂的结构示意图；

图8是图1吊篮组件的结构示意图；

图9是桥梁及隧道地段轨道侧敷设示意图；

图10是桥梁及隧道地段跨越轨道敷设示意图；

图11是路基段翻越敷设高压电缆敷设示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

请参照图1-图2，一种多功能高压电缆起重敷设导向臂，包括提供回转作用的回转体组件1、提供支撑作用的立柱组件2、折臂组件3、多级伸缩臂组件4、辅助加长臂5、供操作人员高空作业的吊篮组件6及控制装置；所述回转体组件，下部固定于外部可移动车体上，上端固定于立柱组件2下端，折臂组件3的两端分别与固定立柱组件2和多级伸缩臂组件4相铰接，折臂组件3和回转体组件1或立柱组件2之间设有折叠控制油缸1-1，折臂组件3的一侧固定安装有用于操作折臂变幅或调整导向臂上下摆动角度的折臂油缸3-2，折臂油缸3-2的伸缩端固定在多级伸缩臂油缸耳座处，多级伸缩臂内置油缸驱动伸缩臂伸缩，多级伸缩臂组件4上部设置可调电缆限位器，辅助加长臂5前端与多级伸缩臂组件4末端固定连接；所述折臂组件3上设有数量不少于一个的折臂电缆限位器3-2；多级伸缩臂组件4上设有数量不少于一个的伸缩臂电缆限位器4-1；折臂组件3和多级伸缩臂组件4之间设有起保险作用的安全钢丝绳4-2。

请参照图3，所述回转体组件1包括液压马达11、底板12、回转支承13、液压马达回转盘14、回转体顶盖15；液压马达11、回转支承13内圈分别与底板12通过螺栓连接；液压马达回转盘14花键孔与液压马达11花键轴连接，、液压马达回转盘14、回转体顶盖15用通过螺栓与回转支承13固定连接；操作液压回转马达，可实现360°范围内任意位置回转及并锁定。

请参照图5，所述折臂电缆限位器3-2或伸缩臂电缆限位器4-1的结构为扁钢折成u型，底部钻孔，用螺栓固定于折臂、伸缩臂头部，在u型上方钻孔，将尼轮带两端搭扣和空芯轴置于其中，用穿钉固定，作用是对导出的电缆起到限位，阻止电缆因张力弹出导向臂。

所述立柱组件2用q235厚度24钢板按图焊接，底部焊接油缸耳座，顶部铰轴孔直径50，用轴与折臂对应孔连接，三边间距120的螺栓孔直径18，用螺栓安装与回转体顶盖上。铰轴孔中心至回转体顶盖高度2.0米。

所述3折臂组件用hq70厚度4钢板按图焊接u型断面，两端铰链孔径50分别用直径50的轴与立柱、三级伸缩臂连接，侧边焊接折臂油缸耳座，中间钻顶升油缸耳环连接孔孔径50，铰链处设计为四连杆结构，增加扭矩，顶部焊接电缆引导环固定架和钢丝绳固定孔。电缆导引环结构为快装尼龙带和直径60滚轴结构，钢丝绳直径14，两端压接带孔端子，总长度485毫米，钢丝绳端子分别固定在折臂、伸缩臂对应孔位，在工作状态时起安全防护作用。

所述折叠控制油缸1-1反向安装，即折叠控制油缸1-1的伸缩端与回转体组件1或立柱组件2连接，折叠控制油缸1-1底座安装在折臂组件3上，以提高变幅油缸顶升力；

所述多级伸缩臂组件4内置多只型号hsg80-1700的油缸，伸出总长度5.4米，内置油缸具体安装在伸缩臂组件内腔，缸筒底座固定在第一级，活塞杆伸缩端固定第二级臂内腔，以此类推，操作第一节油缸伸缩，第二节伸缩臂伸缩，以此类推；一级臂头部两孔用销轴分别与折臂和顶升油缸连接，伸缩臂顶部焊接有三个电缆引导环固定架；电缆导引环结构为快装尼龙带和直径滚轴结构，伸缩臂和折臂根据不同需要做相应运动。

请参照图2，图5，图7，图8，所述辅助加长臂5一端通过三角形板4-3与多级伸缩臂组件4端部固定连接，另一端顶部安装万向电缆拨叉5-1，用于导引、托举电缆，为跨越电杆、支柱而设计如图7；

本导向壁配备吊篮组件，也可用于工作人员需要高空作业的情况，避免另外配置作业设备，实现了一机多用的效果，吊篮吊环6为上下伸缩结构，吊环6-1为矩形，上部设扇形孔，与伸缩臂末端上的对应轴连接，扇形孔可以自适应吊篮的垂直姿态，底部两只限位柱挡在吊篮上部横撑下方，横撑上按照吊环截面尺寸开孔，将吊环插入此孔，并安装锁紧两只限位柱，吊环受力上升，吊篮横撑挂在两只限位柱上，反之，吊环下降缩回，不用时松开螺栓落下吊环；辅助加长臂5用hq70厚度4钢板焊接u型断面，长度2.2米，一端头部三角形孔与伸缩臂第三级尾部对应位置轴连接固定，导向臂总长延长至9.6米。在伸缩臂第三级尾部对应位置轴处，将吊篮固定，可实现高空作业，吊篮最大载重500kg,满足本行业所有高空作业需求。

回转体回转马达采用采用摆线减速马达bm2-250，转速介于0-250rpm,输出扭矩介于0-470n.m,输出功率0-10kw,最高压力14mpa，最大流量25l/min。

请参照图9-11，所述的多功能高压电缆起重敷设导向臂的敷设方法，包括：

(1)在桥梁及隧道地段轨道侧敷设；调整立柱组件2角度，回转至与线路成30-60°，调整折臂组件3摆幅角度、多级伸缩臂组件4长度，使多级伸缩臂组件4头部至电缆槽，距电缆槽高度约1-1.3米，将高压电缆卡装在折臂电缆限位器3-2或伸缩臂电缆限位器4-1中，电缆盘随外部装载车同步转动(导向臂整体装载在外部装载车上)，放出电缆7，导向臂将电缆导入电缆槽方向，落入电缆槽的电缆对折臂组件3和多级伸缩臂组件4形成张力，导向臂将电缆导引至电缆槽，完成高压电缆敷设；

(2)在桥梁及隧道地段跨越轨道敷设；调整立柱组件2角度，回转至与线路成20-40°，调整折臂组件3摆幅角度，将辅助加长臂5安装在多级伸缩臂组件4头部对应位置，调整多级伸缩臂组件4长度，使折臂组件3、多级伸缩臂组件4、辅助加长臂5总长度大于7.3米，调整回转体回转角度，使辅助加长臂5头部的电缆拨叉5-1在电缆槽上方1-1.3米，将高压电缆卡装在折臂电缆限位器3-2、伸缩臂电缆限位器4-1及辅助臂电缆拨叉5-1中，电缆盘随车同步转动，放出电缆7，辅助臂电缆拨叉5-1引导电缆导入电缆槽方向，落入电缆槽的电缆对导向臂形成张力，随着外部装载车前行，将电缆导依次引至电缆槽，完成高压电缆敷设；

(3)在路基段翻越敷设高压电缆；根据铁路设计规范，路基段电缆槽设计在接触网支柱9基础外侧，实施方式与在桥梁及隧道地段轨道侧敷设一致；铁路四电专业交叉施工、相互干扰一直无法克服，接触网支柱组立后，完全依靠人工敷设高压电缆，实施方式如下；

(a)将辅助加长臂5安装在伸缩臂头部对应位置，调整立柱回转角度与线路成30-60°，调整折臂组件3角度，调整多级伸缩臂组件4，调整回转体组件1和折臂摆幅角度，使辅助臂头部的电缆拨叉5-1跨越接触网支柱顶部，高压电缆在电缆拨叉内翻越接触网支柱9，落下折臂组件3，电缆落入电缆槽内，完成电缆跨越支柱，此时外部装载车停驶，电缆盘转动放出电缆长度满足导向臂跨越高度即可，完成跨越回转立柱使折臂组件3摆幅角度、多级伸缩臂组件4顺线路方向，到下一支柱时，回转立柱，调整折臂组件3摆幅角度进行下一次跨越，如此往复，将电缆完成跨越敷设；

(b)按在桥梁及隧道地段轨道侧敷设实施：先前进将电缆全部展放至轨道板至接触网支柱9之间路基安全位置，电缆全部展放后，空车回程倒退时，调整好导向臂总长度满足跨越要求，将支柱附近电缆人工放入电缆拨叉5-1内，操作折臂组件3摆幅角度和回转体组件1角度，将电缆翻越接触网支柱9顶部，落下导向臂，电缆随之落入电缆槽内，回转立柱，使导向臂与线路同向，如此往复，完成电缆跨越敷设。

采用折臂与伸缩臂结构有利于导向臂结构紧凑，伸展自如，利用导向臂起吊电缆，节约汽车吊台班，用于高空作业提高作业效率，减少人力成本，具有较好的起重曲线。

经济效益对比：人工放线：8人x200元/人＝1600元，管理费

1600x25％＝400元，计2000元，按作业时间70天，则人工放线费用：210000元。如果遇有障碍物，则需要30多人甚至更多的人工，效率低至每小时不足1km.条。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“横向”“平行”“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。