输电线路除冰机器人机械部分设计

ee输电线路除冰机器人机械部分设计作者：e（e）指导老师：e[摘要]针对现在有输电线路除冰效率低下、存在严重安全隐患、运行不平稳的特点，通过参考国内外的实体模型及文献资料，设计一种新型的输电线路除冰机器人。该机器人主要由行走机构、除冰机构和驱动机构组成，其中除冰机构采用铣削和敲击的复合式除冰机构，并且铣削刀具是组合刀具，可以高效、快速、安全的进行除冰；行走机构采用的是轮式移动，安全平稳；不同机构由各自电机驱动，并且能源供给直接由输电线提供。[关键词]输电线；覆冰；除冰机器人；机械除冰eeThemechanicalpartsofthetransmissionlinedeicingrobotdesignAuthor:e（e)Instructor:eAbstract:Fornowthereistransmissionlinesdeicingefficiencyislow,thereareserioussecurityhiddendanger,thecharacteristicsoftheoperationisnotsmooth,bystudyingthedifferentde-icingmethodsathomeandabroad,designanewtypeoftransmissionlinedeicingrobot.Therobotismainlycomposedofwalkingmechanism,de-icingmechanismandthedrivemechanism,thede-icingsystemadoptscompounddeicingmechanismofmillingandknock,andthemillingcutterisacombinationtool,canbeefficient,fast,andsafefordeicing;Runninggearisthewheelmoving,safeandsmooth;Differentinstitutionsbytheirrespectivemotordrive,andenergysupplyisdirectlyprovidedbythetransmissionline.Keywords:Powerlines;ice;deicingrobot;mechanicalde-icingeeI目录1绪论......................................................................11.1输电线覆冰概况.........................................................11.2输电线路覆冰的危害及原因................................................21.2.1覆冰的形成...........................................................21.2.2输电线覆冰的危害.....................................................21.2.3国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势.............................31.2.4除冰机研究的内容和目的...............................................52除冰机方案设计..........................................................72.1除冰机工作原理..........................................错误!未定义书签。2.2机构的设计方案..........................................错误!未定义书签。2.2.1驱动方式选择.........................................错误!未定义书签。2.2.2减速传动方式选择.....................................错误!未定义书签。2.2.3除冰机行走方式选择...................................错误!未定义书签。2.2.4除冰方式选择.........................................错误!未定义书签。2.2.5除冰机电源选择......................................错误!未定义书签。2.3除冰机主体结构设计.....................................错误!未定义书签。2.3.1除冰机器人上箱体.....................................错误!未定义书签。2.3.2除冰机器人下箱体.....................................错误!未定义书签。2.3.3减速部分.............................................错误!未定义书签。3除冰机传动零件的设计...................................错误!未定义书签。3.1齿轮的设计..............................................错误!未定义书签。3.1.1选定齿轮的类型，精度等级，材料以及齿数...............错误!未定义书签。3.1.2按齿面接触强度设计..................................错误!未定义书签。3.1.3几何尺寸计算.......................................错误!未定义书签。3.2II轴上小齿轮的设计验算.................................错误!未定义书签。3.2.1按齿面接触疲劳强度验算...............................错误!未定义书签。3.2.2齿根弯曲疲劳强度验算.................................错误!未定义书签。eeII3.3轴的设计................................................错误!未定义书签。3.3.1轴的材料选择.........................................错误!未定义书签。3.3.2轴的结构设计........................................错误!未定义书签。3.4轴承校核..............................................错误!未定义书签。3.4.1与滑动轴承相比，滚动轴承的优点.......................错误!未定义书签。3.4.2与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点.......................错误!未定义书签。3.4.3滚动轴承类型选择应注意的问题.........................错误!未定义书签。3.5除冰机构的设计.........................................错误!未定义书签。3.5.1除冰方式选择........................................错误!未定义书签。3.5.2刀架设计.............................................错误!未定义书签。3.5.3除冰机各电机的选择...................................错误!未定义书签。4零件的建模...............................................错误!未定义书签。4.1齿轮的建模过程..........................................错误!未定义书签。4.2轴的建模过程...........................................错误!未定义书签。5除冰机器人装配..........................................错误!未定义书签。5.1行走减速机构装配........................................错误!未定义书签。5.2铣削除冰机构装配.......................................错误!未定义书签。5.3敲击除冰机构装配.......................................错误!未定义书签。5.4整体装配效果图.........................................错误!未定义书签。6总结......................................................错误!未定义书签。致谢........................................................错误!未定义书签。参考文献...................................................错误!未定义书签。ee11绪论1.1输电线覆冰概况输电线因为结冻覆冰通常容易引起电线断线、线塔倒杆、电网损坏、大面积限电、断电等事故，不仅对电力运行安全带来影响，也给人们的生产生活带来很多不便。据不完全统计，自上世纪50年代以来国内外输电线路不断遭受覆冰的危害。1998年魁北克省南部，纽约州北部和英格兰地区北部（包括部分非蒙特州，新罕布什尔州和缅因州），1000多座电塔和35000多木质电塔被压倒，约5千组变压器被烧毁，3千多公里电线受损。2003年我国由覆冰引起的110—500kv输电线路跳闸9次占总事故的31.27%，其中500kv线路跳闸13次；由于覆冰引起110—500kv线路非计划停运47次，占总事故的41.24%。2004年12月值005年2月，我国华中地区出现大面积冰灾事故，仅湖南省就有700多万人受灾，直接经济损失超过10亿。2008年1月，南方多个省份遭受了50年一遇的冰雪灾害，华中、华东部分地区出现长时间的大强度、大范围的低温雨雪冰冻天气，导致湖南、江西、安徽、浙江、湖北等地的电网发生倒塔、断线、舞动、覆冰闪落等多种灾害，湖南电网14条500kv\44条220kv和121条110kv线路停运；江西电网17条500kv、57条220kv和168条110kv线路停运；浙江电网23条500kv、21条220kv和14条110kv线路停运，“西电东送”大通到江城、宜华500kv直流线路损坏严重，河南、重庆、四川等地电网也受到不同程度的冲击和破坏。部分地区的线路覆冰的厚度达到40—60mm，远远超出了15—20mm的设计值，如图1所示。图1.1线路覆冰随着我国经济告诉发展，超高压大容量输电线路越建越多，线路走向穿越的地理环ee2境越来越复杂，比如要经过大面积的水库、河流、湖泊和崇山峻岭。这给输电线的维护工作带来很多困难，而且再演冬季初春季节，我国云贵高原、川陕一带和两湖地区常出现雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆冰，使线路舞动、闪络、烧伤，甚至断线倒杆、倒塔，使电网结构遭到破坏，安全运行受到严重威胁。在紧急情况下，寻道员用带电操作杆或其他类似的绝缘棒只能除去很少一部分覆冰，而且人工除冰危险性太高且效率低下。在一些地理环境和气候与我国相似的国家，为了为了保证电力系统的可靠性，提高高压线除冰的效率，开发了一种可以替代或者部分替代人工除冰作业的新型设备一直是国内外研究的热点。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行输电线除冰，有着较好的应用前景和实用意义。