基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置，包括中間開(kāi)有工件通過(guò)孔的齒輪型布架底座，布架底座通過(guò)齒輪與電機(jī)相連，電機(jī)通過(guò)齒輪控制布架底座繞工件中心軸旋轉(zhuǎn)；所述的布架底座上設(shè)置有環(huán)繞工件并在工件圓周上等距分布的若干樹(shù)脂布團(tuán)，樹(shù)脂布團(tuán)上的樹(shù)脂布纏繞在工件外緣上。本實(shí)用新型專利技術(shù)方便將樹(shù)脂纖維布纏繞在工件上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置
本技術(shù)涉及絕緣桿塔領(lǐng)域，具體是一種基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置。
技術(shù)介紹
在電力行業(yè)，F(xiàn)RP復(fù)合材料也在發(fā)揮其重要作用，其中使用范圍最廣、成效最大的莫過(guò)于輸電線路桿塔。玻璃纖維復(fù)合材料桿塔相比如傳統(tǒng)材料桿塔輕質(zhì)高強(qiáng)、高絕緣、耐腐蝕的技術(shù)優(yōu)勢(shì)特性已被世界各國(guó)所認(rèn)同，因而成為全球電網(wǎng)建設(shè)中被積極研發(fā)與推廣應(yīng)用的目標(biāo)產(chǎn)品。國(guó)外復(fù)合材料電桿的制造與應(yīng)用主要集中在北美和歐洲地區(qū)，其中研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用最為成熟的是美國(guó)，美國(guó)的EbertComposites公司、PowertrusionComposites公司、Shakespear公司、NorthPacific公司和CTC公司等制品廠家都開(kāi)發(fā)了自己的復(fù)合材料桿產(chǎn)品，并申請(qǐng)專利和得到了比較廣泛的應(yīng)用。發(fā)展中國(guó)家如埃及、巴西、智利和伊朗等也在積極開(kāi)展復(fù)合材料桿塔的制造與應(yīng)用工作，我國(guó)亦于近期對(duì)復(fù)合材料桿塔技術(shù)進(jìn)行了研究，如北京703研究所，鞍山遠(yuǎn)達(dá)、秦川、北玻院等單位，另外國(guó)網(wǎng)公司也對(duì)復(fù)合材料桿塔的制備及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，并積極推進(jìn)試點(diǎn)工程實(shí)驗(yàn)。復(fù)合材料桿塔相關(guān)的研究將成為全球輸電線路發(fā)展的方向。復(fù)合材料桿塔已成為傳統(tǒng)桿塔的理想替代品。傳統(tǒng)的輸電桿塔，如木桿、鋼管桿和混凝土桿，普遍存在質(zhì)量大、易腐爛、銹蝕或開(kāi)裂等缺陷，耐久性差，使用壽命較短并且施工運(yùn)輸和運(yùn)行維護(hù)困難，容易出現(xiàn)各種安全隱患。相應(yīng)的復(fù)合材料機(jī)械性能、電氣性能優(yōu)良，而其耐老化、耐腐蝕性能相比于金屬、水泥材料優(yōu)勢(shì)明顯，是替代傳統(tǒng)材料制備輸電桿塔的理想材料。相比于鐵質(zhì)桿塔，復(fù)合材料桿塔優(yōu)異的絕緣性和憎水性可大幅增加絕緣間隙，因而能有效提高輸電線路防雷、防污、防冰災(zāi)、防風(fēng)偏能力，同時(shí)縮減線路走廊寬度。如110kV復(fù)合材料桿塔接地線順線方向懸空引下時(shí)，塔頭相地雷電沖擊放電電壓比常規(guī)110kV鐵塔提高了約76%、桿塔相地空氣間隙可達(dá)到1.7m，遠(yuǎn)大于常規(guī)鐵塔的1.0m，且在中雷區(qū)線路雷擊跳閘率由0.70次/100km年降低至0.28次/100km年以下。另外，優(yōu)良的絕緣特性使得110kV聚氨酯復(fù)合材料桿塔比傳統(tǒng)鐵塔線路絕緣子串的爬電距離增加了47%，提高了防污水平，縮減絕緣子片數(shù)，減小絕緣子串長(zhǎng)度，因而在較大程度上防止降低風(fēng)偏放電事故的發(fā)生概率。同時(shí)，同塔雙回復(fù)合材料桿塔的輸電線路走廊比傳統(tǒng)鋼管塔可縮減33%，比角鋼塔縮減約46%，GFRP復(fù)合材料桿塔綜合成本優(yōu)勢(shì)突出，其質(zhì)量輕、耐腐蝕等特點(diǎn)可降低線路建設(shè)的運(yùn)輸、安裝及維護(hù)成本，延長(zhǎng)其使用壽命。以110kV直線塔為例，計(jì)算結(jié)果顯示，即使在保守設(shè)計(jì)條件下，復(fù)合材料桿塔的總重量只有鋼管塔的58%左右。在考慮原材料、運(yùn)輸安裝、土地使用、產(chǎn)品壽命等成本因素的基礎(chǔ)上，復(fù)合材料桿塔線路的年均綜合成本相比鋼管塔與角鋼塔可降低15%以上，而在應(yīng)用技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)可減少線路在運(yùn)行檢修方面的成本，進(jìn)一步凸顯了其經(jīng)濟(jì)效益。FRP復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家以及日本,已成為十分活躍的領(lǐng)域。在今后一個(gè)時(shí)期,FRP作為一種高性能材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐久性能好、施工便捷等性能特點(diǎn),必將成為各類道路、橋梁、民用建筑結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)、檢測(cè)和維修的必要補(bǔ)充材料,并得到廣泛應(yīng)用,給我國(guó)的建筑經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域帶來(lái)不可忽視的綜合效益。如此同時(shí)，F(xiàn)RP復(fù)合材料的應(yīng)用，除了可大量降低電網(wǎng)系統(tǒng)的鋼材用量，還可以打造低碳環(huán)保型綠色輸電線路的建設(shè)。鋼鐵的冶煉過(guò)程能耗高、污染重，且需要消耗大量煤炭、水資源。統(tǒng)計(jì)資料顯示，2018年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量超10億噸，而1噸粗鋼的生產(chǎn)需消耗0.6噸煤炭和5噸水，同時(shí)排放出290克粉塵、1450克SO2氣體和85克CO2氣體（中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。大量鋼鐵產(chǎn)品的使用給我國(guó)環(huán)境保護(hù)造成了較大的壓力，特別是我國(guó)已確立了低碳環(huán)保在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的重要地位，實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略后，普通鋼產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到嚴(yán)重制約。盡管樹(shù)脂等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生排放問(wèn)題，但相比于鋼鐵則低很多，而且，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,化工行業(yè)每排放1噸溫室氣體，可以為其他行業(yè)減排2.1～2.6噸溫室氣體，凈減排量為1.1～1.6噸（中國(guó)化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。因此，F(xiàn)RP復(fù)合材料的應(yīng)用對(duì)于建設(shè)綠色環(huán)保型新材料意義重大及國(guó)家新材料戰(zhàn)略具備重要意義。盡管FRP復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)十分突出，但也存在顯著的缺點(diǎn)：1）材料的工藝穩(wěn)定性差，F(xiàn)RP復(fù)合材料主要成型工藝有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型，其中材料穩(wěn)定性較好的是拉擠成型、RTM法和模壓成型，材料性能的離散度比較小，但后面兩種方法的生產(chǎn)工序比較復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，目前市場(chǎng)上主要復(fù)合材料產(chǎn)品還是傾向于拉擠成型工藝；2）材料性能的分散性大，由于FRP復(fù)合材料的性能和纖維的鋪層結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，而FRP材料中纖維的鋪層很慢保證各處均一性，所以材料在不同位置取樣后材料的力學(xué)性能會(huì)有偏差，有的工藝生產(chǎn)的FRP材料分散性還比較大，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)FRP復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，都盡量取材料的測(cè)試值的下限，其結(jié)構(gòu)導(dǎo)致材料設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)性能過(guò)度富裕，導(dǎo)致材料過(guò)度使用，材料浪費(fèi)比較嚴(yán)重，制品成本偏高等一列問(wèn)題；3）長(zhǎng)期耐環(huán)境老化性能差，F(xiàn)RP復(fù)合材料為有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合材料，有機(jī)樹(shù)脂的耐候性，尤其是耐日光中的紫外老化，是其戶外應(yīng)用的致命弱點(diǎn)，為了提升FRP材料的耐候性，開(kāi)展了很多相應(yīng)材料耐候性研究，比較常見(jiàn)的有表面耐候涂層法，表面耐候材料復(fù)合法；4）材料的模量低，F(xiàn)RP復(fù)合材料的強(qiáng)度甚至比鋼鐵材料的強(qiáng)度都，其拉伸強(qiáng)度可高達(dá)1200-2000GPa，但材料的模量普遍偏低，以GFRP復(fù)合材料，其模量30-60Gpa，AFRP復(fù)合材料模量50-90GPa，CFRP復(fù)合材料的模量60-200GPa，碳纖維復(fù)合材料模量越高，材料成本越高，且材料各項(xiàng)異性，巖纖維的方向強(qiáng)度模量高，垂直纖維方向的材料模量低；而普通鋼鐵的模量最低就達(dá)120GPa，一般鑄鋼的模量可接近200GPa，而且材料各項(xiàng)同性。模量低，制品在相同載荷下，出現(xiàn)形變過(guò)大，一定程度上限制FRP產(chǎn)品的應(yīng)用；5）橫向強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度差，這是FRP復(fù)合材料典型的特點(diǎn)，材料在纖維分布方向強(qiáng)度極高，而在纖維分布較少的纖維垂直方向力學(xué)強(qiáng)度極差，圖中為國(guó)內(nèi)某GFRP復(fù)合材料廠家生產(chǎn)的玻璃纖維復(fù)合材料板材，縱向的復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和模量明顯高于對(duì)應(yīng)橫向，而在增加表面纖維氈后，材料的橫向彎曲強(qiáng)度和模量也逐漸增加；相應(yīng)復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)，平均值18MPa，也比較偏低，其截面圖呈現(xiàn)纖維剪切開(kāi)的蜂窩面結(jié)構(gòu)。基于以上FRP復(fù)合材料的缺點(diǎn)，F(xiàn)RP復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用受限制，沒(méi)有真正意義的發(fā)揮復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)材料技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在大基建和大尺寸樣品的加工上的劣勢(shì)尤為明顯，這樣的結(jié)果導(dǎo)致FRP復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)材料使用有限，尤其在大基建上應(yīng)用量也遠(yuǎn)低于鋼材，接下來(lái)將從幾個(gè)方面分析復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)工程材料商應(yīng)用受限制的原因。國(guó)內(nèi)復(fù)合材料桿塔自二十一世紀(jì)初開(kāi)始研究，經(jīng)過(guò)近20年的研究，國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成了110kV復(fù)合材料桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)性能，通過(guò)第三方測(cè)試，產(chǎn)品在本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置，其特征在于：包括中間開(kāi)有工件通過(guò)孔的齒輪型布架底座，布架底座通過(guò)齒輪與電機(jī)相連，電機(jī)通過(guò)齒輪控制布架底座繞工件中心軸旋轉(zhuǎn)；所述的布架底座上設(shè)置有環(huán)繞工件并在工件圓周上等距分布的若干樹(shù)脂布團(tuán)，樹(shù)脂布團(tuán)上的樹(shù)脂布纏繞在工件外緣上。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于豎直重垂張拉法的絕緣桿塔生產(chǎn)線的樹(shù)脂布纏繞裝置，其特征在于：包括中間開(kāi)有工件通過(guò)孔的齒輪型布架底座，布架底座通過(guò)齒輪與電機(jī)相連，電機(jī)通過(guò)齒輪控制布架底座繞工件中心軸旋轉(zhuǎn)；所述的布架底座上設(shè)置有環(huán)繞工件并在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣文君，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蔣文君，
類型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32