Зажим натяжной клиносочлененный
TENSIONING WEDGE-JOINTED CLAMP

Изобретение относится к области электроэнергетики. Найдет применение при натяжении и закреплении на опорах высоковольтных ЛЭП (линий электропередач) грозовых тросов диаметром 9…9,5 и 11…11,5 мм и различных проводов марок АС сталеалюминиевых.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Известен патент РФ на полезную модель №48439 (МПК H01R 4/38, опублик. 10.10.2005). Клиносочлененный зажим содержит корпус, образованный двумя щеками и двумя боковинами, скрепляющими щеки между собой, каждая щека состоит из основания и двух боковых поверхностей, примыкающих к основанию, основание каждой щеки в продольном направлении имеет форму трапеции, боковые поверхности щек и боковины выполнены с возможностью образования замкового соединения между соответствующей боковиной и боковыми поверхностями щек. Каждая боковина и боковая поверхность каждой щеки имеют профили, при этом боковые поверхности каждой щеки служат направляющими для боковин, зажим содержит два клина, установленных в корпусе вдоль его продольного направления, при этом каждый клин имеет форму, обеспечивающую его установку в корпусе с возможностью контакта по своей поверхности с внутренними поверхностями соответствующей боковины и щек, поверхности клиньев, обращенные друг к другу, выполнены с желобами, предназначенными для приема провода. Клинья установлены в корпусе с образованием выступающих участков из более широкой стороны корпуса, на выступающем из корпуса участке каждого клина выполнен наплыв, сопряженный с участком, ориентированном вдоль клина и имеющем форму криволинейной поверхности, обеспечивающей охват и удержание провода. Наплыв предназначен для размещения отверстий для крепежа, на основании щеки выполнена бобышка для крепления зажима.
Известен патент РФ на полезную модель №59894 (МПК, опублик. 27.12.2006). Кованый или отштампованный соединительный зажим выполнен из алюминиевого сплава, содержит элементы крепления зажима к линии электропередач, элементы крепления зажима расположены с возможностью установки зажима таким образом, чтобы направление волокон материала зажима совпадало с направлением растягивающих нагрузок, воздействующих на зажим.
Известен так же патент РФ на полезную модель №145029 (МПК H02G 7/00, опублик. 10.09.2014). Зажим натяжной клиносочлененный для закрепления проводов воздушных линий электропередачи содержит корпус, состоящий из двух боковин, соединенных планками, расположенные в корпусе верхний и нижний клинья и тяги, выполненные с возможностью соединения с изолирующей подвеской линии электропередачи. Зажим смонтирован на проводе с образованием конусной поверхности контакта между внутренней поверхностью корпуса и наружной конусной поверхностью верхнего и нижнего клиньев, при этом клинья выполнены с возможностью продольного перемещения вдоль упомянутой поверхности контакта на расстояние А.
Известные зажимы, изготовленные по патентам №48439, №59894, №145029 обладают необходимой прочностью, но имеют следующие недостатки:
- не рассчитаны и не способны удерживать грозовой трос;
- для изготовления зажимов необходимы мощные вертикальные гидравлические кузнечные пресса с большим усилием;
- заготовки для штамповок боковин, клиньев и других комплектующих для этих прессов получают методом экструзии на горизонтальных гидравлических прессах, что значительно увеличивает расход металла, весовой выход годных изделий составляет 20…40%, против 50…70% по предлагаемому варианту;
- требуется длительный технологический процесс, что увеличивает трудоемкость изготовления и, соответственно, затраты на их производство, что приводит к увеличению стоимости зажимов.
Известен патент РФ на изобретение №2368049 (МПК H02G 7/02, опублик. 20.09.2009), являющийся наиболее близким к предлагаемому решению по совокупности существенных признаков, соответственно, принятый за прототип. Натяжной клиновой зажим для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи содержит корпус, образованный при сборке зажима, по меньшей мере, две боковые пластины, закрываемые с верхней и нижней сторон крышками, размещенные в корпусе верхний и нижний клинья прямоугольного профиля с желобами сегментной формы для установки на провод или трос, стальные натяжные пластины корпуса, скрепленные с другого конца стальным резьбовым пальцем для соединения с изолирующей подвеской линии, и устройства для предварительной стяжки клиньев.
Известный натяжной клиновой зажим обладает низкой надежностью, не выдерживает необходимую нагрузку, не обеспечивает необходимую прочность зажима провода, для его изготовления требуется сложный технологический процесс, что значительно удорожает изделия.
Таким образом, техническая проблема в рассматриваемой сфере заключается в том, что все известные на сегодняшний день натяжные клиносочлененные зажимы или требуют значительных затрат на их изготовление, что приводит к неоправданно высокой стоимости изделий, или обладают низкой надежностью и прочностью. Предлагается решить данную техническую проблему за счет создания зажима натяжного клиносочлененного усовершенствованной конструкции.
Итак, технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении прочности и надежности зажима натяжного клиносочлененного при одновременном упрощении технологического процесса, позволяющего снизить массу и себестоимость изделия.
Достигается технический результат тем, что в зажиме натяжном клиносочлененным для закрепления сталеалюминиевых проводов (далее провода АС) и грозовых тросов воздушных линий электропередачи, содержащем корпус, образованный при сборке зажима, по меньшей мере, двумя боковинами, закрываемыми с верхней и нижней сторон крышками, размещенные в корпусе верхний и нижний клинья прямоугольного профиля с желобами сегментной формы для установки на провод или трос, стальные натяжные пластины, установленные одним концом на боковины и скрепленные с другого конца стальным резьбовым пальцем для соединения с изолирующей подвеской линии передач, и устройства для предварительной стяжки клиньев и провода или троса, предлагается боковины выполнить из цельного закаленного алюминиевого профиля заодно с бобышками, выполненными фрезеровкой и имеющими кольцевую канавку с проточками по периметру бобышки, на которые надеваются стальные натяжные пластины. Устройство для предварительной стяжки клиньев и устройство для прижима провода или троса к нижнему клину предлагается изготовить из двух прижимов, выполненных из алюминиевого профиля, имеющего прямоугольную форму, и скрепленных двумя нержавеющими немагнитными болтами по краям.
Дополнительными отличиями являются:
- палец резьбовой для соединения стальных натяжных пластин с изолирующей подвеской линии представляет собой болт со скругленной головкой без шплинта;
- клинья, выполнены из закаленных алюминиевых профилей, имеющих с внутренней стороны выступы обтекаемой формы с нанесенным рифлением;
- рифление выполнено с незаостренными кромками; (Фиг. 9)
- для установки зажима на трос в желоба клиньев устанавливаются дополнительные вкладыши (Фиг. 10), в которых радиус R равен половине диаметра грозового троса, выполненные из незакаленного мягкого коррозионностойкого алюминия и закрепленные на клиньях с помощью алюминиевых заклепок (Фиг. 11):
- боковины, крышки, клинья, прижимы и дополнительные вкладыши, изготовлены методом экструзии (горячего прессования) с последующей механической обработкой:
- пластины натяжные выполнены с вырезами по верхнему и нижнему краю;
- на клинья, верхний и нижний с плоской стороны в зоне контакта с крышкой корпуса, при сборке перед отгрузкой потребителю, наносится смазка содержащая дисульфид молибдена
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующим графическим материалом, представленным на фигурах:
Фиг. 1, на которой изображен общий вид предлагаемого зажима натяжного клиносочлененного, на Фиг. 2 изображен разрез зажима натяжного клиносочлененного по линии А-А собранный для грозового троса, на Фиг. 3 разрез по линии А-А собранный для проводов АС, на Фиг. 4 изображен разрез по линии Б-Б собранный для предварительной стяжки клиньев при комплектации для грозового троса, на Фиг. 5 разрез по линии Б-Б собранный для предварительной стяжки клиньев а также и прижима к нижнему клину провода АС, на Фиг. 6 разрез по линии В-В собранный для прижима грозового троса к нижнему клину по вертикальной оси, на Фиг. 7 палец резьбовой для соединения стальных натяжных пластин с изолирующей подвеской линии передач, на Фиг. 8 изображен профиль желоба клиньев, на Фиг. 9 изображен профиль поперечного рифления желоба клина, на Фиг. 10 изображен дополнительный вкладыш в разрезе, на Фиг. 11 изображено место крепления дополнительного вкладыша к клину с помощью заклепки, на Фиг. 12 изображен эскиз раскроя пластин натяжных, где:
1 - боковина;
2 - крышка корпуса;
3 - клин верхний;
4 - клин нижний;
5 - прижимы;
6 - дополнительные вкладыши
7 - болты прижима клиньев;
8 - болты прижима грозового троса или провода;
9 - пластины натяжные;
10 - палец резьбовой;
11 - бобышка;
12 - заклепка;
13 - вырез в пластине натяжной;
14 - грозовой трос;
15 - сталеалюминиевый провод АС
Конструкция зажима натяжного клиносочлененного (см. Фиг. 1) представляет собой корпус, состоящий из двух боковин 1 и двух крышек корпуса 2, в пазы которых входят боковины по типу станочных пазов, см. сечение А-А Фиг. 2, Фиг. 3 В корпус вставляется узел крепления, состоящий из клина верхнего 3 и клина нижнего 4 с устанавливаемыми в них (в случае зажима тросов) дополнительными вкладышами 6. На бобышки боковин 1 надеваются стальные натяжные пластины 9 и соединяются пальцем 10 резьбовым с изоляторами линии ЛЭП для проводов марок АС, а грозовые тросы подвешиваются на опору линии ЛЭП. Длина корпуса выбирается в зависимости от диаметра провода в соотношении L корпуса=(7,0…8,0) dпp.max, где dпp.max - максимальная величина диаметра провода, монтируемого в зажиме. Увеличение длины корпуса позволяет использовать зажим натяжной клиносочлененный с большим диапазоном разности максимального и минимального значений диаметров проводов марки АС в пределах до 4,0 мм. На плоскую сторону крышек корпуса 2, контактирующую с поверхностью клиньев 3 и 4, наносится твердая смазка, содержащая дисульфид молибдена..
Устройство для предварительной стяжки клиньев сечение Б-Б, состоит из двух прижимов 5, выполненных из алюминиевого профиля, имеющего прямоугольную форму, скрепленных двумя нержавеющими немагнитными болтами 7 по краям. Аналогично, как в сечении Б-Б Фиг. 5 выполнено и устройство для прижима провода АС к нижнему клину. Устройство для прижима грозотроса к нижнему клину, сечение В-В Фиг. 6, состоит из двух прижимов 5, выполненных из алюминиевого профиля, имеющего прямоугольную форму и двух нержавеющих немагнитных болтов 8, зажимающих провод или трос к нижнему клину по вертикальной оси прижимов.
Алюминиевые комплектующие зажима натяжного клиносочлененного, состоящие из боковин 1, крышек корпуса 2, клиньев верхнего 3 и нижнего 4 и прижимов 5, изготавливаются методом экструзии (прессования) из высокопрочного алюминиевого сплава, обладающего высокой коррозионной стойкостью при эксплуатации в атмосфере, используемого в авиации, с последующей термообработкой. Этот сплав сохраняет свои эксплуатационные качества до температуры минус 70°С, что позволяет использовать зажимы натяжные клиносочлененные в районах Крайнего Севера без усиления их конструкции.
Дополнительные вкладыши 6 изготавливаются из аналогичного алюминиевого сплава меньшей прочности и не подвергаются термообработке, поэтому при натяжке троса происходит вдавливание металла более мягкого дополнительного вкладыша, снаружи в рифление более твердых клиньев верхнего 3 и нижнего 4, а внутри между витками твердого стального троса, что позволяет надежно удерживать его.
Профиль желоба клиньев выполнен с 5-ю продольными ребрами с высотой Н, равной 0,3…0,5 мм и шириной В, равной 2 мм, на которые наносится поперечное рифление (см. Фиг. 9). Такая конструкция позволяет в начальный момент быстрее зажимать провод, и в то же время меньше нарушает его верхние повивы при длительной эксплуатации, что положительно сказывается на надежности соединения провод - зажим.
Рифление (см. Фиг. 9) выполняется на пяти продольных ребрах клиньев и имеет притупленные кромки. Угол между ребрами, в пределах 15…20° выбирается, в зависимости от диметра провода АС. Рифление наносится в поперечном направлении на пяти продольных ребрах глубиной Н, равной 0,3…0,5 мм, с шагом L, равным 0,8…1,2 мм и углом 50…60°. Такая конструкция рифления меньше надрезает провод, что положительно сказывается на надежности зажимов натяжных клиносочлененных.
За счет изменения формы пластин натяжных 9 (см. Фиг. 12) уменьшается их масса на 11…15%. При испытании зажимов натяжных клиносочлененных на вибрацию и тряску большое значение имеет масса корпуса в сборе, а также общая масса зажима в сборе с натяжными пластинами 9, чем меньше масса, тем большее количество циклов выдерживает провод и, соответственно, увеличивается надежность всей линии ЛЭП.
Применение твердой смазки, содержащей дисульфид молибдена, улучшает условия работы зажима натяжного клиносочлененного, позволяет более качественно зажимать провода АС или грозовые тросы и повышает надежность соединения. Дополнительные вкладыши 6, полученные методом экструзии (прессования), для троса диаметром 9…9,5 мм и 11 мм различаются по радиусу малого желоба R (см. Фиг. 10). Радиус R равен половине диаметра троса. Для тросов диаметром 9…9,5 мм, радиус R равен 4,5 мм, а для тросов диаметром 11,0…11,5 мм он равен 5,5 мм. При сборке дополнительные вкладыши 6 приклепываются к клиньям верхнему 3 и нижнему 4 алюминиевой заклепкой (см. Фиг. 11). Монтаж на проводе осуществляется следующим образом.
1. Вывернуть болты 7 устройства 5 прижима клиньев, снять клин верхний 3 с прижимом 5 с нижнего клина 4.
2. Отвернуть полностью болты 7 или 8 и снять устройство прижима для провода АС или грозотроса с нижнего клина 4.
3. Клин нижний 4 приложить снизу к грозовому тросу 14 или проводу 15, сверху уложить клин верхний 3 с прижимом 5 и равномерно, без перекоса, затянуть с моментом 10-20 Nm при помощи болтов 7.
4. Выдвинуть из пазов одну из боковин крышек корпуса 2 в широкую сторону и надеть зажим на провод. Вставить крышку корпуса в боковину 2 на место.
5. Надвинуть закрытый корпус зажима на клинья 3 и 4.
6. Болты 7 попеременно равномерно затянуть, пока на обоих болтах не будет достигнут необходимый момент равный: 30-40 Nm.
7. Пластины 9 натяжные одеть на бобышки боковины 1 под углом 90° к оси зажима, повернуть и соединить при помощи пальца 10 резьбового с навесной арматурой. Затянуть гайки пальца 10 резьбового, гайку и контргайку, с моментом 60-90 Nm. При затяжке обеспечить зазор между пластинами натяжными 9 и навесной арматурой не менее 0,5 мм.
8. Уложить грозовой трос 14 или провод АС 15 по изгибу нижнего клина 4, наложить прижим 5 провода АС или грозотроса и равномерно затянуть болты 7 или 8 прижима с моментом равным 30-40 Nm.
Преимущества предлагаемого изобретения, по сравнению с имеющимися аналогами:
- изготовление зажима натяжного клиносочлененного без операции «штамповка» позволяет сократить технологический процесс производства, исключить применение мощных (усилием 2…5 тысяч тонн) гидравлических или механических прессов и изготовления для них дорогих кузнечных штампов и вырубного инструмента;
- уменьшается расход металла, алюминиевых сплавов, за счет отсутствия операции штамповка и получения более точной заготовки для изготовления крышек корпуса, клиньев и прижимов для зажимов натяжных клиносочлененных методом экструзии (прессования);
- уменьшается масса собранного корпуса с клиньями зажима натяжного клиносочлененного и всего зажима с более легкими пластинами натяжными, что благоприятно сказывается на надежности при испытаниях на вибрацию и пляску;
- новая конструкция желоба верхнего и нижнего клиньев с пятью низкими продольными ребрами, с нанесенным на них рифлением с притупленными кромками, позволяет надежно удерживать провод и в то же время меньше нарушает его структуру, чем острое рифление по всей поверхности желоба клина;
- применение дополнительных вкладышей позволяет надежно зажимать грозовые тросы диаметром 9 и 11 мм и использовать зажим натяжной клиносочлененный как для грозовых тросов, так и для проводов марок АС определенных марок без вкладышей;
- уменьшение массы натяжных пластин на 11…15% положительно сказывается на уменьшении влияния зажима натяжного клиносочлененного на провода и тросы в процессе длительной эксплуатации, что повышает надежность соединения.
Таким образом, предлагаемая конструкция зажима натяжного клиносочлененного обладает повышенной надежностью, прочностью и низкой себестоимостью.