摘要：近年来，随着本地区的经济快速发展，各中小型企业的不断兴起，据统计，10kV配电站的基建、扩建、增容工程以每年20％速度增加，本班组在去年负责施工的10kV配电站基建工程达52个。由于班组施工任务逐年增多，公司对10kV用户配电站基建工程的质量和完成时间上提出了更高的要求，以前的施工方法远远不能满足于现状需求，本文通过对于打孔辅助装置的设计，力求提升效率与安全性。
关键词：打孔；辅助装置；研制
1 引言
在目前班组进行的施工任务中，低压母排制作是10kV配电站基建的主要工作内容，是一项需要人力最多、耗费时间最长的工序。因此，小组围绕10kV配电站基建低压母排打孔工作，从减少打孔人数及缩短打孔时间这两个主要方面着手，积极展开活动，沿着这一思路进行了探索创新，并取得了良好的效果。
2 母排打孔辅助装置设计背景
班组在施工过程中低压母排制作是10k配电站基建的主要工作内容，占整个工程时间的50％以上，是一项需要人力最多、耗费时间最长的工序。尤其是低压母排打孔时，需5到6名工人扛着母排，来控制母排的高度和稳定度，以确保打孔的正确性，班组10k配电站基建工程量以20％的速度逐年上升，而施工人员没有得到增加，如何提高劳动生产率是班组急需解决的问题。
3 母排打孔辅助装置设计方案
3.1 总方案设计
小组针对研制出一种落地式支架进行讨论分析，提出利用新的落地式支架打孔，在支架顶端制作一个支撑物件，把母排放在上面，对母排进行移动来打孔。利用新的支撑点打孔工艺方式，并配套研制一种新型辅助母排打孔装置，2人即可操作，可以省去4名人工。利用新工具大概在20分钟完成单根母排打孔。新工具的重量适宜，操作必须灵活方便，便于搬运装卸，不占用较大的施工场地，初步估算制作支架成本在500元左右。
能够对不同型号的母排进行打孔，能成倍的提高母排打孔的效率，减少工作人员数量，缩短打孔时间。现有机床加工技术成熟，可对支架的焊接、穿孔、打磨提供方便。此方法虽然加工制作步骤较多，但能够实现有效减少打孔人数、缩短打孔时间，决定采用。
3.2 无缝钢管作为支架主杆
按照120×12mm的整根母排重60kg，两根120kg计算，我们的目标：钢管承重安全系数达到两倍以上，钢管无变形现象，钢管必须在保证安全的前题下，灵活轻便，便于安装（现场承重试验）。选择60×4.5×500mm的20#无缝方口钢管，热镀锌方口钢管，重量6 kg，屈服强度ReH350（N∕m㎡），抗拉强度350（N∕m㎡），延伸率A36.5（％）。承重能力大、抗弯强度大、钢管轻便：6kg。
3.3 无缝钢管作为支架高度可调节主杆
选择40×4.5×490mm的20#无缝方口钢管，热镀锌方口钢管，重量3kg，屈服强度ReH350（N∕m㎡），抗拉强度350（N∕m㎡），延伸率A36.5（％）。钢管灵活轻便，承重安全系数达2倍以上，决定采用。
3.4 高度调节方式选择
采用螺栓式进行高度调节，采用两根等径钢管，在钢管上每隔一定距离打一对穿的孔，然后将螺栓套入，采用螺丝固定。螺栓规格M12mm，屈服点360MPa，抗拉强度420MPa断后伸长25％，冷弯180°d﹦a合格。费用较低，可实施性强，自己利用现有打磨技术就可以加工，使用方便，抗弯强度大。
3.5 专用的转轴选择
专用的转轴是关键承重力点，通过推动母排使转轴带动母排滑动，在保证承重安全系数的情况下，转动灵活也是我们所追求的，安装最省力，承重量大。采用∠63mm×6mm的高强度角钢1根，破坏性承重试验300kg两次不变形，试验过程中，支架稳固。安装方便，重量适宜，保证了底座的稳定性。
4 母排打孔辅助装置的测试
4.1 对母排打孔辅助装置的支架主体的加工
小组成员根据对策措施，绘制了主支架结构图纸，选购了60×4.5×1000mm的20#无缝方口钢管1根，价格150元，制作一对门型结构主支架，门型结构宽度为40cm和高度为40cm。另外用一根30cm方口钢管做成主支架横梁，与一对门型支架焊接形成主支架，在支架两侧分别钻出Φ1cm的圆孔，用来固定高度调节主杆。焊接完成后进行防锈处理，在支架上淋水并将支架在室外放置10天，没有发生锈蚀现象，防锈效果良好。经测试，在支架上施加重300㎏的水泥砖，接近3000N的压力，支架不发生变形现象。通过绘制主支架结构图纸并按图进行加工制作，主支架在进行3000N压力试验下保证不变形。
4.2 对母排打孔辅助装置高度调节装置的制作
小组成员根据对策措施，绘制了高度调节主杆和螺栓的图纸。在市场上进行选择，采购得到一根40×4.5×490mm20#无缝方口钢管两根和两根Φ15mm钢栓进行制作，价格共100元，每一个支架由两个长49cm直径为4cm方口钢管组成，在每个钢管顶端焊接一个3cm×2cm的小钢块，制作成U形，保证转轴的安装，在每个主杆上钻出高度相等7个Φ1cm的圆孔，以便穿入调节螺栓，这种结构保证支架可以根据个人需要进行高度调节。
4.3 支架顶端承重滑动转轴装置的制作
小组成员根据对策措施，绘制转轴图纸，与厂家进行沟通，利用直径长30cm50mm的圆形钢内套40mm的轴承，中间穿入长34cm直径1.5cm的钢筋，钢筋两侧打磨成正方形制造50mm的转轴，与厂家共制作4个50mm的转轴，利用这种构造能够始终载动母排向前向后滑动，减少了母排与支架的摩擦力，保证了母排的稳定性，省去了利用人力来移动母排，并且安装方便，使用灵活，钢制结构，重量1.9公斤，材料费100元，外委改装加工费160元，共260元。在现场试验，使用常用的12×120㎝低压母排4根进行试验，合计240㎏，即高度调节主杆在受约2352N的压力下，每一个转轴都能有效保证载动母排滑动顺畅、不变形。通过绘制转轴图纸并按图进行加工制作，转轴在进行2352N压力试验下保证不变形。
4.4 支架底座的制作
小组成员根据对策措施，绘制支架底座图纸，在市场上寻找合适的可用作支撑脚的产品，通过测量切割打磨，另外在中间焊接了一个根长30 cm
的方口钢管，满足了稳定支架的要求，小组总共制作了4个这样的支撑脚，支撑角钢牢固可靠，母排放置在支架上时，支撑脚与地面接触时不会发生晃动，不会因为母排在向前滑动时的侧力或人的拉力而导致的晃动，可以适用于不平稳的地面。焊接完成后进行防锈处理，在支架上淋水并将支架在室外放置10天，没有发生锈蚀现象，防锈效果良好。经过现场试验，使用重300㎏水泥砖进行承重试验，即支架底座在受约3000N的压力下，支架底座不弯曲，不变形。通过绘制支架底座图纸并按图进行加工制作，承重安全系数达2倍以上，可承重300㎏，支撑脚平稳牢固，能满足不同地面要求。
4.5 工具鉴定
鉴定小组对新工具的关键部位转轴进行了滑动承载力试验，在正常情况下，工具所受到的承载力为一根12×120㎝低压母排重力。以最严重情况，低压母排12×120㎝三根作为计算标准，每根重60㎏，总重量=60×3=180㎏，其正常承载力为根据重力计算公式，其正常承载力为F=180×9.8=1764N。然后我们对主支架和和调节支架加300㎏进行抗弯性承重试验，支架无变形，在正常使用的最大负载情况下，可靠系数K=3。支架能够保持稳固不晃动。另外，经过新工具在现场的试用，母排打孔时向前移动母排顺畅、省力，可有效减少母排打孔工作人员，每组工作人员只需由2人组成就可轻松完成工作，并可以提高母排的稳定性和打孔的准确性，单根母排打孔时间20分钟就可以完成，大大缩短了打孔的时间。
5 结论
该新工具能满足现场工作要求，能有效保证打孔的准确性和快速性，该工具对提减少打孔人数、缩短打孔时间有显著的作用。值得在变电工程施工中推广应用。
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论文作者:任赟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/4
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