周文领，杨逸君，徐桂华

（江苏省防汛防旱抢险中心，江苏 南京 211500）

0 引言

江苏省防汛防旱抢险中心抗旱排涝队现拥有各型号大口径扁平复合排水软管，主要材质为聚氨酯或涂塑。壁厚为3±0.2 mm，延伸率为0.2%，膨胀率为3.4%，附着强度为72.8 N/25 mm，单位长度质量为2560 g/m。扁平复合软管，具有弯曲度高、体积小、运输方便等优点，在抗旱排涝和防汛抢险工作中，作为抗旱排涝输水的主要设备，得到了广泛的运用，在历年的防汛工作中出动数量、使用频率上都占据重要地位。随着水利工程管理科学化发展和仓库物资管理的高标准、严要求，现排水软管的盘卷、安置主要存在以下问题：① 排水软管材质较软、重量较大，收卷时需要将软管完全平铺于地面上，需要很大的工作场地，常常受到限制。② 人工盘卷所消耗的人力、时间代价较高，占用了大量的维修养护时间；③ 人工盘卷的排水软管，形状不规则，不均匀，无法满足仓储可视化、精细化的要求。

1 设计目标

1.1 采用电动盘卷的方式，降低排水软管盘卷作业损耗，提高工作效率

1.2 通过设计卷管机的直径、构造方式，满足下列要求：

1）卷好的排水软管易于拆卸。

2）线盘收缩可卷不同规格及长短的排水软管。

3）装置使得每一卷排水软管的形状、直径统一且美观。

4）能在各种复杂条件下顺利、方便地进行导线收放。

5）具有结构合理、体积小、重量轻、操作灵活、搬运方便的优点。

6）针对不同外径的排水软管，装置上配有可以调节宽度的整形器。

7）卷管机盘内径为240 mm，外径为1100 mm，宽度为500 mm。

8）卷管机右侧板可以拆卸，并调整绕线盘内宽度范围在450~500 mm。

9）通过变频器三挡调速，根据不同使用情况下具体需求，调整卷筒转动速度，实现三挡调速功能。

10）通过控制箱实现卷筒的正反转功能。

11）当排水软管全部收缩到卷管盘后，可通过手柄缩小绕线盘的内径，使排水软管可容易地从盘上取下。

2 设计方案

2.1 示意图片

图1 卷管机示意图Fig.1 Schematic diagramof Coiling machine

2.2 卷管机有关参数

卷管机外形尺寸（长×宽×高）：1500 mm×900 mm×1350 mm；重量：250Kg。

表1 卷管机有关参数Tab.1 Coiling machine related parameters

2.3 工作原理

1）卷管机用电动机直接安装在减速箱上，无需采用皮带传动。

2）卷管机前置有整形器，整形器无需电机驱动。

3）底框用6#槽钢，底部有安装用的孔，方便固定。

4）右侧板的拆装采用拼帽方式，自动夹紧固定方式。

5）卷管机内径采用变径式，当收管完成后将排水软管捆扎好，然后通过在卷管机减速箱左侧的手柄转动达到减小内径，从而轻松将排水软管从卷管机上取下。

6）卷管机的变径方式采用四爪卡盘方式。

7）配有电气控制箱，卷管机控制采用接触器直接启动方式控制，工作时有报警灯指示。

8）卷管机收排水软管时从卷管机左侧进管，方便快捷。

9）减速箱输出轴配有安装绕线盘用法兰，绕线盘与法兰间通过螺钉安装。

10）整形器夹棍均采用内置轴承式，轴承型号6204。

11） 卷筒活动侧板夹块轴承为6012。

2. 4 操作方法

1）开机前，先变径到最大位置（直径约为240 mm）。

2）将排水软管穿过整形器进入卷管机，将排水软管固定在卷管机上，二侧板上进行固定。

3）启动收管按钮，卷管机开始转动收管。

4）当收卷完排水软管后，按停止按钮，电机停止。

5）将排水软管捆扎固定好。

6）在减速箱左侧装上手摇手柄，转动使绕线盘内径减小，使排水软管与线盘内径处于松驰状态。

7）拆下卷管机活动右侧板

8）从卷管机上取下排水软管。

9）装上右侧板，转动手摇手柄，使卷管机内径放大到最大240 mm，取下手摇手柄，即可进入下一工作过程。

注：在收放软管过程中，手摇手柄必须固定好，否则在收放软管过程中手柄会同时转动而跌落，以免产生危险。

注：为保证设备的正常使用，使妥善保管，及时清洁，除油腻。

2.5 卷管机内径变化使用说明

在卷管机内径由4根幅条组成，每根幅条与四爪卡盘的四爪分别焊接

牢固，通过四爪保证幅条能在卷管机在径向上下滑动，以便能改变卷管机的内径大小。四爪卡盘的四抓活动通过减速箱左侧的手柄进行调节。

2.6 卷管机定速设置方法

1）设定速度时必须在停止状态下进行。

2）通过卷管机的变频器上参数设置进行调速。

3）共有三档速度，对应于电气控制箱的三个开关。即每个开关对应一个速度。

4）三档速度分别对应变频器的参数 F4-18~F4-20设置速度。

变频器参数设置方法：按 MENU 键，显示 F0--,按四次▲键，显示 F4--，按 ENTER 键，按▲键，连续按 18 次，显示 F4-18，按 ENTER 键，显示原设置的速度频率值。按▲▼键即可修改修值（▲为增加，▼为减小），当数据修改至需要的数值后，按ENTER 健，说明数据已修改成功。然按 MENU 键三次，直至显示频率值。（以上以设置 F4-18 为例。设置其余两个数据的方法相同）。

2.7 正反转电气原理图

表2 变频器有关参数Tab.2 Inverter related parameters

2.8 卷管机的维修和安全使用

为了保持卷管机的正常运行，延长电机的使用寿命 ，必须对电机、变速箱的维护和保养。操作者必须了解整设备的结构、性能，熟练掌握使用方法。

图2 正反转电气原理图Fig.2 Positive and negative electrical schematic

3 设计效果

3.1 提高工作效率

卷管机采用自动化设计，减少了作业需要人工数，缩短了水管盘卷时间，提高了工作效率。

经测算，每一卷水管盘卷由的卷管机盘卷后可减少2个人工，工时由原先的30分钟缩减到5分钟,在大规模水管收卷作业中起到至关重要的作用。

表3 人机工作效率对比Tab.3 Man-machine efficiency comparison

3.2 改善作业环境

自动化、可视化的设计方式，使得卷管机工作时不会出现工人手忙脚乱、水管随地乱铺等情况，使得作业过程紧紧有条，符合水利行业的可视化、精细化要求，大大改善了工作环境。

3.3 延长使用寿命

摒弃了原始的人工手动盘卷方式，避免了因蛮力弯折、地面拖拉摩擦等盘卷时出现的情况带来的水管磨损、弯折等问题，大大延长了水管的使用寿命。

3.4 社会经济效益显著

新型卷管机的设计，是水利行业的一次创新之举。大大提高了应急抢险管理水平和能力，是适应水利行业发展的新型机器设备，产生了良好的经济效益，同时是一项值得推广和广泛应用的设计，具有显著的社会效益。

4 结论

大口径扁平复合软管卷管机通过齿轮变径的方式，可达到自动盘卷、多次盘卷，可调速、可拆卸的目的，极大程度上减少了人力资源成本和工作时间，提高工作效率，推动仓储可视化、规范化、精细化发展，服务于我国的防汛防旱抢险工程。

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