罗富斌 杨凯 何兴国

摘  要：本文主要介绍型号为LAW-1000卧式拉力试验机进行导线、地线拉力试验夹具工装的设计特点、计算原理，并按照GB/T4909.3-2009《裸电线试验方法 拉力试验》的要求使用试验工装进行大量试验，验证夹具的合理性。

关键词：拉力试验;架空导线、地线;夹具工装;钢芯铝绞线

中图分类号：TM244   文献标识码：A

0 引言

导线、地线拉力试验，是对原材料的检测，原材料检测有助于确保供应商提供的材料满足的规范，充分了解原材料的本质、特征、安全性、对产品的适用性，确保工程质量。该试验工装是GB/T4909.3-2009《裸电线试验方法 拉力试验》中的试件加工方法中夹具法夹具装置的研究与制作。使得运用该装置，满足试高验效率的试验需求，可适用于不同型号导线、地线[1]。

1 设计思路

（1）借鉴电力金具导卡线器结构原理及其特点：电力金具导卡线器一般采用高强度铝合金材料制成，重量轻、强度高、钳口采用微纹结构、提高对导线握裹力、不打滑、不伤线的特点[2]。

（2）利用杠杆原理，形成拉力与压力之间的相互传递。

2 结构模型及计算

利用理论力学杠杆原理进行夹具模型设计如图1所示。

利用理论力学杠杆原理进行夹具模型进行分析，该工装为对称结构，力学分析选取一半。

利用杠杆原理，当导线安装在夹具上进行拉力试验时，夹具受到拉力机的作用拉力F，然后通过拉杆CD、压杆AD把F成倍力放大到对压钳的压力，最后形成压钳对导线的夹紧力，导线与夹钳间形成2个摩擦付，其产生的摩擦力f大于导线破断拉力F，最终完成导线拉力试验[3]。受力分析如图2所示。

2.1根据受力模型各杆件受力

（1）CD杆件以D点为园心，根据力的平衡和分解建立x-y坐标系，则CD杆件通过拉力机受到拉力作用T

（2）AC杆件以A点为圆心，根据杠杆原理通过作用点B点对压钳形成压力N2，其中N2的力臂为235mm，T的力臂为590mm

（3）夹具对导线一个摩擦付摩擦力f

式中μ为钢-钢、钢-吕摩擦系数取0.3，

（4）以B点为圆心，杆件AC对夹具导管A点形成向上的拉力N1，其中N1的力臂为235mm，T的力臂为387.2mm

2.2 受力验算

根据常规导线拉力试验，本夹具设计导线最大破断拉力为20吨，则：T=20000kg;N1=32800kg;N2=50200kg;f=15060kg（夹钳一个摩擦付摩擦力）;

2.2.1 CD杆件设计验算

材料选用Q345结构钢，根据杆件结构CD的薄弱点在C点销孔A-A、B-B两个断面，下式中αj-应力集中系数取2.25;b-拉杆宽80mm;d-销孔直径30mm;δ1-拉板厚度12mm;δ2-拉杆加强板厚度20mm。

结构尺寸如下图3示：

A-A断面应力为：

满足强度要求。

B-B断面应力为：

满足强度要求

拉杆中间断面应力

满足强度要求

2.2.2 AC杆件设计验算

AC杆件受力薄弱点在销孔，主要验算A点销孔A-A、B-B两个断面，如下图4示，下式中αj-应力集中系数取2.25;b-拉杆宽80mm;d-销孔直径30mm;δ1-拉板厚度20mm;δ2-拉杆加强板厚度30mm。

满足要求

2.2.3夹具导管耳板设计验算

夹具导管受力薄弱点在导管耳板，主要验算A点A-A、B-B两个断面，如下图5示，下式中αj-应力集中系数取2.25;b-拉杆宽80mm;d-销孔直径30mm;δ1-耳板厚度30mm;δ2-拉杆加强板厚度30m;δ3-拉杆加强板厚度30mm。

满足强度要求

2.2.4 销轴设计验算

销轴材料采用40Cr，期屈服强度σs=7850kg/cm2，销轴直径φ=30mm、n=1.15

满足要求

2.2.5 压钳设计计算

压钳材料采用40Cr，期屈服强度σs=7850kg/cm2，尺寸见下图6示：

满足要求

为适用于不同规格的导地线，通过制作适应不同规格导地线的压钳来实现。

3夹具工装验证试验

3.1拉断力试验

标准GB/T4909.3-2009中要求安装导线试样，导线试样的两端应制作合适的端头。导线的拉断力按当绞线的一根或多根单线发生断裂时的负荷来确定[4]。

导线拉断力实测值等于额定拉断力计算值的95%。

3.2验证试验

运用夹具工装对不同型号的导地线进行拉力试验，试验结果如表1所示。可见夹具工装适用于不同规格导地线拉力试验。

4结语

架空导线、地线拉力试验工装研制解是GB/T 4909.3—2009标准中进行的导线拉断力试验试样加工方法夹具法具体体现，形成了一个工装，提高了试验效率，大大降低了試验成本，消除压接金具对拉断力试验的影响。

参考文献

[1]裸电线试验方法 第3部分：拉力试验（GB/T 4909.3-2009）[S]北京：中国标准出版社，2009.

[2]电力金具试验方法 第1部分：机械试验（GB/T 2317.1-2008）[S]北京：中国标准出版社，2009.

[3]王春红.压接金具对铝包钢芯铝绞线拉断力试验的影响[J].光缆与电缆及其运用技术，2018（4）：42-43.

[4]中国电器工业协会.圆线同心绞架空导线：GB/T1179—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

收稿日期：2021-08-11

作者简介：罗富斌（1994—），男，彝族，云南昆明人，本科，助理工程师，研究方向：建筑工程检测技术。