防護型大電流電纜插頭技術改造

蔣國千

（廣州港股份有限公司南沙糧食通用碼頭分公司，廣東廣州511462）

防護型大電流電纜插頭技術改造

蔣國千

（廣州港股份有限公司南沙糧食通用碼頭分公司，廣東廣州511462）

分析門座式起重機電纜插頭插銷套損壞率高的原因，采取在插銷套中添加過渡銅套的方法，降低更換成本的同時，提高了使用壽命。

門座式起重機；電纜插頭；結構優化

1 防護型大電流電纜插頭

1.1 應用場合

防護型大電流電纜插頭用于碼頭40—38型門座式起重機進線電纜與電纜插井的連接，給門座式起重機供電。由外殼、三相四線線路插銷和其他輔助結構組成，電纜插頭連接在碼頭海側電纜插井箱中，為門座式起重機提供總電源輸送，如圖1所示。

1.2 結構特性及技術參數

（1）結構特性。大電流防護型電纜插頭結構如圖2所示，由外殼、插銷支持、插銷、插銷套等主要部件組成，外殼與插銷支持均為扁平狀，4個插銷（分別是三相線與地線）在插銷套上呈線型排列，結構簡便且更換方便。外殼、插銷支持、插銷套均由高強度工程塑料制造，產品重量輕、強度、硬度高、耐高溫。人工插拔插頭時，勞動強度小，方便更換和維護保養。

（2）技術參數。電纜插頭為專利產品，防護等級IP65，額定電壓660 V，額定電流800 A，耐溫等級＞200℃。主要特點是防護等級高，防水防塵性能好、耐碰撞、耐高溫，能適應碼頭高溫、空氣潮濕、粉塵較大的環境，同時電纜插頭的額定電流高達800 A，適合工作電流很高的門座式起重機。

圖1 電纜插頭應用場合

圖2 電纜插頭結構圖

圖3 插銷套損壞

2 損壞情況及原因分析

2.1 損壞情況

在所有損壞的電纜插頭中，損壞的基本上是插銷套，而且損壞之處均為插銷套與插銷的連接固定部分（圖3），統計顯示電纜插銷套損壞占電纜插頭損壞的40%。

2.2 原因分析

（1）結構設計缺陷。插銷套的材料是高強度工程塑料，其強度、耐沖擊性、耐熱性、絕緣性、硬度及抗老化性均優，密度僅為1.1 g/cm3，硬度可達到70～80 HRC，屈服強度為60～70 MPa，是一種硬脆性材料，一般作為不銹鋼的替代產品。插銷套損壞的主因是連接部分的應力集中引起的疲勞破壞，當材料塑性變形達到一定程度后，材料將會斷裂或破碎。

插銷套連接處強度不足，在拔插頭時拉應力集中在螺紋孔上部，導致材料破損（圖4）。從圖4的斷面情況看，4個插銷螺紋固定孔是在同一操作中拉爆。已報廢的插銷套統計情況顯示，4個插銷螺紋孔均被拉爆的占90%以上，其余的報廢插銷套僅存在1～2個完整的插銷螺紋孔。

（2）操作缺陷。因電纜插頭與電纜插井采用硬性連接，插頭和插孔的配合較緊，在拔出電纜插頭的過程中經常要上下、左右搖動，如果搖動的幅度過大就會造成插銷套損壞。在實際插拔過程中，這種操作無法避免；電纜夾沒有綁好，走機時拉力過大將其拉崩。

圖4 插銷套應力集中處

3 結構改進

由于電纜插座整個插頭的更換成本高達5000元，為降低更換成本和提高使用壽命，改進方案是在原有結構基礎上，在插銷套中添加過渡銅套，銅套通過“過盈配合”打入插銷套中，并用螺栓將銅套固定在插銷套下部防止銅套松脫，插銷頭插入銅套中并通過螺栓連接。見圖5。

4 改進效果

改進后的插銷套增加了過渡銅套以及3個螺栓孔，套筒通過“過盈配合”打入插銷套中，同時銅套與插銷套通過4個定位螺栓固定連為一體，提高了插銷套與插銷連接的整體剛度。新結構能夠抵抗拔出插銷時上下、左右搖動時的不規則受力，并將過大的應力轉移到銅套中，避免易損連接處應力集中，提高插銷套的疲勞強度和壽命。通過改進使得插銷套和整個插頭的壽命大致相同，實現整體同一時間報廢的“等強度設計”理念。改造后，維修人員更換插頭的數量明顯減少，不僅插頭的使用壽命提高，材料費以及維修費用節省；同時維修人員的工作量減少，保證了生產過程中的設備完好率。

〔編輯 李波〕

圖5 改進后的電纜插頭結構

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.35

TH213.5

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