SD 165-1987电力建设施工机具设计基本要求(输电线路施工机具篇)

SD165-1987
电力建设施工机具设计基本要求输电线路施工机具篇
1适用范围
一般要求
3基础施工机具
4杆塔施工机具
5架线施工机具
6液压系统
7齿轮传动装置
附录A疲劳计算载荷确定方法
附录B最小循环数及疲劳极限的循环数校正和循环特征（应力比）校正.….附录C
附录D
附录E
人体耐振极限，
齿轮精度选取原则
附录F可靠度、置信度与试验次数之关系附加说明
：175
中华人民共和国水利电力部
关于颁发《电力建设施工机具设计基本要求》（输电线路施工机具篇）部标准的通知（87）水电技字第41号
由我部电力建设研究所负责起草的《电力建设施工机具设计基本要求》（输电线路施工机具篇）部标准，经审查会议通过，现予颁发，编号为SD1651987，自1987年9月1日起实施。
各单位在执行中如有问题和意见，请告电力建设研究所（地址：北京良乡）。1987年5月19日
1适用范围
中华人民共和国水利电力部部标准电力建设施工机具设计基本要求SD165-1987输电线路施工机具篇
本标准适用于输电线路施工机具的设计、研制及改进（机具包括机械设备及工具）。2一般要求
2.1一般要求适用于本标准以下第3、4、5章中无具体规定的场合。2.2设计技术文件内容
设计文件一般应包括设计计算说明书、图样、试验报告、产品技术条件及使用说明书等内容。设计文件应经有关人员签署负责，签署不全的文件无效。2.2.1设计计算说明书应包含本款以下各项内容。需方有特殊要求的由供需双方协商确定。2.2.1.1额定工况选定及工作原理分析，其内容如下：a.额定工况选定；
b.工作原理说明；
c.受力分析；
d.运动分析；
e.功率、效率、散热计算及原动机选择。2.2.1.2强度验算，其内容如下：a.额定载荷的确定；
b.疲劳计算载荷的确定；
c.动载荷分析及必要时进行振动验算；d.应力计算及安全系数验算。
2.2.1.3寿命的确定。
2.2.1.4刚度及稳定验算。
2.2.1.5电气、液压及气动工作与控制系统分析和元件选择。2.2.1.6制造成本和经济效果分析。2.2.2图样，包括外形图和整机、部件、组件的装配图及零件图。图样应符合国家标准、水电部标准的规定；图样也应符合机械工业通用标准JB/156一1981产品工作图样基本要求的规定。
2.2.3使用说明书至少包括以下内容：a工作原理说明及基本性能参数：中华人民共和国水利电力部1987-05-19发布170
1987-09-01实施
b.外形图及外形尺寸、重量；
c.使用说明、注意事项及保修、保换、保退条件和出厂检验证明；d.常见故障及排除方法；
e.备件清单及必要的备件图纸；f.维修保养规定。
2.3对设计与计算的一般要求
2.3.1设计计算方法及所用数据凡引用国家标准、水电部标准、行业标准及国家和水电部劳保、安全、环保与卫生等有关规定内容时，要注明标准及规定代号及条款序号。2.3.2凡属2.3.1款所述标准及规定中没有规定的（或推荐的）一般设计方法和数据，但在高校教材中或国内外正式出版的著作中有论证者可直接引用，免于论证，而只注明出处（著作名称、作者、章节）。
2.3.3凡不属2.3.1及2.3.2款中所规定的设计计算方法及数据，使用时必须对设计计算方法进行论证。论证可作为附件列于设计计算文件之后，简短论证可在计算书正文中说明。2.3.4对国际标准及国外先进标准的采用应按照国家标准局的有关规定执行。2.3.5其他各有关部标准如与本标准抵触时，应按本标准执行。2.3.6委托设计单位及上级主管部门有权对设计进行审查，对不符合2.3.1款所述标准规定及计划任务书者，有权要求改正。2.3.7出国产品应按订货方要求的标准设计。2.3.8施工机具应尽量采用标准化零部件，并应力求结构轻巧、拆装方便、安全可靠。2.4一般零件的强度要求
2.4.1工作最大载荷静载屈服安全系数一般不得小于1.4；对特殊载荷，静载届服安全系数不得小于1.15。静载屈服安全系数是指引起零件发生超过图纸规定尺寸上限0.2%的残余变形的届服载荷对载荷（或屈服极限对载荷所生应力）之比。届服安全系数只限于应用到塑性材料。
2.4.2工作最大载荷静载断裂安全系数一般不得小于2.0。对特殊载荷，静载断裂安全系数不得小于1.5。静载断裂安全系数是指使零件断裂失效的载荷（或材料断裂强度极限）对载荷（或其引起的应力）之比。静载断裂安全系数适用于以下三种情况：a.脆性材料；
b，屈服极限与断裂强度极限之比大于0.7的材料；c.无明显届服现象的材料。
2.4.3工作最大载荷包括额定工况引起的冲击、动载等最大总载荷。但不包括因自然灾害或意外事故等非设计考虑因素造成的载荷及非额定载荷。工作最大载荷与额定载荷之比应不小于1.5。特殊载荷是指除了工作最大载荷外需要验算的载荷。2.4.4疲劳安全系数不得小于1.2。疲劳安全系数是指与疲劳计算载荷循环数相同的疲劳极限载荷或材料疲劳极限应力对疲劳计算载荷或其对应的应力之比。疲劳计算载荷按附录A推荐的方法确定，在无法用附录A所述方法确定疲劳计算载荷时，允许用稳态运行的额定载荷代替疲劳计算载荷。疲劳极限应力推荐按附录B所述方法确定。对载荷循环数N小于最小循环数Nmin的载荷，可免于疲劳验算。最小循环数Nmin推荐根据附录B确定。
2.4.5对多向应力状态，一般零件应满足第一强度理论要求；对损坏后会造成人身事故或171
重大设备生产事故的关键零件应同时满足第一、第三、第四强度理论要求。2.5振动的一般要求
2.5.1施工机具工作时，不得发生共振。在用户有特殊要求时，自振频率与工作时引起的振动频率之差，应根据用户要求决定。2.5.2机具振动加速度在乘人处应小于ISO2631一1978规定的人体耐振极限，见附录D。2.5.3振动不得影响操纵控制元件的正常工作。2.5.4工作频率小于1r/s的手动机具可不进行振动校验。2.6噪声的一般要求
2.6.1车载机具的噪声应不大于载运该机具车辆的国家标准许用噪音值5dB。2.6.2室内使用的机具噪声应低于工业企业噪声标准规定的最大值。2.6.3野外（离居民点500m以外）使用的机具噪声，一般不宜超过90dB。2.6.4噪声的测量应在操作人员处进行。2.7刚度与稳定的一般要求
2.7.1传动及运动零件不得发生影响其正常工作的变形。2.7.2应避免采用因运行中变形而使零件中应力增加的结构。2.7.3受压杆件失稳临界载荷与工作最大载荷（包括额定工况下的冲击动载）之比应符合下列规定：
钢结构：按照国家标准起重机设计规范GB33111983规定；其他金属锻件：>1.5；
金属铸件>4.5。
2.7.4施工机具工作时不得有翻倾之可能。2.8磨损的一般要求
2.8.1磨损使安全系数下降不得超过规定值。2.8.2磨损后效率下降不得低于规定值（见4.1.9，5.12.2，6.4，7.7条）。2.8.3磨损后不得出现违反国家及水电部安全、劳保、卫生、环保等规定以及违反国家标准、行业标准和水电部标准有关规定的情况（磨损校核可参照国家标准GB3811—1983起重机设计规范第4.3.10款规定执行）。2.9寿命的—般要求（参看GB3187--1982，2.4.15及2.4.17）2.9.1施工机具的寿命推荐按附录C选定。2.9.2易损件寿命可比整机寿命为低，其寿命应在使用说明书中标明。2.10制动的一般要求
2.10.1凡属运动机械，如牵引绞车、张力卷筒、提顶升机构、行走机构、运输机械等均应有制动装置。停、关机时应处于制动状态。2.10.2对制动器的要求，按照各种机具标准规定执行。对无明确规定者，其制动力矩一般不应小于被制动轴最大工作力矩的1.5倍。2.10.3液压传动系统失压时应有失压自锁装置。2.11操作力的一般要求
除国家标准、水电部标准及安全、劳保、环保、卫生等规定有要求者外，操作力一般应符合本条以下各款要求。
2.11.1对于非人力驱动的机具，其操纵元件单人操作力推荐不超过以下规定（1N=172
0.1019716kgf)：
a.手动：
频繁操作
不频繁操作水平推拉
不频繁操作垂直提压
偶然操作水平推拉
偶然操作垂直提压
频繁操作
不频繁操作
偶然操作
c.手指扳机操作力
<35N(3.569kgf)
<70N(7.138kgf)
<150N（15.296kgf)
<150N(15.296kgf)
<300N(30.591kgf）
<110N(11.217kgf)
<220N(22.434kgf)
<550N(56.084kgf)
<10N (1.02kgf)
2.11.2以人力为动力源的机具，其单人最大输入功率及操作力一般不宜超过以下规定：a.连续运行：
手拉链绳
双手平推
输入功率
b.短时运行（小于5min）：
手拉链绳
双手平推
操作力
<100N(10.200kgf)
<110N(11.217kgf)
<150N（15.296kgf)
<160N（16.315kgf)
<150N（15.296kgf)）
<550N(56.084kgf)
<260N(26.513kgf）
<320N（32.631kgf)
2.11.3多人同时操作的机具，其操作力不能超过操作人数乘以单人操作力的0.7倍。2.11.4多人同时操作的人力机具必须有可靠的逆止装置或止动装置，以防操作力集中于少数人时发生事故。
2.12设计中采用的外购件应符合国家标准、行业标准及国家和水电部的安全、劳保、环保及卫生等规定以及制造生产单位主管部门标准的要求2.13试验的一般要求
2.13.1机具产品试验
2.13.1.1出厂试验。出厂试验至少包括以下内容：a.空载试验，在额定速度下进行，延时不小于1h。b.负载试验，在额定负载及额定工况下进行，额定工况必须包括全部使用工况。c.过载试验，以大于额定载荷的慢速情况下的载荷（无冲击）加于机具并停留10min以上，进行检查。过载试验载荷与额定载荷倍率按下表规定：起重机、卷扬机、绞磨、滑轮
紧线、卡线器
抱杆及承压杆件
钢丝绳
起重附件（环、钩、卡、销、板等）>1.25
乘人装置、梯架
工作台
工作台
机动动力源
双钩紧线器及手搬葫芦
张力放线机具
轻载2.5
重载3.6
d.耐压试验，适用于液气压系统，当最大工作压力不大于16.0MPa时，以大于额定工作压力1.5倍的压力作用于设备内；当工作压力大于16.0MPa时，以大于额定压力1.25倍的压力作用于设备内，延时1min后检查。e.制动试验按本标准2.10.2条进行。2.13.1.2出厂试验后检查必须达到以下要求：a.零件无目视可见裂纹；
b.零件无残余变形或超过设计许可的变形；c.无固定连接松动及紧固件松动；d.无不充许的不均匀振动冲击和噪声；e.无漏气漏液；
f.温升不超过规定值或设计许可值；g.无违反安全、劳保、环保、卫生等规定及国家标准、水电部标准、行业标准规定的情况，并能达到设计使用性能要求。2.13.1.3型式试验。型式试验适用于新产品定型、老产品转厂生产后、产品改进及以35年为期的旧产品复验等场合。型式试验至少包含以下内容：a.出厂试验全部内容，要求见2.13.1.2项。b.寿命试验。在额定工况下进行测定违反试验要求情况出现的时间（累计小时），试验要求与出厂试验相同。
c.耐振试验。要求以1.5g加速度振动2×105次，不出现违反出厂试验要求的情况。也可用装于载重车上在山区土路上以不低于10km时速累计行驶200km代替，要求同前。d.破坏试验。对起重附件及损坏后能造成人身伤亡和重大生产设备事故的关键零部件与小型机具，应进行破坏试验。其安全系数应满足有关标准对破断安全系数的要求。2.13.1.4工业试验。工业试验适用条件与型式试验相同。产品总量低于五台时，可用工业试验代替型式试验。其要求与型式试验相同；但额定工况可改为使用工况。使用工况应不超过额定工况规定。工业试验不能代替出厂试验。2.13.1.5机具产品试验抽查办法，由制造厂按有关规定执行。2.13.2验证试验。机具设计中采用的新原理、新工艺、新结构、新材料等，其性能参数必要时应进行验证试验。
2.13.2.1验证试验中的模拟试验必须先进行模拟分析以确定模拟件与真实件之间的关系。
2.13.2.2验证试验的代表性能数据取试验结果中的正态分布可靠度不小于90%、置信度不小于95%的平均试验结果为代表数据（参看附录F)。2.13.3试验必须符合国家、行业与水电部标准和国家与水电部的安全、劳保、卫生、环保174
等规定的要求。
2.13.4上级主管部门及委托试验单位发现试验结果不符合2.13.3款所述要求或不真实时，有权要求复试并进行监督。
3基础施工机具
3.1土石方机具应符合机具制造单位所属主管部门标准、行业标准及国家标准的要求，并不得低于机械工业部标准要求。3.2混凝土搅拌及振捣机具应符合国家标准、行业标准及主管制造部门标准的要求，并不得低手机工业部标准要求。
3.3混凝土模板机具应参照国家标准及城乡建设环保部对模板机具的要求设计。3.4基础施工机具在山区使用者，其搬运单件重不宜超过100kg。4杆塔施工机具
杆塔施工用的起重牵引机具，除水电部标准及电力建设安全工作规程SD65一1982有规定者外，应符合国家标准起重机设计规范的要求。牵引绞车技术要求应符合国家标准建筑卷扬机的规定，其机架和壳体应尽量采用焊接卷简应尽量采用钢或球墨铸铁制造。4.1绞磨
4.1.1磨芯细腰部最小外径不小于钢丝绳直径的10倍。4.1.2磨芯形状应保证能平稳滑动钢丝绳。钢丝绳在磨芯上不能发生重叠。4.1.3机动绞磨零件的工作最大载荷屈服安全系数应不小于1.45，机动绞磨制动零件届服安全系数应不小于1.5。
传动零件的疲劳计算载荷取为发动机的额定输出扭矩，疲劳验算的安全系数取为1.2。零件疲劳强度极限应考虑应力循环数N及循环特性=min/omax之影响。在无标准规定或可靠的试验数据时，疲劳强度极限可按国家标准起重机设计规范附录中推荐之方法决定。4.1.4对多向应力状态，传动零件应满足第三及第四强度理论要求。对非传动零件应满足第一及第三强度理论要求（传动零件指齿轮、链轮、皮带轮、链、轴、联轴器、键等）。4.1.5机动绞磨零件应采用塑性材料制造。绞磨芯应采用耐磨钢或球墨铸铁制造。4.1.6绞磨滑动轴承推荐采用粉末冶金含油轴承，其技术条件应符合国家标准规定。机动绞磨噪声在操作人员处测量应不大于85dB，操作处振动要求与2.5.3款规定相4.1.7
机动绞磨制动器制动力矩与被制动轴额定工作力矩之比（制动安全系数）应不小于4.1.8
机动绞磨传动效率不得低于0.75，内燃机驱动的机动绞磨燃油耗应尽可能小。4.1.9
4.1.10机动绞磨使用寿命不得低于1600h。4.2施工用起重滑车应符合本条以下各款规定4.2.1
滑轮槽底直径与钢丝绳直径之比应符合以下规定：用于机动驱动不小于11；
用于人力驱动不小于10。
4.2.2滑轮应采用铸钢或球墨铸铁制成。轴、吊钩（环）、梁、侧板等应用断裂前有明显屈175
服现象的材料制成。
滑轮零件的屈服安全系数应不小于1.5。4.2.3滑轮轴承选用滑动轴承时，推荐采用粉末冶金含油轴承，按国标GB2688一1981附录推荐的方法采用。
4.2.4滑轮槽型可采用国标规定或机械工业部标准规定。4.3起重附件（各种环、钩、卡、销、板等）4.3.1起重附件的破断安全系数不得小于5。破断安全系数为破断载荷与许用工作载荷之比。
4.3.2起重用的附件（如环、钩、卡、销、板等）应用塑性材料锻造制成。不允许焊接。材料在断裂前应有明显屈服现象。4.4施工用抱杆
4.4.1抱杆应经稳定性检验；钢结构抱杆主要受力构件长细比不应超过120，次要受力构件不应超过150；整体结构长细比为120～150。抱杆材料届服安全系数不应小于2.1。4.4.2抱杆制造时，其横向工艺变形不得超过L/1000，L为杆长。4.4.3抱杆受额定压力时，其横向变形不得超过L/600，L为杆长。（对应失稳安全系数为2.5)。
4.4.4抱杆应采用塑性材料制成。杆断裂前应有明显的届服现象；通用抱杆应尽可能采用铝合金制造，以利山区施工。
4.5施工用钢丝绳（张力放线用之牵引绳除外）施工用钢丝绳应符合SDJ65一1982《电力建设安全工作规程（架空输电线路篇）》的规定。其安全系数、有效破断拉力换算系数、动荷系数及不平衡系数、使用检验及报废条件等按上述规定执行。
4.6倒装组塔机具
4.6.1倒装组塔机具，其结构及提升装置零部件按照国家标准起重机设计规范规定设计。其余倒装组塔机具按本标准规定设计。4.6.2多台提升装置同时提升一个塔身时，其速度差别应保证提升时塔偏不超过许可值。4.6.3多台提升装置同时提升一塔身时，其中任一台提升装置所受载荷不能超过其额定提升载荷。
4.6.4多根钢丝绳索同时提升一个载荷时，应力求载荷在钢丝绳索间分布均匀，任一钢丝绳索所受载荷，不得超过该绳索的许用值。4.6.5链式提升装置安全系数按SDJ65一1982选取。上述规程无规定者，按照国家标准及机械工业部标准选取。4.6.6提升速度推荐使每节塔身提升时间小于50min。4.7其余杆塔施工用之提升牵引机具零件安全系数不得小于机动绞磨规定（4.1.3及4.1.4)。
5架线施工机具
5.1牵引机（张力放线用）。
5.1.1张力放线必须使用专用牵引机。5.1.2牵引机钢丝绳卷简绳槽底部直径必须不小于钢丝绳外直径的25倍。176
5.1.3钢丝绳卷简应用耐磨钢制成。其表面硬度推荐在HRC50～55之间。5.1.4牵引机必须有过载保护装置，过载装置动作时可保护的最大牵引力应不小于额定牵引力的1.25倍，过载保护装置应连续可调。5.1.5牵引机传动应尽可能无级调速，调速操纵应方便可靠。5.1.6牵引机钢丝绳卷筒制动安全系数应不小于1.5。牵引机原动机停车时，制动器应立即制动。
5.1.7牵引机工作环境温度在零下20℃至零上40℃之间。5.1.8
钢丝绳摩擦卷简对钢丝绳的摩擦系数不得小于01牵引机主卷筒传动效率不得低于0.55，牵引力应保持平稳，牵引力波动不得引起钢丝绳、导线跳槽和导线鞭击。
牵引机使用寿命不得小于3200h。牵引机噪声不得超过90dB。
5.1.12钢丝绳尾绳卷筒自动盘绳时应保持钢丝绳不乱不卡，不得造成钢丝绳在卷筒上跳槽。尾绳速度及拉力应保证牵引机主卷筒上钢丝绳不打滑，并能自零连续可调。尾绳拉力应平稳，停止牵引时尾绳能自动制动。更换钢丝绳绳盘及转移场地时应方便，锚固装置安全系数应不小于3。安全系数指破断载荷与许用最大工作载荷（额定载荷）之比。5.2张力放线机
5.2.1张力放线机主卷筒槽底直径D按下式计算：D>40d-100
式中d-导线直径，mmo
5.2.2张力机主卷筒衬垫应采用高强耐磨材料制成，其硬度推荐为邵尔硬度90至100。张力机主卷筒衬垫应保证不损伤导线。（邵尔硬度试验方法见GB531一1976)。5.2.3张力机主卷简胶衬槽型推荐用图5.2.3规定。图中，D为张力机主卷简槽底直径；r>0.53d，d为导线直径。
对于橡胶：1.5d>h>d；L>5+2r+（hr)sin30；ri对于尼龙：h>0.5d；L>5+2rr应超过调定值的10%，张力在张力机出线侧测定，张力要连续可调。5.2.6液压张力机应避免压力冲击，尽量采用软管。5.2.7张力机温升不得超过设计要求。液压制动张力机油温不得超过油液许用工作温度。机械制动张力机摩擦付温升不得超过摩擦材料许用工作温度。5.2.8
张力机工作时噪声不得大于85dB。张力机工作环境温度在零下20℃到零上40℃。5.2.9
张力机使用寿命不得小于3200h。5.2.10
5.2.11张力机应与牵引机配套设计。5.3放线用导线滑车
5.3.1导线滑车滑轮槽底直径D与导线直径d之比及槽型应符合水电部标准之规定。177
5.3.2导线滑车衬垫材料应采用高强耐磨橡胶，其硬度推荐为邵尔硬度90至100，衬垫材料不应损伤导线。
5.3.3导线滑轮轴承应选用滚动轴承，轴承选用按国家标准或ISO标准进行。滚动轴承静载安全系数不得小于1.5。在滑轮组中两滑轮间侧向间隙不大于4mm。5.3.4放线滑轮摩阻系数（滑轮两侧导线张力之比）应不得大于1.015，滑轮轴承润滑脂应据工作温度选定。
5.3.5滑轮元件的安全系数不小于3。安全系数指破断载荷与许用工作载荷之比（许用工作载荷即额定载荷）。
5.3.6导线滑轮重量应尽可能轻，推荐选用铝合金等材料制成。5.4飞车
5.4.1输电线路上安装附件用飞车其关键元件（损坏后能导致人身或设备重大事故者）破断载荷与其额定载荷之比不小于5。5.4.2飞车材料必须采用有明显屈服现象的塑性材料（尽可能采用铝合金）制成。5.4.3飞车上必须附加安全带，同时有防止行走时发生高空坠落之装置，以确保人身安全。5.4.4飞车刹车必须安全可靠，有在1s内使车轮停转之能力，并应有停车保险。5.4.5飞车驱动轮与导线的摩擦系数不得小于0.5，车轮表面材料应采用高强耐磨橡胶，车轮不得损伤导线。
5.4.6飞车可行坡度不小于22°，其自重应能保证方便通过线夹。5.5线路附件安装工具不得损伤导线及金具，并应尽量轻。安全系数不得小于3，安全系数定义同5.1.12款规定。
5.6放线用牵引钢丝绳
5.6.1放导线必须采用专用少扭或无扭钢丝绳。钢丝绳承受额定拉力时，可用手钳夹住防其拧转。
5.6.2放线用牵引钢丝绳宜尽可能采用插接，以防卡绳。插接头拉断力不得小于原钢丝绳拉断力。
5.6.3放线用牵引钢丝绳破断载荷与额定载荷之比不小于3。钢丝绳不得超额定载荷使用。用钢丝破断力计算钢丝绳破断载荷时，其换算系数按SDJ65一1982规定，钢丝应符合国家标准规定。
5.7牵引板
5.7.1牵引板结构应能防止应力集中及附加焊接应力，牵引板破断载荷与额定载荷之比不小于3。
5.7.2牵引板应用有明显届服的塑性材料制成。焊缝必须焊满，不得采用间断焊，必须双面焊透。
5.7.3牵引板外形应使其能平滑通过滑轮。5.7.4牵引板平衡锤应安全可靠。张力正常时，能防止拉翻牵引板。平衡锤通过滑轮时不能卡住，前后要摆动灵活，不得左右摆动。牵引板上应有防止平衡锤摆动打绝缘子的限位装置。
5.8旋转连接器
5.8.1旋转连接器破断载荷与额定载荷之比应不小于2.5。5.8.2旋转连接器应采用塑性材料制成。178