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单梁起重机端梁U形槽成形电子设备的研发

时间 :2022-06-15 来源: 未知 点击数 : 1106

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赵伟哲 王京伟

摘 要:该文研发了专供于单梁起重端梁U 形槽的成形电子设备,该电子设备操作方式单纯,手动化某种程度高,满足用户了U 形槽的大批量化制造。通过卷扬式除雪轿车同时实现了配件的手动每边料,将配件存料、运载、折断、装车五个机柜密切并行,形成蛋卷。具备手动登位机能的可移动成形下模使配件手动对中,确保成形的连续性,易于同时实现端梁的适用性制造。该电子设备的研发及启用大幅提高了U 形槽端梁的制造工作效率,减少了工作量,具备较低的推展价值。

关键字:单梁起重;U 形槽;成形;手动每边料;登位;大批量化

中图科同盘属:TH211+.3 历史文献N53SI241SV:B 该文序号:1001-0785(2020)23-0076-04

0 结语

随着经济的高速路发展,单梁起重作为一种轻较大型的建筑施工,配和电动葫芦愈来愈广为的应用于厂房、库房、料仓等相同公开场合桩基货物运输,大幅提高了制造工作效率和减少了工作量,因此单梁起重的供应量日渐减小。

1 电子设备总体计划简述

1.1 U 形槽横截面

为满足用户气压的须要,相同跨距、排水量的起重,U形槽的度H、长度B 有所相同。U 型槽两边度的多寡差也是影响端梁适用性的重要不利因素,如图1 所示。

图1 U 形槽横截面

1.2 计划简述

U 形槽成形电子设备主要由主体钢架、折断动力系统、成形每边模、手动每边料除雪轿车等分组成。如图2所示。

1. 后装车架 2. 成形下模 3. 主体钢架 4. 升降导柱 5. 前运载架 6. 存料架 7. 手动每边料除雪轿车 8. 折断动力系统 9. 成形上模

图2 U 形槽成形电子设备总体结构图

该电子设备以主体钢架为载体,连接前运载架和后装车架,存料架又和前运载架连接,依次设置存料、运载、折断、装车等4 个机柜。折断动力系统安装在主体钢架上,成形上模和动力系统的液压缸铰接,上模和主体钢架之间设置两根升降导柱,下模在动力系统的作用下,以导柱为导向,向下运动,配合成形下模完成U 形槽的精准折断成形。存料架用于U 形槽折断前的存料,一次可存放数十个,满足用户大批量连续制造的须要。从存料到装车整个过程中配件的移位依靠除雪轿车手动操作方式,形成了存料- 运载- 折断- 装车的手动化流水制造,制造工作效率高。双梁起重

具体工作过程:启动除雪轿车运行至存料架,除雪轿车带动工件运行至成形每边模之间,两边下模向内移动,手动对中配件折断动力系统启动,上模下移进行折断成形。成形后上模上移至原位,两边下模向外移动至原位,脱离工件,除雪轿车带动下一工件至每边模之间,同时将成形后的上一U 形槽推至后装车架进行装车。重复上述动作,即可完成U 形槽的连续手动化制造。

2 关键问题研究与分析

2.1 满足用户折断力的需求

U 形槽成形上、下模折断吻合过程是一个自由弯曲的过程,所需自由弯曲力

式中:U 形板厚t =6 mm,长度L=5 000 mm,圆角半径r =12 mm,U 形槽材料多为Q235B,其抗拉气压σb=375 ~ 500 MPa,取安全系数K=1.3,所需最大自由弯曲力F=455 kN。

该电子设备折断动力系统以液压为动力,液压缸为元件,选择液压缸直径为320 mm,在公称压力为16 MPa 时,推力为128 kN,该电子设备设置4 个液压缸,同步动作推力可达512 MPa,满足用户折断力的需求。双梁起重

2.2 基于SolidWorks 的仿真分析

主体钢架是整个成形电子设备的载体,起到连接其余各部件的作用,故在设计中满足用户钢架气压和刚度要求至关重要。主体钢架为桥式结构,主要分为立柱、上横梁两部分。利用SolidWorks 中的Simulation 模块可以精确模拟钢架的受力情况。以立柱横截面、上横梁长度和度为参数变量,反复计算,在满足用户使用要求的前提下,达到结构最优、消耗钢材最少的目的。优化后钢架最大应力为198 MPa,小于材料的许用应力230 MPa,最大变形为1.75 mm,小于跨距2 000 mm(两边立柱的中心距)的1/1 000,从而满足用户刚度和气压的要求。如图3 所示。

图3 主体钢架受力计算结果

2.3 具备手动登位机能的可移动下模设计

常见的折断模具均为固定式结构,若该电子设备采用固定下模,仅可以适应同一长度U 形槽的制作,在成形后,配件和下模在摩擦力的作用下有些许的胶合,再加上U形槽本身的回弹作用,使U 形槽和压辊之间产生一定的挤压力,卸料困难。因此,设计一套具备手动登位机能的可移动下模。如图4、图5 所示。双梁起重

该下模主要由液压缸、导向板、导向辊、导向辊安装座、登位装置、压辊、顶杆装置各部分组成。导向板外形为阶梯斜坡形,左侧安装液压缸,垂直侧与顶杆装置接触,顶杆装置中顶杆以滑键为导向,在滑座中可进行移动。登位装置由拉伸弹簧、弹簧安装座、螺母座、调整螺杆各零部件组成,螺母座固定不动,安装座利用螺栓安装在压辊上。

1. 液压缸 2. 导向板 3. 导向辊安装座 4. 登位装置 5. 顶杆装置 6. 导向辊 7.U 形槽展开状态 8. 压辊装配

图4 可移动下模结构示意图

1. 螺母座 2. 调整螺杆 3. 拉伸弹簧 4. 弹簧安装座

图5 登位装置示意图

当液压缸活塞杆收回时,拉动导向板向左移动,导向板上的阶梯将向左方向的运动转化为沿顶杆方向的运动,顶杆推动压辊向内移动,同时压辊拉动登位装置使弹簧处于拉伸状态,产生一定的拉力。两边液压缸的同步动作使两边压辊同时向内移动,安装在压辊上的导向辊使配件手动居中,满足用户折断要求。

当压槽机上模向下运动完成折断后,液压缸活塞杆做伸出动作,压辊在拉伸弹簧拉力的作用下回到原位,同时实现手动登位机能,易于U 形槽成形后的卸料操作方式。登位装置上设置调整螺杆,旋转螺杆可调整拉伸弹簧的初始拉力,易于调整下模登位所须要的拉力大小。双梁起重

2.4 手动每边料除雪轿车的设计

除雪轿车由运行跑车装置、运行驱动装置、连接架、升降驱动装置、导向装置和电磁吸盘各部分组成。安装在主体钢架上,以钢架上的工字钢为运行轨道做往复运动。同时实现U 形槽从存料、运载、成形到装车整个过程的手动化。如图6 所示。

1. 运行跑车装置 2. 运行驱动装置 3. 连接架4. 升降驱动装置 5. 导向装置 6. 电磁吸盘

图6 除雪轿车结构示意图

运行驱动装置上设置一套运行电机和两个卷筒,卷筒上缠绕钢丝绳,钢丝绳出绳端分别固定在主体钢架的两边。电机齿轮输出轴啮合卷筒上的齿轮,使两个卷筒同向旋转运动,达到钢丝绳一松一紧的目的。升降驱动装置设置一套升降电机和一个卷筒,电机输出轴带动卷筒旋转,从而带动电磁吸盘沿着导向装置每边移动。当除雪轿车处于存料区时,电磁吸盘下降,接触工件后吸盘通电,吸附工件,手动上料。驱动装置顺时针旋转,右侧卷筒钢丝绳松开,左侧卷筒收紧,在左侧钢丝绳的反作用力下,除雪轿车向左运动至每边模中间,电磁吸盘断电,手动落料,同时连接架上的推板将上一成形后的U 形槽送至装车机柜。然后驱动装置逆时针旋转,右侧卷筒钢丝绳收紧,左侧卷筒松开,除雪轿车移动至存料处,等待下一循环动作。整个过程采用PLC控制,除雪轿车手动进行每边料,不需人工干预,制造工作效率高,同时实现大批量化制造。双梁起重

3 结束语

该U 形槽成形电子设备将配件的上料、折断成形、下料形成了蛋卷,手动化某种程度高,适用品种多,同时实现了适合单梁起重端梁U 形槽的大批量化制造,大幅提高了产品的制造工作效率,减少了工作量,制造的U 形槽成形一致,为整个单梁产品的互换奠定了基础,值得大力推展。

参考历史文献

[1] 机械设计手册编写组. 机械设计手册[M]. 北京:化学工业出版社,2008.

[2] 中国模具设计大典编写组. 中国模具设计设计大典. 第3 卷[M]. 南昌:江西科学技术出版社,2003.

[3] 刘常. 基于ANSYS 的工程机械钢结构优化设计分析[J].中国机械, 2014(9):210.

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