楊 成,張?zhí)祢?,鄭典琦,馮紹隆,王 霞江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122
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安全閥搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)
楊成,張?zhí)祢湥嵉溏?,馮紹隆,王霞
江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇無(wú)錫214122
摘要本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)一款靈活實(shí)用的安全閥搬運(yùn)推車,彌補(bǔ)現(xiàn)行安全閥搬運(yùn)中存在的缺陷。通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算,設(shè)計(jì)一種可抓取不同口徑、重量的安全閥的機(jī)械臂,將機(jī)械臂安裝在叉車上,由螺釘連接固定,可以與叉車分離,其主要作用是夾緊安全閥。液壓叉車主要起抬起、運(yùn)輸作用。安全閥搬運(yùn)小車車主要目的在于使安全閥校驗(yàn)站的搬運(yùn)工作更加靈活、可操作,降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度以及運(yùn)輸過(guò)程中的損耗,提高工作效率。
關(guān)鍵詞安全閥;強(qiáng)度計(jì)算;機(jī)械臂;校驗(yàn)
安全閥屬于自動(dòng)閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過(guò)規(guī)定值,對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。因此,安全閥每年至少必須校驗(yàn)一次。校驗(yàn)時(shí)需將安全閥拆下送有資質(zhì)的安全閥校驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校驗(yàn)。
現(xiàn)行的安全閥校驗(yàn)運(yùn)輸過(guò)程主要有2種:一是人工搬運(yùn),這種方法的僅適用于質(zhì)量小,體積小的安全閥,且搬運(yùn)過(guò)程不規(guī)范,容易損害安全閥,甚至可掉落砸傷搬運(yùn)人員;二是通過(guò)吊索將安全閥吊起,并借助人工微扶安全閥調(diào)焦,這種方式需要較大的環(huán)境空間,靈活性低,且吊裝過(guò)程緩慢,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。
而安全閥搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì),既彌補(bǔ)以上搬運(yùn)過(guò)程的缺點(diǎn),有提升了效率。通過(guò)可變換夾取角度的機(jī)械臂夾取、固定各種規(guī)格安全閥,利用液壓叉車部件將安全閥托起離地,送至校驗(yàn)臺(tái)。整個(gè)搬運(yùn)過(guò)程輕快便捷,利于操作,而且不受場(chǎng)地空間的限制。
1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)調(diào)研和討論,設(shè)計(jì)出的安全閥搬運(yùn)抓取小車滿足當(dāng)今工作要求,可以解決現(xiàn)在車間搬運(yùn)安全閥的不安全,不便利的問(wèn)題,下圖為結(jié)構(gòu)示意圖:
圖1
1.2運(yùn)作過(guò)程原理
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了圖示的夾取裝置,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在絲杠上的手柄,可以控制絲杠的進(jìn)退,帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng),使擺臂進(jìn)行開(kāi)合運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)托塊對(duì)安全閥的夾取操作。夾取的位置一般是安全閥法蘭盤(pán)上方的頸部,在這個(gè)位置的夾取以及擋板的作用可以有效的固定安全閥,而不會(huì)發(fā)生滑落或傾倒的現(xiàn)象。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,絲杠的自鎖可以將安全閥夾緊,夾取裝置的連接部位都利用軸進(jìn)行連接。
圖2
承重橫梁:為抓取安全閥機(jī)械結(jié)構(gòu)的底座,聯(lián)接手推車的重要零件。承受安全閥帶來(lái)的剪切力;托塊:是抓取安全閥時(shí)鉗夾安全閥的工具,兩只托塊合實(shí)后,形成的正方形口能有效夾住安全閥的頸部;擺臂:連接托塊,并通過(guò)軸與承重橫梁連接在一起,有類似于手臂的作用,控制著托塊;擋板:以防夾取安全閥時(shí)安全閥的傾倒,抵住安全閥,防止安全事故發(fā)生絲杠:上有螺紋狀,絲杠的前后作用控制托塊張合大??;連桿:連接底部和擺臂,起傳遞作用;底部:將兩只連桿連接在一起,被螺絲桿穿接。它的運(yùn)動(dòng)可以控制連桿進(jìn)而控制擺臂進(jìn)使托塊有效的張合以適應(yīng)不同大小的安全閥。
圖3
2.1關(guān)鍵部件強(qiáng)度校核
本項(xiàng)目預(yù)采用45鋼,為了保證安全性,進(jìn)行了強(qiáng)度校核,下面是承重橫梁和擺臂的強(qiáng)度校核:
以安全閥最大重量1t進(jìn)行校核計(jì)算:
M1=1386N*m
因?yàn)榘踩y質(zhì)量遠(yuǎn)大于材料重量故可認(rèn)為承重橫梁所受力的大小為安全閥的壓力,由力矩平衡可知:
1)承重橫梁
圖4
故承重橫梁使用45鋼滿足強(qiáng)度要求。
圖5
W1為承重橫梁的抗彎截面系數(shù)。
2)擺臂
圖6
W2為擺臂的抗彎截面系數(shù);
故擺臂使用45鋼滿足強(qiáng)度要求。
由上可知45鋼滿足強(qiáng)度要求,可作制作材料。
安全閥搬運(yùn)小車彌補(bǔ)了現(xiàn)行搬運(yùn)中存在的效率低、靈活性差、耗時(shí)等缺點(diǎn)。并擁有更加靈活的搬運(yùn)尺寸,搬運(yùn)過(guò)程中穩(wěn)定地固定安全閥,減小搬運(yùn)過(guò)程中造成安全閥的靈敏度損失,并能夠在相對(duì)靜止的情況下講安全閥裝置校驗(yàn)臺(tái),實(shí)現(xiàn)叫高精度對(duì)接,較少安全閥以及校驗(yàn)臺(tái)的損傷。而近年我國(guó)安全閥行業(yè)的迅速發(fā)展,安全閥的品種規(guī)格也在不斷增加,應(yīng)用安全閥的行業(yè)也越來(lái)越多,如石化行業(yè)、煉油行業(yè)、核電行業(yè)、火電行業(yè)等都有廣泛的使用。越來(lái)越多的行業(yè)應(yīng)用也對(duì)安全閥的搬運(yùn)也提出了更多的要求。而安全閥搬運(yùn)小車既彌補(bǔ)現(xiàn)行安全閥搬運(yùn)過(guò)程中的缺陷,又可滿足安全閥規(guī)格、品種增多的變化。如若將安全閥搬運(yùn)小車實(shí)體化并進(jìn)行升級(jí),再形成產(chǎn)業(yè)鏈,那其潛在的市場(chǎng)將是巨大的,帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也將是難以估量的。可以說(shuō)它是未來(lái)安全閥搬運(yùn)市場(chǎng)上的一個(gè)必需品,它的出現(xiàn)必將引領(lǐng)安全閥搬運(yùn)市場(chǎng)的變革。
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中圖分類號(hào)TH6
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)1674-6708(2016)165-0230-02
作者簡(jiǎn)介:楊成,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。張?zhí)祢?,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。鄭典琦,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。馮紹隆,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。王霞,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。