安全閥搬運小車設(shè)計

楊　成，張?zhí)祢?，鄭典琦，馮紹隆，王　霞江南大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇無錫　214122

?

安全閥搬運小車設(shè)計

楊成，張?zhí)祢?，鄭典琦，馮紹隆，王霞
江南大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇無錫214122

摘要本項目組設(shè)計一款靈活實用的安全閥搬運推車，彌補現(xiàn)行安全閥搬運中存在的缺陷。通過強度計算，設(shè)計一種可抓取不同口徑、重量的安全閥的機械臂，將機械臂安裝在叉車上，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、運輸作用。安全閥搬運小車車主要目的在于使安全閥校驗站的搬運工作更加靈活、可操作，降低操作人員的勞動強度以及運輸過程中的損耗，提高工作效率。

關(guān)鍵詞安全閥；強度計算；機械臂；校驗

安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對人身安全和設(shè)備運行起重要保護作用。因此，安全閥每年至少必須校驗一次。校驗時需將安全閥拆下送有資質(zhì)的安全閥校驗機構(gòu)進行校驗。

現(xiàn)行的安全閥校驗運輸過程主要有2種：一是人工搬運，這種方法的僅適用于質(zhì)量小，體積小的安全閥，且搬運過程不規(guī)范，容易損害安全閥，甚至可掉落砸傷搬運人員；二是通過吊索將安全閥吊起，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，且吊裝過程緩慢，耗費時間長。

而安全閥搬運小車的設(shè)計，既彌補以上搬運過程的缺點，有提升了效率。通過可變換夾取角度的機械臂夾取、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，送至校驗臺。整個搬運過程輕快便捷，利于操作，而且不受場地空間的限制。

1　機械結(jié)構(gòu)作用及工作原理

1.1機械結(jié)構(gòu)

本項目經(jīng)過調(diào)研和討論，設(shè)計出的安全閥搬運抓取小車滿足當(dāng)今工作要求，可以解決現(xiàn)在車間搬運安全閥的不安全，不便利的問題，下圖為結(jié)構(gòu)示意圖：

圖1

1.2運作過程原理

本項目設(shè)計了圖示的夾取裝置，通過轉(zhuǎn)動連接在絲杠上的手柄，可以控制絲杠的進退，帶動連桿運動，使擺臂進行開合運動，實現(xiàn)托塊對安全閥的夾取操作。夾取的位置一般是安全閥法蘭盤上方的頸部，在這個位置的夾取以及擋板的作用可以有效的固定安全閥，而不會發(fā)生滑落或傾倒的現(xiàn)象。

經(jīng)過實驗證明，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行連接。

圖2

2　安全閥抓取重要零部件及其作用

承重橫梁：為抓取安全閥機械結(jié)構(gòu)的底座，聯(lián)接手推車的重要零件。承受安全閥帶來的剪切力；托塊：是抓取安全閥時鉗夾安全閥的工具，兩只托塊合實后，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?。贿B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。它的運動可以控制連桿進而控制擺臂進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)鍵部件強度校核

本項目預(yù)采用45鋼，為了保證安全性，進行了強度校核，下面是承重橫梁和擺臂的強度校核：

以安全閥最大重量1t進行校核計算：

M1=1386N*m

因為安全閥質(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鋼滿足強度要求。

由上可知45鋼滿足強度要求，可作制作材料。

3　意義

安全閥搬運小車彌補了現(xiàn)行搬運中存在的效率低、靈活性差、耗時等缺點。并擁有更加靈活的搬運尺寸，搬運過程中穩(wěn)定地固定安全閥，減小搬運過程中造成安全閥的靈敏度損失，并能夠在相對靜止的情況下講安全閥裝置校驗臺，實現(xiàn)叫高精度對接，較少安全閥以及校驗臺的損傷。而近年我國安全閥行業(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。越來越多的行業(yè)應(yīng)用也對安全閥的搬運也提出了更多的要求。而安全閥搬運小車既彌補現(xiàn)行安全閥搬運過程中的缺陷，又可滿足安全閥規(guī)格、品種增多的變化。如若將安全閥搬運小車實體化并進行升級，再形成產(chǎn)業(yè)鏈，那其潛在的市場將是巨大的，帶來的經(jīng)濟效益也將是難以估量的?？梢哉f它是未來安全閥搬運市場上的一個必需品，它的出現(xiàn)必將引領(lǐng)安全閥搬運市場的變革。

參考文獻

［1］羅圣國，吳宗澤.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］齊樂華，楊方，王俊勃.工程材料與機械制造基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［3］邵彭年.實用閥門管道與手冊［M］.上海：上?？茖W(xué)出版社，2010.

［4］成大先.機械設(shè)計手冊第一卷［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［5］濮良貴，陳國定，吳立言.機械設(shè)計［M］.北京：高等教育出版社，2012.

［6］孫桓，陳作抹，葛文杰.機械原理［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［7］何銘新，錢可強，徐祖茂.機械制圖［M］.北京：高等教育出版社，2010.

［8］劉宏文，林建興，陳乃立.材料力學(xué)I［M］.北京：高等教育出版社，2010.

中圖分類號TH6

文獻標(biāo)識碼A

文章編號1674-6708（2016）165-0230-02

作者簡介：楊成，江南大學(xué)機械工程學(xué)院。張?zhí)祢?，江南大學(xué)機械工程學(xué)院。鄭典琦，江南大學(xué)機械工程學(xué)院。馮紹隆，江南大學(xué)機械工程學(xué)院。王霞，江南大學(xué)機械工程學(xué)院。