單梁起重機端梁U形槽成形電子設備的研發
附注為目標公司鄰近商情，不代表者本司看法，如有須要產品，請聯絡我們18013109198
趙偉哲 王京偉
摘 要：該文研發了專供于單梁起重端梁U 形槽的成形電子設備，該電子設備操作方式單純，手動化某種程度高，滿足用戶了U 形槽的大批量化制造。通過卷揚式除雪轎車同時實現了配件的手動每邊料，將配件存料、運載、折斷、裝車五個機柜密切并行，形成蛋卷。具備手動登位機能的可移動成形下模使配件手動對中，確保成形的連續性，易于同時實現端梁的適用性制造。該電子設備的研發及啟用大幅提高了U 形槽端梁的制造工作效率，減少了工作量，具備較低的推展價值。
關鍵字：單梁起重；U 形槽；成形；手動每邊料；登位；大批量化
中圖科同盤屬：TH211+.3 歷史文獻N53SI241SV：B 該文序號：1001-0785（2020）23-0076-04
0 結語
隨著經濟的高速路發展，單梁起重作為一種輕較大型的建筑施工，配和電動葫蘆愈來愈廣為的應用于廠房、庫房、料倉等相同公開場合樁基貨物運輸，大幅提高了制造工作效率和減少了工作量，因此單梁起重的供應量日漸減小。
1 電子設備總體計劃簡述
1.1 U 形槽橫截面
為滿足用戶氣壓的須要，相同跨距、排水量的起重，U形槽的度H、長度B 有所相同。U 型槽兩邊度的多寡差也是影響端梁適用性的重要不利因素，如圖1 所示。
圖1 U 形槽橫截面
1.2 計劃簡述
U 形槽成形電子設備主要由主體鋼架、折斷動力系統、成形每邊模、手動每邊料除雪轎車等分組成。如圖2所示。
1. 后裝車架 2. 成形下模 3. 主體鋼架 4. 升降導柱 5. 前運載架 6. 存料架 7. 手動每邊料除雪轎車 8. 折斷動力系統 9. 成形上模
圖2 U 形槽成形電子設備總體結構圖
該電子設備以主體鋼架為載體，連接前運載架和后裝車架，存料架又和前運載架連接，依次設置存料、運載、折斷、裝車等4 個機柜。折斷動力系統安裝在主體鋼架上，成形上模和動力系統的液壓缸鉸接，上模和主體鋼架之間設置兩根升降導柱，下模在動力系統的作用下，以導柱為導向，向下運動，配合成形下模完成U 形槽的精準折斷成形。存料架用于U 形槽折斷前的存料，一次可存放數十個，滿足用戶大批量連續制造的須要。從存料到裝車整個過程中配件的移位依靠除雪轎車手動操作方式，形成了存料- 運載- 折斷- 裝車的手動化流水制造，制造工作效率高。雙梁起重
具體工作過程：啟動除雪轎車運行至存料架，除雪轎車帶動工件運行至成形每邊模之間，兩邊下模向內移動，手動對中配件折斷動力系統啟動，上模下移進行折斷成形。成形后上模上移至原位，兩邊下模向外移動至原位，脫離工件，除雪轎車帶動下一工件至每邊模之間，同時將成形后的上一U 形槽推至后裝車架進行裝車。重復上述動作，即可完成U 形槽的連續手動化制造。
2 關鍵問題研究與分析
2.1 滿足用戶折斷力的需求
U 形槽成形上、下模折斷吻合過程是一個自由彎曲的過程，所需自由彎曲力
式中：U 形板厚t =6 mm，長度L=5 000 mm，圓角半徑r =12 mm，U 形槽材料多為Q235B，其抗拉氣壓σb=375 ～ 500 MPa，取安全系數K=1.3，所需最大自由彎曲力F=455 kN。
該電子設備折斷動力系統以液壓為動力，液壓缸為元件，選擇液壓缸直徑為320 mm，在公稱壓力為16 MPa 時，推力為128 kN，該電子設備設置4 個液壓缸，同步動作推力可達512 MPa，滿足用戶折斷力的需求。雙梁起重
2.2 基于SolidWorks 的仿真分析
主體鋼架是整個成形電子設備的載體，起到連接其余各部件的作用，故在設計中滿足用戶鋼架氣壓和剛度要求至關重要。主體鋼架為橋式結構，主要分為立柱、上橫梁兩部分。利用SolidWorks 中的Simulation 模塊可以精確模擬鋼架的受力情況。以立柱橫截面、上橫梁長度和度為參數變量，反復計算，在滿足用戶使用要求的前提下，達到結構最優、消耗鋼材最少的目的。優化后鋼架最大應力為198 MPa，小于材料的許用應力230 MPa，最大變形為1.75 mm，小于跨距2 000 mm（兩邊立柱的中心距）的1/1 000，從而滿足用戶剛度和氣壓的要求。如圖3 所示。
圖3 主體鋼架受力計算結果
2.3 具備手動登位機能的可移動下模設計
常見的折斷模具均為固定式結構，若該電子設備采用固定下模，僅可以適應同一長度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許的膠合，再加上U形槽本身的回彈作用，使U 形槽和壓輥之間產生一定的擠壓力，卸料困難。因此，設計一套具備手動登位機能的可移動下模。如圖4、圖5 所示。雙梁起重
該下模主要由液壓缸、導向板、導向輥、導向輥安裝座、登位裝置、壓輥、頂桿裝置各部分組成。導向板外形為階梯斜坡形，左側安裝液壓缸，垂直側與頂桿裝置接觸，頂桿裝置中頂桿以滑鍵為導向，在滑座中可進行移動。登位裝置由拉伸彈簧、彈簧安裝座、螺母座、調整螺桿各零部件組成，螺母座固定不動，安裝座利用螺栓安裝在壓輥上。
1. 液壓缸 2. 導向板 3. 導向輥安裝座 4. 登位裝置 5. 頂桿裝置 6. 導向輥 7.U 形槽展開狀態 8. 壓輥裝配
圖4 可移動下模結構示意圖
1. 螺母座 2. 調整螺桿 3. 拉伸彈簧 4. 彈簧安裝座
圖5 登位裝置示意圖
當液壓缸活塞桿收回時，拉動導向板向左移動，導向板上的階梯將向左方向的運動轉化為沿頂桿方向的運動，頂桿推動壓輥向內移動，同時壓輥拉動登位裝置使彈簧處于拉伸狀態，產生一定的拉力。兩邊液壓缸的同步動作使兩邊壓輥同時向內移動，安裝在壓輥上的導向輥使配件手動居中，滿足用戶折斷要求。
當壓槽機上模向下運動完成折斷后，液壓缸活塞桿做伸出動作，壓輥在拉伸彈簧拉力的作用下回到原位，同時實現手動登位機能，易于U 形槽成形后的卸料操作方式。登位裝置上設置調整螺桿，旋轉螺桿可調整拉伸彈簧的初始拉力，易于調整下模登位所須要的拉力大小。雙梁起重
2.4 手動每邊料除雪轎車的設計
除雪轎車由運行跑車裝置、運行驅動裝置、連接架、升降驅動裝置、導向裝置和電磁吸盤各部分組成。安裝在主體鋼架上，以鋼架上的工字鋼為運行軌道做往復運動。同時實現U 形槽從存料、運載、成形到裝車整個過程的手動化。如圖6 所示。
1. 運行跑車裝置 2. 運行驅動裝置 3. 連接架4. 升降驅動裝置 5. 導向裝置 6. 電磁吸盤
圖6 除雪轎車結構示意圖
運行驅動裝置上設置一套運行電機和兩個卷筒，卷筒上纏繞鋼絲繩，鋼絲繩出繩端分別固定在主體鋼架的兩邊。電機齒輪輸出軸嚙合卷筒上的齒輪，使兩個卷筒同向旋轉運動，達到鋼絲繩一松一緊的目的。升降驅動裝置設置一套升降電機和一個卷筒，電機輸出軸帶動卷筒旋轉，從而帶動電磁吸盤沿著導向裝置每邊移動。當除雪轎車處于存料區時，電磁吸盤下降，接觸工件后吸盤通電，吸附工件，手動上料。驅動裝置順時針旋轉，右側卷筒鋼絲繩松開，左側卷筒收緊，在左側鋼絲繩的反作用力下，除雪轎車向左運動至每邊模中間，電磁吸盤斷電，手動落料，同時連接架上的推板將上一成形后的U 形槽送至裝車機柜。然后驅動裝置逆時針旋轉，右側卷筒鋼絲繩收緊，左側卷筒松開，除雪轎車移動至存料處，等待下一循環動作。整個過程采用PLC控制，除雪轎車手動進行每邊料，不需人工干預，制造工作效率高，同時實現大批量化制造。雙梁起重
3 結束語
該U 形槽成形電子設備將配件的上料、折斷成形、下料形成了蛋卷，手動化某種程度高，適用品種多，同時實現了適合單梁起重端梁U 形槽的大批量化制造，大幅提高了產品的制造工作效率，減少了工作量，制造的U 形槽成形一致，為整個單梁產品的互換奠定了基礎，值得大力推展。
參考歷史文獻
[1] 機械設計手冊編寫組. 機械設計手冊[M]. 北京：化學工業出版社，2008.
[2] 中國模具設計大典編寫組. 中國模具設計設計大典. 第3 卷[M]. 南昌：江西科學技術出版社，2003.
[3] 劉常. 基于ANSYS 的工程機械鋼結構優化設計分析[J].中國機械, 2014(9):210.
本文非原創，不代表者本司看法，如有侵權，請聯絡刪除
