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

?

安全閥搬運(yùn)小車(chē)設(shè)計(jì)

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

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(chē)，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(chē)上，由螺釘連接固定，可以與叉車(chē)分離，其主要作用是夾緊安全閥。液壓叉車(chē)主要起抬起、運(yùn)輸作用。安全閥搬運(yùn)小車(chē)車(chē)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(lèi)，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(chē)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(chē)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　機(jī)械結(jié)構(gòu)作用及工作原理

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(chē)滿(mǎn)足當(dāng)今工作要求，可以解決現(xiàn)在車(chē)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

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(jī)械結(jié)構(gòu)的底座，聯(lián)接手推車(chē)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(lèi)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(mǎn)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(mǎn)足強(qiáng)度要求。

由上可知45鋼滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，可作制作材料。

3　意義

安全閥搬運(yùn)小車(chē)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(chē)既彌補(bǔ)現(xiàn)行安全閥搬運(yùn)過(guò)程中的缺陷，又可滿(mǎn)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(chē)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?？梢哉f(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。

參考文獻(xiàn)

［1］羅圣國(guó)，吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：高等教育出版社，2006.

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

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

［4］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第一卷［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［5］濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京：高等教育出版社，2012.

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

［7］何銘新，錢(qián)可強(qiáng)，徐祖茂.機(jī)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(lèi)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。