Research設(shè)計(jì)研究起重機(jī)變幅油缸定軸板螺栓的防剪切設(shè)計(jì)周廣東,李欽河(天津山河裝備開發(fā)有限公司,天津300400)伸縮臂起重機(jī)在吊裝作業(yè)時(shí),主要通過(guò)變幅油缸的伸縮實(shí)現(xiàn)吊臂仰角和幅度的變化,以完成各種不同工況下的吊裝作業(yè)。吊臂與轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)與變幅油缸、變幅油缸與吊臂之間的鏈接鉸點(diǎn),稱為起重機(jī)的三鉸點(diǎn)。
吊臂根部鉸點(diǎn)和轉(zhuǎn)臺(tái)上鉸點(diǎn)之間通過(guò)銷軸連接,銷軸通過(guò)裝有螺栓的定軸板固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上,吊臂可以繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)。變幅油缸上、下鉸點(diǎn)也分別與吊臂上鉸點(diǎn)和轉(zhuǎn)臺(tái)下鉸點(diǎn)通過(guò)銷軸連接,而銷軸則用相同的方式固定在吊臂上鉸點(diǎn)和轉(zhuǎn)臺(tái)下鉸點(diǎn)處。定軸板的主要作用是防止銷軸旋轉(zhuǎn),如所示。
1定軸板剪切固定螺栓分析由于吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)體積比較大,加工設(shè)備各異,以及人為因素,吊臂或轉(zhuǎn)臺(tái)的連接孔加工時(shí)產(chǎn)生的平行度誤差通常比較大。裝配時(shí)般先將吊臂和變幅油缸分別安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上,再將變幅油缸通過(guò)銷軸與吊臂連接。這時(shí)吊臂或轉(zhuǎn)臺(tái)的安裝在機(jī)加工時(shí)產(chǎn)生的平行度誤差就會(huì)集中反映出來(lái),使得連接銷軸安裝困難,在起重機(jī)工作過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)變幅油缸上部或下部連接銷軸定軸板剪切固定螺栓的現(xiàn)象,給起重機(jī)的操作帶來(lái)安全隱患。
若吊臂或轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝孔的平行度存在誤差,則在吊臂寬度所在的投影平面內(nèi),變幅油缸軸線投影與吊臂中心線投影不重合,形成夾角a.如所示。而起重機(jī)在作業(yè)過(guò)程中,吊臂的仰角夕是變化的,隨著變幅油缸i的伸長(zhǎng),變幅油缸軸線投影。也相應(yīng)增大。由三角函數(shù)關(guān)系tanai/可知:a不變,變幅油缸的傾斜偏移量乙也會(huì)增大。由于變幅油缸上部或下部活動(dòng)空間受到限制,使得變幅油缸與銷軸之間不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),但是變幅油缸仍然在變幅平面內(nèi)繞其上鉸點(diǎn)或下鉸點(diǎn)旋轉(zhuǎn),故變幅油缸上鉸點(diǎn)銷軸或下鉸點(diǎn)銷軸在銷軸與變幅油缸之間巨大的擠壓力的作用下隨變幅油缸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),從而迫使定542013(10)建筑機(jī)械化設(shè)計(jì)研究軸板隨之轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而發(fā)生定軸板切斷固定螺栓的現(xiàn)象。
2防剪切設(shè)計(jì)為了防止變幅油缸上部或下部連接銷軸的定軸板剪切固定螺栓,變幅油缸下鉸點(diǎn)連接孔加裝銅套結(jié)構(gòu),以增大鉸耳內(nèi)孔與銷軸表面的接觸面積,變幅油缸上鉸點(diǎn)連接孔內(nèi)安裝關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu),如所示。因?yàn)殛P(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈與外圈之間的球面可以在一定范圍內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),其允許偏轉(zhuǎn)角一般大于35這樣就能夠通過(guò)關(guān)節(jié)軸承的偏轉(zhuǎn)角來(lái)消除吊臂或轉(zhuǎn)臺(tái)上的連接孔因機(jī)械加工產(chǎn)生的平行度誤差。
1吊臂耳板;2關(guān)節(jié)軸承;3銷軸;4變幅油缸關(guān)節(jié)軸承外圈固定在變幅油缸上,內(nèi)圈與銷軸連接,內(nèi)圈端面一般不得超出油缸端面。關(guān)節(jié)軸承端面與耳板之間的側(cè)面間隙大小是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。如果側(cè)面間隙設(shè)計(jì)不合理,就不能消除兩孔的平行度誤差。隨著變幅油缸i伸長(zhǎng),變幅油缸的傾斜偏移量增大,關(guān)節(jié)軸承的偏轉(zhuǎn)角也需要增大。若關(guān)節(jié)軸承側(cè)面間隙太小,其偏轉(zhuǎn)角就會(huì)受到限制,此時(shí)內(nèi)圈與外圈不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。變幅油缸在伸縮過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生剪切定軸板固定螺栓的現(xiàn)象。因此為了消除平行度誤差,吊臂耳板與變幅油缸側(cè)面,或吊臂耳板與關(guān)節(jié)軸承內(nèi)孔端面之間應(yīng)保留一定的間隙,以保證關(guān)節(jié)軸承有足夠大的偏轉(zhuǎn)角。更不應(yīng)在吊臂耳板與變幅油缸側(cè)面之間加調(diào)整墊,將間隙消除,這樣就失去了關(guān)節(jié)軸承的作用。
假設(shè)關(guān)節(jié)軸承外圈半徑為凡吊臂正常情況下的允許*大偏角為a(般小于2,如所示。則關(guān)節(jié)軸承與鉸耳耳板之間的單邊間隙i3單側(cè)間隙一般應(yīng)控制在計(jì)算理論值左右,但是關(guān)節(jié)軸承和吊臂鉸耳耳板之間的間隙也不宜太大,太大則會(huì)使得吊臂在變幅過(guò)程中發(fā)生偏擺沖擊。
3小結(jié)伸縮臂起重機(jī)變幅油缸上鉸點(diǎn)采用上述結(jié)構(gòu)后,變幅油缸與吊臂的連接銷軸安裝更加容易,且變幅油缸在伸縮過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)變幅油缸上部或下部連接銷軸定軸板剪切固定螺栓的現(xiàn)象,消除了起重機(jī)的安全隱患,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。a(編輯賈澤蔌)