安全閥搬運(yùn)小車設(shè)計

楊　成，張?zhí)祢湥嵉溏T紹隆，王　霞江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無錫　214122

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安全閥搬運(yùn)小車設(shè)計

楊成，張?zhí)祢湥嵉溏T紹隆，王霞
江南大學(xué)機(jī)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(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。通過強(qiáng)度計算，設(shè)計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強(qiáng)度以及運(yùn)輸過程中的損耗，提高工作效率。

關(guān)鍵詞安全閥；強(qiáng)度計算；機(jī)械臂；校驗(yàn)

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(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(fèi)時間長。

而安全閥搬運(yùn)小車的設(shè)計，既彌補(bǔ)以上搬運(yùn)過程的缺點(diǎn)，有提升了效率。通過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。整個搬運(yùn)過程輕快便捷，利于操作，而且不受場地空間的限制。

1　機(jī)械結(jié)構(gòu)作用及工作原理

1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)

本項目經(jīng)過調(diào)研和討論，設(shè)計出的安全閥搬運(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，不便利的問題，下圖為結(jié)構(gòu)示意圖：

圖1

1.2運(yùn)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(jìn)退，帶動連桿運(yùn)動，使擺臂進(jìn)行開合運(yùn)動，實(shí)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(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(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小；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。

3　意義

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、耗時等缺點(diǎn)。并擁有更加靈活的搬運(yùn)尺寸，搬運(yùn)過程中穩(wěn)定地固定安全閥，減小搬運(yùn)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(yàn)臺，實(shí)現(xiàn)叫高精度對接，較少安全閥以及校驗(yàn)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(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，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(jì)效益也將是難以估量的。可以說它是未來安全閥搬運(yùn)市場上的一個必需品，它的出現(xiàn)必將引領(lǐng)安全閥搬運(yùn)市場的變革。

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中圖分類號TH6

文獻(xiàn)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(jī)械工程學(xué)院。張?zhí)祢湥洗髮W(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。