試述某種通用吊梁可調(diào)吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)

張冬

摘 要：在減輕重量的前提下，實(shí)現(xiàn)吊梁的上吊點(diǎn)準(zhǔn)無(wú)極可調(diào)（可用吊點(diǎn)最小間距為6.28MM）的機(jī)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：吊梁;減重;上吊點(diǎn)無(wú)極可調(diào)機(jī)構(gòu);最小間距6.28

一、緒論

當(dāng)前航天系統(tǒng)（經(jīng)調(diào)研知道）也包括航空系統(tǒng)慣常使用的起吊工具（簡(jiǎn)稱吊梁）還都是截面為矩形（或工字形）的梁式結(jié)構(gòu)，吊環(huán)直接掛在梁體上，考慮到梁體強(qiáng)度、剛度要求，矩形梁不能太小，結(jié)果吊梁既長(zhǎng)又顯得笨重，包裝、運(yùn)輸也都很不方便。隨著產(chǎn)品越來(lái)越長(zhǎng)，重量越來(lái)越大，起吊點(diǎn)間距也越來(lái)越大，如果再用矩形梁起吊，勢(shì)必造成吊梁的結(jié)構(gòu)加大，重量超重，包裝、運(yùn)輸更加不便（吊梁可能有好幾百公斤重），如何解決這些問(wèn)題或?qū)@些不足有所改進(jìn)呢？這是吊梁設(shè)計(jì)人員常常想要考慮和研究的問(wèn)題。

二、工字梁吊梁的設(shè)計(jì)

（1）工字梁本身的抗彎強(qiáng)度（相同質(zhì)量）就比矩形梁強(qiáng)，同時(shí)還可采用B345B型鋼加工，強(qiáng)度又提升了不少，所以采用該思路設(shè)計(jì)吊梁，可以很大程度上緩解普通吊梁重量太大的問(wèn)題。采用工字鋼后，吊點(diǎn)調(diào)節(jié)怎么實(shí)現(xiàn)呢？經(jīng)過(guò)反復(fù)思考論證，確定用齒條嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)吊點(diǎn)的確定。先設(shè)計(jì)接頭，如圖1所示，然后考慮到吊環(huán)和齒條的安裝設(shè)計(jì)了如圖2的機(jī)構(gòu)：

其中齒條布置在工字鋼上表面，用沉頭螺釘固定，與之嚙合的齒塊安裝在滑塊定位組件上，見(jiàn)圖3。滑塊定位組件則安裝在接頭中間，如圖2，推動(dòng)把手，齒塊向右移動(dòng)與工字梁上的齒條脫離嚙合，并壓縮右側(cè)的彈簧，這時(shí)接頭便可在工字梁上移動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)起吊點(diǎn)的作用。調(diào)整到位后，松開把手，齒塊在彈簧的作用下向左滑動(dòng)，進(jìn)入齒條，實(shí)現(xiàn)與齒條的嚙合，確定起吊點(diǎn)。

1.滑塊定位組件 2.彈簧 3.上接頭 4.銷軸 5.吊環(huán) 6.滾輪

1.把手 2.齒塊 3.銷 4.墊圈 5.開口銷

（2）這里值得一提的是，上接頭內(nèi)還設(shè)計(jì)了軸承滾輪的機(jī)構(gòu)，前后左右共4個(gè)滾輪，當(dāng)齒塊脫離齒條時(shí)，上接頭下沉，4個(gè)軸承滾輪便落在工字梁上支撐上接頭，推動(dòng)上接頭，伴隨著滾輪的滾動(dòng)，上接頭便可在工字梁上輕松的滑過(guò)，方便調(diào)節(jié)上接頭內(nèi)的齒塊和工字梁上的齒條的嚙合位置，實(shí)現(xiàn)上接頭起吊吊點(diǎn)的調(diào)節(jié)。

（3）齒條采用模數(shù)為4的梯形齒，節(jié)距為6.28mm，這樣起吊點(diǎn)和產(chǎn)品的重心位置理論上的差距可縮短到3.14mm。原來(lái)的矩管梁體采用密集孔的形式作為起吊點(diǎn)起吊產(chǎn)品，受止動(dòng)銷直徑的限制，密集孔相鄰孔距一般取20mm左右，起吊點(diǎn)和產(chǎn)品的重心位置理論上的差距只能達(dá)到10mm。故采用齒條嚙合的吊梁可調(diào)節(jié)性能得到很大的提升。

（4）齒塊齒條嚙合確定吊梁起吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)確定后，吊梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就有了初步的方案，見(jiàn)圖4。該方案的吊點(diǎn)部分包括吊環(huán)、上接頭及上接頭內(nèi)的滑動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，中間的梁體采用工字鋼，其上固定有齒條用來(lái)定位上接頭內(nèi)的齒塊（包括在滑動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)），其它機(jī)構(gòu)不在本文的介紹范圍之內(nèi)。

三、總結(jié)

由上述分析可知，工字梁結(jié)構(gòu)不僅重量輕，可調(diào)節(jié)性能還得到優(yōu)化，可保證產(chǎn)品基本水平起吊，增加了起吊的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)從操作上分析，齒塊齒條嚙合操作簡(jiǎn)單便利，按下把手就可推動(dòng)接頭在梁體上滑動(dòng)，到位后松開把手就可實(shí)現(xiàn)嚙合，確定吊點(diǎn)位置。和矩管梁體用快卸止動(dòng)銷插入密集孔的調(diào)節(jié)方式更方便快捷。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐，該吊梁起吊平穩(wěn)，操作便捷，證明該吊梁設(shè)計(jì)合理，有廣闊的推廣和發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T706-2008《熱軋型鋼》工字鋼規(guī)格標(biāo)準(zhǔn).

[2]GB/T3094-2000《矩形方管規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)》.

[3]GB/T1591-2008《Q345B材料標(biāo)準(zhǔn)》（工字鋼）.