CS9系列軟包夾的設計與分析

摘 要：通過對軟包夾概念的理解，從我公司設計生產的CS9系列軟包夾的命名規則、結構設計要點、工作原理、保壓試驗方法及同步性調整等方面，總結CS9系列軟包夾的優缺點。

關鍵詞：CS9;軟包夾;優化

CS9系列軟包夾是我公司根據國內外市場的需要而開發的新型產品，主要用于港口、倉庫、工廠的棉花、羊毛、化纖物、新聞紙、干草料等成包貨物的裝卸搬運。該屬具具有動作可靠、快速、司機視野好、重量輕、維修保養方便等特點，能最大限度地發揮叉車能力，是對各種軟包裝貨物進行高效可靠的裝卸搬運機械。

一、軟包夾的定義

軟包夾是附屬在叉車上，通過液壓油缸實現夾臂張開或夾緊功能，實現無托盤搬運的叉車屬具。

屬具能實現諸多動作，如旋轉、推出、張夾、傾翻、側移等，其中張夾功能是最能體現屬具特點的一種，軟包夾就是這類張夾屬具中最具代表性的一類屬具。我公司根據市場需求，在不斷考證調研后，設計出CS9系列軟包夾，該類平夾采用高強度的型鋼構成整體框架，獨特的滾動支承經久耐用，帶節流閥和保壓閥的液壓油路系統保證了夾臂的同步可調并且松開多路閥手柄后仍能保持夾緊力，外形圖如圖一所示。

二、CS9系列軟包夾的設計要點

1）CS9軟包夾的命名規則

針對軟包規格種類多的情況，軟包夾張夾范圍需要有一系列的參數供客戶選擇，那么CS9采用不同英文字母表示不同的張夾范圍，例如CS9C的張夾范圍是500-2000mm，CS9D的張夾范圍是600-2100mm，CS9E的張夾范圍是700-2200mm;由于軟包類型的不同，有些是棉花包比較松軟需要夾臂是V齒結構增大摩擦力，而有的貨物包較硬，可以選擇普通平夾臂，另外有些軟包堆垛間距較小，左右夾持不方便，可以選擇薄夾臂結構夾臂即K夾板;在功能上有的只需要同步左右張夾，而有的客戶還需要軟包夾有側移功能，那么對于具有側移功能的軟包夾以“-FC”表示;除此之外，CS9系列的特點之一就是，夾臂可以按需求設計，如加寬、加高、加厚、增加護欄，增加橡膠板等，為了便于理解，現舉例說明，比如客戶貨物包為棉花包，包尺寸長1000mm寬500mm高500mm，需要一次夾持4個，并且需要側移，堆垛很緊湊，那么我們可以根據要求推薦軟包夾型號為3CS9D-K-V-FC，張臂范圍600-2100mm，K型薄夾板，夾臂筋板帶V齒且能同步側移。

2）軟包夾結構設計要點

CS9系列平夾結構上可以分為固定架體、左夾臂、右夾臂三個主要部分，設計時需要注意以下幾點

①固定架體上油缸支座未改進前，支座分側移型和非側移型，改進后，去掉連接支座的筋板統一通用，如圖二所示

②固定架體改進前，無軟包夾起吊固定孔，改進后，增加起吊螺栓固定孔，便于起吊搬運軟包夾。

③左右夾臂內扣量需要保證夾臂前端尺寸比后端尺寸小20-35mm，下端尺寸比上端尺寸小3-8mm，形成八字結構，這樣做的原理是，軟包夾夾持貨物時，左右油缸夾緊貨物，夾臂受反作用力，向左右兩邊頂開形成的開度抵消了夾臂預留的內扣量，如圖三所示。

3）軟包夾工作原理

軟包夾主要是由夾抱機構和液壓系統組成。夾抱機構由左右夾臂、左右油缸和固定架體等組成。夾臂的張開或夾緊是靠油缸伸縮推動移動臂在固定架體14#槽鋼做成的導軌內移動來實現的。我公司標準型CS9軟包夾的兩夾臂由多路閥的一個手柄集中控制，使兩夾臂同時動作。工作原理如圖四所示，它將多路閥來的高壓油繞過門架右側的卷繞器經液控單向閥、鉸接螺栓式節流閥到夾緊油缸。其中液控單向閥是為了防止因泄漏引起夾緊力下降而設置的，必須保持出廠時的裝配關系，否則將因失去作用而使貨物下跌。鉸接螺栓式節流閥用來調節兩只夾臂的運動速度使其保證基本同步。

當平夾加裝側移功能（帶“-FC”）時，將液控單向閥改為側移閥，節流閥改裝至油缸缸底油口處。當高壓油從多路閥第三聯經側移閥中的單向閥芯和油缸上的節流閥后進入油缸使油缸實現張開或夾緊功能以及防止因泄漏引起夾緊力下降，當高壓油路從多路閥第四聯經側移閥中的補償式側移油路和油缸節流閥后進入油缸使油缸同向運動實現側移功能以及防止因泄漏引起夾緊力下降，且需要注意的是，閥體式側移的側移量，在軟包夾張開到最大或夾緊到最小時，沒有側移量，理論上當張夾開度處于油缸行程S的一半時左右側移量最大為S/2。側移原理圖五如下：

4）軟包夾的壓降試驗

軟包夾具有重載保壓功能，每一臺軟包夾出廠前都要進行保壓測試，以測試軟包的保壓性能及油路系統，測試方式應該遵循相關的國家標準。

①軟包夾安裝在叉車上，可采用數顯式夾緊力測試儀或其他工具，測試儀如圖六所示，測試儀兩測試夾板之間的間距b在軟包夾的最大張臂開度與最小張臂開度之間。

②軟包夾調至最大張臂開度，將測試儀放置于兩夾臂之間，測試儀夾板與夾臂筋板貼合且上下對中，使夾臂夾緊測試儀夾板，從測試儀顯示器讀出最大壓力示數P1，叉車熄火且拉上手制動（叉車關閉動力源具拉緊手制動），放置2 min后，記錄顯示器壓力示數P2，按照公式（1）計算出初始壓降值，再放置10 min后，記錄顯示器壓力示數P3，按照公式（2）計算出后續壓降值及壓降速度，再測量4次，取最大值。

5）軟包夾的同步性

軟包夾安裝在試驗臺或叉車上，對于張夾油缸具有節流閥功能的軟包夾，應先將節流閥旋出至最大進出油流量，再操控試驗臺架或叉車多路閥控制手柄，觀察夾臂張開到最大開度過程中哪一個夾臂的速度快，然后調節速度快的夾臂油缸的節流閥芯，對于無節流閥功能的平夾，可以在油缸進出油口增加節流片，通過節流片限值進出油流量，從而達到調整油缸的張夾速度的目的。

三、CS9系列軟包夾的優缺點

1）優點

結構較簡易，制造方便;結構承載能力強，耐久性良好，能適應復雜惡劣的工況;結構配件維修更換方便。

2）缺點

自重偏大，失載距偏大，導致組合承載能力降低;結構雖然較簡單，但是制造成本并不低，經濟性較差;左右張夾同步性較差，除閥體式側移帶節流閥的調整方式外，其他調整手段不能有效改善同步性，所以加工工藝上還待進一步改進。

四、結論

此次淺析了CS9軟包夾設計和分析的要點，主要是通過此文讓更多的人了解軟包夾，了解CS9系列的命名方式，給設計者提供一些思路，從上述的這些基本層面出發做軟包夾設計，圍繞這些工作原理和試驗方法校驗軟包夾的性能是否符合設計要求，同時我們也提出了現有CS9系列軟包夾的優缺點，有進一步改善的余地。

作者簡介：杜利軍，男、1986.10、漢族、浙江臨安人、專科、助理工程師、研究方向：機械制造與自動化。