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紐科倫（新鄉）起重機有限公司長垣453400
摘要：文中研製了專用於單梁起重機端梁U形槽的成型設備，該設備操作簡單，自動化程度高，滿足了U形槽的批量化生產。通過卷揚式牽引小車實現了零件的自動上下料，將零件存料、輸送、壓彎、碼ma垛duo四si個ge工gong位wei緊jin密mi銜xian接jie，形xing成cheng流liu水shui作zuo業ye。具ju有you自zi動dong複fu位wei功gong能neng的de可ke移yi動dong成cheng型xing下xia模mo使shi零ling件jian自zi動dong對dui中zhong，保bao證zheng成cheng型xing的de一yi致zhi性xing，便bian於yu實shi現xian端duan梁liang的de互hu換huan性xing生sheng產chan。該gai設she備bei的de研yan製zhi及ji投tou入ru使shi用yong大da幅fu度du提ti高gao了leU形槽端梁的生產效率，降低了勞動強度，具有較高的推廣價值。
關鍵詞：單梁起重機；U形槽；成型；自動上下料；複位；批量化
中圖分類號：TH211+.3文獻標識碼：B文章編號：1001-0785（2020）23-0076-04
0引言
隨著經濟的高速發展，單梁起重機作為一種輕小型的起重機械，配和電動葫蘆越來越廣泛的應用於工廠、倉庫、料倉等不同場合吊裝貨物，大幅度提升了生產效率和降低了勞動強度，因此單梁起重機的需求量日益增大。
端梁是單梁起重機重要的組成部分，端梁的設計多采用U形槽結構，由U形槽、下蓋板、筋板組成箱型梁。目前，U形(xing)槽(cao)的(de)生(sheng)產(chan)方(fang)式(shi)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)壓(ya)力(li)機(ji)冷(leng)壓(ya)成(cheng)型(xing)，各(ge)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)壓(ya)力(li)機(ji)形(xing)式(shi)不(bu)一(yi)，多(duo)為(wei)單(dan)件(jian)生(sheng)產(chan)模(mo)式(shi)，自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)低(di)，生(sheng)產(chan)不(bu)連(lian)續(xu)，效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)，且(qie)U形槽質量一致性難以保證，產能無法滿足國內外市場日益增長的需求。為此，研發單梁起重機端梁U形槽成型的專用設備很有必要。文中針對U形槽生產現狀，以提升自動化程度、保證產品質量為出發點，研製了U形槽專用成型設備。
1設備整體方案概述
1.1U形槽截麵
為滿足強度的需要，不同跨度、噸位的起重機，U形槽的高度H、寬度B有所不同。U型槽兩側高度的高低差也是影響端梁互換性的重要因素，如圖1所示。
圖1U形槽截麵
1.2方案概述
U形槽成型設備主要由主體鋼架、壓彎動力係統、成型上下模、自動上下料牽引小車等分組成。如圖2所示。
1.後碼垛架2.成型下模3.主體鋼架4.升降導柱5.前輸送架6.存料架7.自動上下料牽引小車8.壓彎動力係統9.成型上模
圖2U形槽成型設備總體結構圖
該設備以主體鋼架為載體，連接前輸送架和後碼垛架，存料架又和前輸送架連接，依次設置存料、輸送、壓彎、碼垛等4gegongwei。yawandonglixitonganzhuangzaizhutigangjiashang，chengxingshangmohedonglixitongdeyeyagangjiaojie，shangmohezhutigangjiazhijianshezhilianggenshengjiangdaozhu，xiamozaidonglixitongdezuoyongxia，yidaozhuweidaoxiang，xiangxiayundong，peihechengxingxiamowanchengU形槽的精準壓彎成型。存料架用於U形xing槽cao壓ya彎wan前qian的de存cun料liao，一yi次ci可ke存cun放fang數shu十shi個ge，滿man足zu批pi量liang連lian續xu生sheng產chan的de需xu要yao。從cong存cun料liao到dao碼ma垛duo整zheng個ge過guo程cheng中zhong零ling件jian的de移yi位wei依yi靠kao牽qian引yin小xiao車che自zi動dong操cao作zuo，形xing成cheng了le存cun料liao-輸送-壓彎-碼垛的自動化流水生產，生產效率高。
具體工作過程：啟(qi)動(dong)牽(qian)引(yin)小(xiao)車(che)運(yun)行(xing)至(zhi)存(cun)料(liao)架(jia)，牽(qian)引(yin)小(xiao)車(che)帶(dai)動(dong)工(gong)件(jian)運(yun)行(xing)至(zhi)成(cheng)型(xing)上(shang)下(xia)模(mo)之(zhi)間(jian)，兩(liang)側(ce)下(xia)模(mo)向(xiang)內(nei)移(yi)動(dong)，自(zi)動(dong)對(dui)中(zhong)零(ling)件(jian)壓(ya)彎(wan)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)啟(qi)動(dong)，上(shang)模(mo)下(xia)移(yi)進(jin)行(xing)壓(ya)彎(wan)成(cheng)型(xing)。成(cheng)型(xing)後(hou)上(shang)模(mo)上(shang)移(yi)至(zhi)原(yuan)位(wei)，兩(liang)側(ce)下(xia)模(mo)向(xiang)外(wai)移(yi)動(dong)至(zhi)原(yuan)位(wei)，脫(tuo)離(li)工(gong)件(jian)，牽(qian)引(yin)小(xiao)車(che)帶(dai)動(dong)下(xia)一(yi)工(gong)件(jian)至(zhi)上(shang)下(xia)模(mo)之(zhi)間(jian)，同(tong)時(shi)將(jiang)成(cheng)型(xing)後(hou)的(de)上(shang)一(yi)U形槽推至後碼垛架進行碼垛。重複上述動作，即可完成U形槽的連續自動化生產。
2關鍵問題研究與分析
2.1滿足壓彎力的需求
U形槽成型上、下模壓彎吻合過程是一個自由彎曲的過程，所需自由彎曲力
式中：U形板厚t=6mm，長度L=5000mm，圓角半徑r=12mm，U形槽材料多為Q235B，其抗拉強度σb=375～500MPa，取安全係數K=1.3，所需最大自由彎曲力F=455kN。
該設備壓彎動力係統以液壓為動力，液壓缸為元件，選擇液壓缸直徑為320mm，在公稱壓力為16MPa時，推力為128kN，該設備設置4個液壓缸，同步動作推力可達512MPa，滿足壓彎力的需求。
2.2基於SolidWorks的仿真分析
zhutigangjiashizhenggechengxingshebeidezaiti，qidaolianjieqiyugebujiandezuoyong，guzaishejizhongmanzugangjiaqiangduhegangduyaoqiuzhiguanzhongyao。zhutigangjiaweiqiaoshijiegou，zhuyaofenweilizhu、上橫梁兩部分。利用SolidWorks中的Simulation模塊可以精確模擬鋼架的受力情況。以立柱截麵、上橫梁寬度和高度為參數變量，反複計算，在滿足使用要求的前提下，達到結構最優、消耗鋼材最少的目的。優化後鋼架最大應力為198MPa，小於材料的許用應力230MPa，最大變形為1.75mm，小於跨度2000mm（兩側立柱的中心距）的1/1000，從而滿足剛度和強度的要求。如圖3所示。
圖3主體鋼架受力計算結果
2.3具有自動複位功能的可移動下模設計
常見的壓彎模具均為固定式結構，若該設備采用固定下模，僅可以適應同一寬度U形槽的製作，在成型後，零件和下模在摩擦力的作用下有些許的膠合，再加上U形槽本身的回彈作用，使U形槽和壓輥之間產生一定的擠壓力，卸料困難。因此，設計一套具有自動複位功能的可移動下模。如圖4、圖5所示。
該下模主要由液壓缸、導向板、導向輥、導向輥安裝座、複位裝置、壓輥、頂ding杆gan裝zhuang置zhi各ge部bu分fen組zu成cheng。導dao向xiang板ban外wai形xing為wei階jie梯ti斜xie坡po形xing，左zuo側ce安an裝zhuang液ye壓ya缸gang，垂chui直zhi側ce與yu頂ding杆gan裝zhuang置zhi接jie觸chu，頂ding杆gan裝zhuang置zhi中zhong頂ding杆gan以yi滑hua鍵jian為wei導dao向xiang，在zai滑hua座zuo中zhong可ke進jin行xing移yi動dong。複fu位wei裝zhuang置zhi由you拉la伸shen彈dan簧huang、彈簧安裝座、螺母座、調整螺杆各零部件組成，螺母座固定不動，安裝座利用螺栓安裝在壓輥上。
1.液壓缸2.導向板3.導向輥安裝座4.複位裝置5.頂杆裝置6.導向輥7.U形槽展開狀態8.壓輥裝配
圖4可移動下模結構示意圖
1.螺母座2.調整螺杆3.拉伸彈簧4.彈簧安裝座
圖5複位裝置示意圖
dangyeyaganghuosaiganshouhuishi，ladongdaoxiangbanxiangzuoyidong，daoxiangbanshangdejietijiangxiangzuofangxiangdeyundongzhuanhuaweiyandingganfangxiangdeyundong，dinggantuidongyagunxiangneiyidong，tongshiyagunladongfuweizhuangzhishidanhuangchuyulashenzhuangtai，chanshengyidingdelali。liangceyeyagangdetongbudongzuoshiliangceyaguntongshixiangneiyidong，anzhuangzaiyagunshangdedaoxianggunshilingjianzidongjuzhong，manzuyawanyaoqiu。
當壓槽機上模向下運動完成壓彎後，液壓缸活塞杆做伸出動作，壓輥在拉伸彈簧拉力的作用下回到原位，實現自動複位功能，便於U形槽成型後的卸料操作。複位裝置上設置調整螺杆，旋轉螺杆可調整拉伸彈簧的初始拉力，便於調整下模複位所需要的拉力大小。
2.4自動上下料牽引小車的設計
牽引小車由運行跑車裝置、運行驅動裝置、連接架、升降驅動裝置、導向裝置和電磁吸盤各部分組成。安裝在主體鋼架上，以鋼架上的工字鋼為運行軌道做往複運動。實現U形槽從存料、輸送、成型到碼垛整個過程的自動化。如圖6所示。
1.運行跑車裝置2.運行驅動裝置3.連接架4.升降驅動裝置5.導向裝置6.電磁吸盤
圖6牽引小車結構示意圖
yunxingqudongzhuangzhishangshezhiyitaoyunxingdianjihelianggejuantong，juantongshangchanraogangsisheng，gangsishengchushengduanfenbiegudingzaizhutigangjiadeliangce。dianjichilunshuchuzhouniehejuantongshangdechilun，shilianggejuantongtongxiangxuanzhuanyundong，dadaogangsishengyisongyijindemude。shengjiangqudongzhuangzhishezhiyitaoshengjiangdianjiheyigejuantong，dianjishuchuzhoudaidongjuantongxuanzhuan，congerdaidongdiancixipanyanzhedaoxiangzhuangzhishangxiayidong。dangqianyinxiaochechuyucunliaoqushi，diancixipanxiajiang，jiechugongjianhouxipantongdian，xifugongjian，zidongshangliao。qudongzhuangzhishunshizhenxuanzhuan，youcejuantonggangsishengsongkai，zuocejuantongshoujin，zaizuocegangsishengdefanzuoyonglixia，qianyinxiaochexiangzuoyundongzhishangxiamozhongjian，diancixipanduandian，zidongluoliao，tongshilianjiejiashangdetuibanjiangshangyichengxinghoudeU形(xing)槽(cao)送(song)至(zhi)碼(ma)垛(duo)工(gong)位(wei)。然(ran)後(hou)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)逆(ni)時(shi)針(zhen)旋(xuan)轉(zhuan)，右(you)側(ce)卷(juan)筒(tong)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)收(shou)緊(jin)，左(zuo)側(ce)卷(juan)筒(tong)鬆(song)開(kai)，牽(qian)引(yin)小(xiao)車(che)移(yi)動(dong)至(zhi)存(cun)料(liao)處(chu)，等(deng)待(dai)下(xia)一(yi)循(xun)環(huan)動(dong)作(zuo)。整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)采(cai)用(yong)PLC控製，牽引小車自動進行上下料，不需人工幹預，生產效率高，實現批量化生產。
3結束語
該U形槽成型設備將零件的上料、壓彎成型、下料形成了流水作業，自動化程度高，適用品種多，實現了適合單梁起重機端梁U形槽的批量化生產，大幅度提高了產品的生產效率，降低了勞動強度，生產的U形槽成型一致，為整個單梁產品的互換奠定了基礎，值得大力推廣。
參考文獻
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