【正文】 種新穎的、用于物料搬運(yùn)時(shí)省力操作的 助力設(shè)備，尤其適用于某些具有精確定位和裝配動(dòng)作要求的應(yīng)用場合。本設(shè)計(jì)課題是根據(jù)某車輛制造企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)需要而提出。 第 5 頁 共 36 頁 平衡吊的優(yōu)點(diǎn) 實(shí)踐證明，應(yīng)用平衡吊有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單、體積小 平衡吊本身體積小，占地面積很小，也不受廠房結(jié)構(gòu)型式的限制，對(duì)于簡易的不能安裝其他型式吊車的廠房尤為適用。與此同時(shí)地鐵列車的安裝也需要成熟的技術(shù)，地鐵列車玻璃門的安裝需要專門的氣動(dòng)夾具，即平衡吊移載系統(tǒng)。該線全長 19km，設(shè)有 13 座車站和一個(gè)停車場，保有車輛 24 列，共計(jì) 144 輛車。目前投入運(yùn)行的 3 條線路，在太子 道站設(shè)有交叉換乘站，在九龍?zhí)恋罔F站還設(shè)有于廣九鐵路相接的換乘站。 1975 年至 1995 年的 20 年時(shí)間里，地鐵建設(shè)在原有基礎(chǔ)上，取得了長足的進(jìn)展，世界上 30多座城市在此期間建成了地鐵或正在修建地鐵。具有代表性的地鐵項(xiàng) 目有： 日本的名古屋，第一條地鐵線路于 1957 年建成通車，現(xiàn)車輛保有總量約 730輛，年客運(yùn)量已突破 6 億人次，有 5 條地鐵線路，線路總長度約 ，共設(shè)61座車站。該地鐵建設(shè)速度之快，在當(dāng)時(shí)是空前的。共有 10 條地鐵線路，線路總長度約115km，共設(shè)車站 158座。 RER 的年客運(yùn)量約 4 億人次?，F(xiàn)在的紐約已發(fā)展成為世界上地鐵里程最長、線路最多的一座城市。 1888 年美國弗吉尼亞州里士滿市世界上第一條有軌電車投入運(yùn)行。 （ 5）清潔無油的運(yùn)行 —— 預(yù)潤滑設(shè)計(jì)消除了空氣管道潤滑和油霧排放。 （ ZA）懸吊式控制器是為滿足可變負(fù)載的高速精確輸送搬運(yùn)而設(shè)計(jì)的。上下運(yùn)動(dòng)是通過控制一個(gè)依據(jù)人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的懸吊式操縱柄來實(shí)現(xiàn)的，該操縱柄配有勞動(dòng)強(qiáng)度低、彩色編碼 的拇指控制桿。列車是在地下隧道內(nèi)運(yùn)行的，盡管隧道里煙霧熏人，可是當(dāng)時(shí)的倫敦市民甚至皇親顯貴們，都非常樂于乘坐這種地下列車。 倫敦自 1863 年建成世界上第一條地下鐵道以來，歷經(jīng) 130 多年的發(fā)展，不斷提高科學(xué)技術(shù)水平和投入力度，倫敦地鐵系統(tǒng)已然成為當(dāng)今世界上的先進(jìn)技術(shù)范例之一。為舉辦“凡爾賽展覽會(huì)”，巴黎修建了第一條地下鐵道。發(fā)展至今，柏林市區(qū)的地鐵線路已四通八達(dá)，有的線路已采用自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)。日本修建地鐵效法歐洲技術(shù)建設(shè)，但他們在建設(shè)地鐵的同時(shí)，著重開發(fā)主要車站及其鄰近的公眾聚集場所，這些場所與地下車站連成一片，而且能促進(jìn)地下商業(yè)中心的建設(shè)，使地鐵這一公益性基礎(chǔ)設(shè)施獲得了新的活力，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。莫斯科地鐵系統(tǒng)擁有舉世聞名的的建筑風(fēng)格和客運(yùn)效率，每個(gè)車站都是由著名的建筑師設(shè)計(jì)，并配有許多雕塑作品 ，藝術(shù)水平較高，使旅行者有身臨宮殿之感。截止 1992 年 10 月西單站建成通車，北京保 持正常運(yùn)營的地鐵線路共長 ，年客運(yùn)量已突破 5 億人次，與建成初期 1971 年的年客運(yùn)量 828萬人次相比，運(yùn)量增長已超過了 65 倍，其客運(yùn)量占全市公共交通總運(yùn)量的比重，已由當(dāng)初的 8％增長到 15％強(qiáng)。華盛頓的地鐵工程建設(shè)車站建筑無富麗豪華之裝飾，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，以樸素 大方為特色，客運(yùn)系統(tǒng)充分應(yīng)用安全可靠的先進(jìn)技術(shù)，為乘客提供了安全、舒適、快捷的服務(wù)條件，是現(xiàn)代地鐵建設(shè)的范例之一。香港地鐵公司還負(fù)責(zé)修建了新機(jī)場快速軌道交通線。這種車輛采用鋁合金結(jié)構(gòu)車體，具有重量輕、防腐性能好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。它應(yīng)用壓縮空氣或電力為動(dòng)力。如果采用懸掛軌道式的平衡吊，一臺(tái)平衡吊可供多臺(tái)機(jī)床上下料用；如果采用固定式的平衡吊，一臺(tái)平衡吊可供一臺(tái)或兩臺(tái)機(jī)床上下料用。傳統(tǒng)的物料搬運(yùn)設(shè)備（通常是指輔助設(shè)備，如關(guān)節(jié)臂、平衡器、提升器和起重機(jī)等）在人機(jī)工程學(xué)安全性方面雖然具有積極的影響，但它們在有效性、精確性和安全性方面的作用非常有限。利用 “ 平衡吊 ”主機(jī)可以平衡物料重力的特性，再配上相應(yīng)的抓取機(jī)械手和安裝基座，我們就擁有了一套完整的 “ 助力機(jī)械手 ” 系統(tǒng)。配合不同的控制系統(tǒng)，則可實(shí)現(xiàn)多種平衡 狀態(tài)，滿足各種不同的應(yīng)用。 助力設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用范圍和非常大的市場需求，我國的平衡臂、起重臂性能較西方國家落后，功能相對(duì)比較簡單，一般只有重力提升功能，很少具備重力自動(dòng)平衡功能，操作也比 較困難，它們的動(dòng)作比較慢、笨拙、不靈敏、難于合作，很難適應(yīng)需要快速而又準(zhǔn)確的工作場合。通過設(shè)計(jì)研究，本課題小組設(shè)計(jì)了兩類氣動(dòng)平衡吊供安裝單位選擇使用。 7) 系統(tǒng)配有聲音報(bào)警器，當(dāng)氣路泄漏時(shí)，將有 報(bào)警聲音提示。第 9 頁 共 36 頁 主體結(jié)構(gòu)如下圖所示。 軌道系統(tǒng) 導(dǎo)軌系 統(tǒng)主要是保證在助力平衡器裝載玻璃后能夠在此導(dǎo)軌中移動(dòng)，要求移動(dòng)的距離符合設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，同時(shí)要求在承載玻璃后，夾具體能夠移動(dòng)靈活，第 10 頁 共 36 頁 使得操作人員操作省力、方便。 3) 配備一個(gè)真空儲(chǔ)能罐，容量 810 升，以防止真空發(fā)生裝置發(fā)生故障，所可能導(dǎo)致的安全隱患。 平衡助力器可以維持夾具頭部的水平 ，發(fā)揮高作業(yè)性。 1本系統(tǒng)額定負(fù)載為 G=90Kg,服務(wù)區(qū)域 R=，提升高度為 H=。 圖 2 第 13 頁 共 36 頁 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)及選擇 導(dǎo)軌在我們的日常生活中的應(yīng)用也是很普遍的，如滑動(dòng)門的滑糟、火車的鐵軌等等都是導(dǎo)軌的具體應(yīng)用。 ，設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)和防護(hù)裝置。 軌道配合精密滾輪（下圖）使用，精密滾輪采用特殊材料制成，具有極好的耐磨性和強(qiáng)度，保證了整個(gè)系統(tǒng)能夠順滑、無阻力及無噪聲的行走。固定處的強(qiáng)度約為鋼絲繩自身的 7585%。內(nèi)桿的裝配過程如下： 內(nèi)桿盤面上部先安裝直徑為 130 毫米的深溝球軸承，并用卡環(huán)固定，套上襯套，并把直徑為 120 毫米的深溝球軸承套在內(nèi)桿上，它正好和襯套相配合，用相應(yīng)的卡環(huán)加以固定，襯套的作用是保證軸承位置的穩(wěn)定性，在內(nèi)桿的上 部先安裝一個(gè)直徑為 80 毫米的推力球軸承，然后將外筒從內(nèi)桿上端套下。從受力情況分析，以T字形截面最為合理，但鍛造工藝較復(fù)雜。 （ 3）供流水生產(chǎn)線上從事多種工作的工作人員使用。上下運(yùn)動(dòng)是通過控制一個(gè)依據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的手柄來實(shí) 現(xiàn)的。吸盤的具體情況見夾具裝配圖。 十字形方鋼管 十字形方鋼管是用來安裝四個(gè)真空吸盤的，在鋼管的末端都插入一節(jié)稍小型號(hào)的方鋼管，這樣就可以自由調(diào)節(jié)鋼管的總長度 ，以滿足吸取不同面積玻璃的需要。 絲桿 絲桿是夾具工作時(shí)調(diào)節(jié)操作過程中主要的工作零件，它的尺寸及加工精度直接關(guān)系到工人操作的安全性及 夾具的使用壽命。 根據(jù)玻璃大小選擇吸盤的兩種不同的位置，方法是擰動(dòng)可調(diào)緊定手柄到快要退出時(shí)，抽推活動(dòng)臂到極限位置，鎖緊可調(diào)緊定手柄。 旋轉(zhuǎn)手輪使玻璃俯仰角度合適。 本設(shè)計(jì)中氣動(dòng)回路主要包括三個(gè)部分，個(gè)部分分別介 紹如下： 剎車氣動(dòng)回路 剎車氣動(dòng)回路由一個(gè)手動(dòng)閥、一個(gè)單氣控二位五通閥和一個(gè)剎車氣缸組成，如圖所示。 圖 9 真空安全閥 真空安全閥是安裝于真空吸盤和真空發(fā)生器之間，目的是防止真空吸盤未完全覆蓋或部分覆蓋在玻璃上時(shí)，不會(huì)氣動(dòng)真空發(fā)生器。 第 29 頁 共 36 頁 費(fèi)斯托 FESTO 真空發(fā)生器 VNP，具有集成真空監(jiān)測功能，非常獨(dú)特，領(lǐng)先于同類產(chǎn)品?？蛇M(jìn)行切換點(diǎn)調(diào)節(jié)，節(jié)省時(shí)間。 真空吸盤的尺寸校核計(jì)算 真空吸盤的直徑尺寸初步選定為 D=250 毫米，下面對(duì)吸盤的安全尺寸 進(jìn)行校核計(jì)算： 已知夾具的額定負(fù)載 M 為 90 公斤，真空吸盤工作時(shí)內(nèi)部壓強(qiáng)為 ，則壓強(qiáng)差 P= 45 1 ???? Pa， 4 個(gè)吸盤同時(shí)工作。 第 32 頁 共 36 頁 參考文獻(xiàn) 吳宗澤 主編 ．機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx． 北京電機(jī)廠 編 ．平衡吊 [M]．北京機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 1975 《機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊》編委會(huì)編著．機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊技術(shù)制圖卷 [M]，中國標(biāo)準(zhǔn) 出版社 ，20xx 顧迪民 編著 ．工程起重機(jī) [M]．中國建筑工業(yè) 出版社 ， 1988 孫在魯 主編 ．塔式起重機(jī)應(yīng)用技術(shù) [M]．中國建筑工業(yè) 出版社 ， 20xx 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》編寫組 編 ．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 [M]．機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 1987 朱學(xué)敏 ．起重機(jī)械 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx． 倪慶興 ,王殿臣 編著 ．起重輸送機(jī)械圖冊 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1992 管彤賢．起重機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖冊 [M]．人民交通出版社， 1996 徐炳輝 編著 ．氣動(dòng)手冊 [M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 20xx 無錫氣動(dòng)技術(shù)研究所編．氣動(dòng)元件產(chǎn)品樣本 [M] ，機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx 1 林文坡編著．氣動(dòng)傳動(dòng)及控制 [M]．西安交通大學(xué)出版社， 1992 1 北京電機(jī)廠編．平衡吊 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 1975 1 (日 )中島弘行著．氣動(dòng)機(jī)構(gòu)及回路設(shè)計(jì) [M]．北京 機(jī)械工業(yè)出版社， 1979 1 吳 叢 ,蒲鐘佑編 . 液壓與氣動(dòng) [M]. 北京理工 大學(xué)出版社 ,1995 1姚敏 , 尹建輝 . 定柱旋臂式起重機(jī)的受力計(jì)算 [J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械 , 20xx,(07) 1 溫濟(jì)全 , 車琴香 , 余大典 , 周勇德 . 氣動(dòng)平衡式裝、卸料機(jī)械手的研制 [J]. 液壓氣動(dòng) 與密封 , 1996,(03) 1 Faruk Cay , . 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