【文章內(nèi)容簡介】 研究。在我國，在吊夾裝置、液壓鋼卷夾鉗、重力式板坯夾鉗、電動平移式板坯夾鉗等方面進(jìn)行過研究性工作。相對于國外，我們國家在夾鉗上的研究還是非常有限，特別是在重力式帶卷夾鉗上，很少進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。 常用夾鉗裝置的發(fā)展與應(yīng)用夾鉗裝置是夾鉗起重機(jī)的取物裝置，它與起重機(jī)的幾個工作機(jī)構(gòu)配合，可從鑄錠車上擰斷湯道，夾取鋼錠，將鋼錠裝入均熱爐，再從均熱爐取出加熱后的鋼錠送進(jìn)運(yùn)錠車或直接放到棍道上運(yùn)往初軋機(jī)。此外，夾鉗起重機(jī)還可用來撥移鋼錠車或夾上清爐耙清理爐底。夾鉗起重機(jī)在完成上述工藝程序時，由于運(yùn)行速度較快，振動大，夾持的又往往是紅熱的鋼錠，因此夾鉗裝置的各個零部件除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度外，還應(yīng)有良好的夾持性能，保證夾持的鋼錠不至從鉗口脫落。夾鉗裝置夾持鋼錠的工作可靠性通常用夾緊系數(shù)K表示。K為夾鉗鉗尖對鋼錠側(cè)面的兩個水平作用力(央緊力)之和對鋼錠自重的比值，K值越大，鋼錠越不會從夾鉗中脫落下來。為了加大夾緊系數(shù)K，除應(yīng)提高夾鉗裝置的強(qiáng)度與剛性外，還應(yīng)設(shè)法尋求最為合理舶結(jié)構(gòu)形式，以免過多地增大夾鉗裝置的幾何尺寸和自重，影響起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)功率或起升速度。因此合理地選擇及改進(jìn)央鉗裝置的結(jié)構(gòu)形式是減小設(shè)備自重和提高夾鉗裝置工作可靠性的重要環(huán)節(jié)。 螺桿夾緊式夾鉗裝置有4個起升動滑輪2， 每兩根鋼繩由起升卷筒經(jīng)起升動滑輪成對地固定到小車架上的平衡杠桿或平衡輪上。央鉗開圃機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置設(shè)在上方， 由電機(jī)通過立式減速機(jī)瓤傘齒輪對傳動垂直螺桿4， 由具有內(nèi)螺紋可上下移動的套筒帶動拉桿， 使夾鉗啟閉。拉桿向上時夾鉗閉合，拉桿向下時，夾鉗在自重的作用下開啟。亦可設(shè)計(jì)成使拉桿帶動夾鉗上方的連桿， 當(dāng)拉桿向上時夾鉗閉合， 。為了保持央鉗對鋼錠的穩(wěn)定夾持力， 在開閉機(jī)構(gòu)自 底座上方裝有彈簧裝置，彈簧的壓力越大，夾鉗對鋼錠的夾緊力就越大。為了防止機(jī)構(gòu)過載， 在立式減速機(jī)上設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。在確定彈簧壓力時， 除應(yīng)根據(jù)電機(jī)功率、傳動裝置的傳動比， 螺桿螺紋導(dǎo)角、夾鉗鉗桿的傳動比及傳動效率等因素外， 還與各運(yùn)動物件運(yùn)動時的慣量有關(guān)。此外， 它還應(yīng)根據(jù)極限力矩保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)值及其在使用過程中的穩(wěn)定性決定。螺桿夾緊式夾鉗裝置的夾鉗鉗桿自重對夾緊力的影響甚小。在不同的鉗口開度， 鋼錠的自重對夾緊力雖有一定影響，但占的比重不大。這種夾鉗裝置的夾緊力主要是由機(jī)構(gòu)傳動在螺桿中產(chǎn)生軸向力帶動夾鉗鉗桿產(chǎn)生的。夾鉗的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝于夾鉗裝置翼架的下方， 通過嚙合齒輪帶動夾鉗回轉(zhuǎn)。為了防止機(jī)構(gòu)在刮渣時過載， 機(jī)構(gòu)也設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。此處省略NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字，主要從載荷和工作速度兩方面。該論文設(shè)計(jì)的起重機(jī)用來配合5 0k g 起重夾鉗來進(jìn)行工作，所以起吊速度不能太快， /s較為合理。根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效功率： 通過電機(jī)機(jī)械手冊查表得：有4 0w ～6 0w 的電機(jī)，例如YS5614就是一個50 W的電機(jī)。 50kg起重機(jī)的傳動裝置方案的設(shè)計(jì)根據(jù)工作原理的不同,可將傳動分為兩類：機(jī)械傳動；電傳動。本論文所涉及的是機(jī)械傳動,具體可以分為帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動。當(dāng)設(shè)計(jì)傳動時，如傳遞的功率P 、傳動比i和工作條件已定，則不同類型的傳動各有其優(yōu)缺點(diǎn)。選擇傳動類型時所依據(jù)的主要指標(biāo)是：效率高、外廓尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)動性能良好及符合生產(chǎn)條件（生產(chǎn)可能性、預(yù)期的生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本）等。至于在具體情況下，究竟選擇哪種傳動類型，只有綜合對比若干方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后才能做出結(jié)論。各類傳動所能傳遞的功率取決于其傳動原理、承載能力、載荷分布、工作速度、制造精度、機(jī)械效率和發(fā)熱情況等因素。一般地說，嚙合傳動傳遞功率的能力高于摩擦傳動；蝸桿傳動工作的發(fā)熱情況較為嚴(yán)重，因而傳遞的功率不宜過大；摩擦輪傳動由于必須具有足夠的壓緊力，故在傳遞同一圓周力時，其壓軸力要比齒輪傳動的大幾倍，因而一般不宜用于大功率的傳動；鏈傳動和帶傳動為了增大傳遞功率的能力，必須增大鏈條和帶的截面面積或排數(shù)（根數(shù)），這就要受到載荷分布不均的限制；齒輪傳動在較多的方面優(yōu)于上述各種傳動，因而應(yīng)用也就最廣。不斷提高傳動的效率，就能節(jié)約動力，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。效率的對立面是傳動中的功率損失。在機(jī)械傳動中，功率的損失主要由于軸承摩擦、傳動零件間的相對滑動和攪動潤滑油等原因，所損失的能量絕大部分轉(zhuǎn)化熱。為如果損失過大，將會使工作溫度超過允許的限度，導(dǎo)致傳動的失效。因此，效率低的傳動裝置一般不宜用于大功率的傳動。各種傳動傳遞功率的范圍及效率概值見表1。 各種傳動傳遞功率的范圍及效率概值 傳動類型功率P/k W效率η(未計(jì)入軸承中摩擦損失)使用范圍常用范圍閉式傳動開式傳動圓柱齒輪及錐齒輪傳動極小～60 000— ～ ～蝸桿傳動可達(dá)80020 ～50自鎖的～ ～ 非自鎖的，蝸桿頭數(shù)為：z 1=226 ～ ～ ～ — ～ —鏈傳動可達(dá)4 000 100以下 ～ ～ 帶傳動：平帶V帶同步帶 摩擦輪傳動1～3 500 20 ～30 —～可達(dá)1 000 50 ～100 — ～可達(dá)300 10 以下— ～ 很少至200 20 左右～ ～ 速度是傳動的主要運(yùn)動特性之一。提高傳動速度是機(jī)器的重要發(fā)展方向。表示傳動速度的參數(shù)是最大圓周速度和最大轉(zhuǎn)速。傳動速度的提高，在不同傳動形式中要受到不同因素的限制，例如載荷、傳動的熱平衡條件、離心力及振動穩(wěn)定性等。，以供參考。、質(zhì)量和成本傳動的外廓尺寸和質(zhì)量與功率和速度的大小密切相關(guān),也與傳動零件材料的力學(xué)性能有關(guān)。但當(dāng)這些條件一定時，傳動裝置的外廓尺寸和質(zhì)量基本上取決傳動的形式。在大傳動比的多級傳動中，傳動比的分配對外廓尺寸有著很大的影響。傳動比是傳動的運(yùn)動特性之一。各類傳動用于單級減速及單級增速時的傳動比（主動輪與從動輪的轉(zhuǎn)速比）參考值見表2。 各類傳動的最大允許速度、轉(zhuǎn)速與傳動比（參照值）傳動類型最大允許速度最大允許轉(zhuǎn)速減速傳動比普通平帶傳動≤25 (30 )≤3(5)高質(zhì)量皮革帶傳動35 ～40 7 000 ～8 000 ≤5特殊高質(zhì)量的織造的平帶傳動到 60 000≤5鋼帶傳動80 ～100 －≤5V帶傳動普通V帶窄V帶25 ～30 12 000≤8(15 )35 ～40 15 000 ≤8(15 )同步帶傳動50 ～100 20 000 ≤10 (20 )鏈傳動4 0 8000 ～10000 ≤6(10)(滾子)≤1 5(齒形)6級精度直齒圓柱齒輪傳動到20 ＜30 0005(8)6級精度非直齒圓柱齒輪傳動到50 30 000 5(8)5級精度直齒圓柱齒輪傳動到120 30 000 5(8)蝸桿傳動1 5～3 ≤40 (80 )摩擦輪傳動15 ～25 ≤5(15 )綜上所述，從效率、外廓尺寸，質(zhì)量，運(yùn)動性能及生產(chǎn)條件等方面來考慮在50kg 起重機(jī)中選擇V帶傳動較為合理。由于電機(jī)的額定速度較大，而工作速度較小，可以采用多級V帶傳動來減速而達(dá)到所需速度。 5 0kg起重機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案任何設(shè)計(jì)都是與材料離不開的，在設(shè)計(jì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)與部件之前，我們先要選擇一種比較合適的材料。首先我們要介紹一下各類材料的性能和材料的一些基本知識。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼。與優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。我國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件，把普通碳素鋼分為三類：甲類鋼（A類鋼），只保證力學(xué)性能，不?；C學(xué)成分；乙類鋼（B類鋼），只保證化學(xué)成分不保證力學(xué)性能；特類鋼（C類鋼），既保證化學(xué)成分，又保證力學(xué)性能。特類鋼常于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。一、碳鋼牌號的表示方法(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由屈服點(diǎn)“屈”字漢語拼音第一個字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）及脫氧方法符號（F、b、Z）等四部分依次按順序組成。其中質(zhì)量等級按A、B、C、D順序依次增高，F(xiàn)代表沸騰鋼，b代表鎮(zhèn)靜鋼，代表鎮(zhèn)靜鋼等。如Q235 AF表示屈服強(qiáng)度為235M p a的A級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字代表鋼中的平均含碳量的萬分之幾。例如4 5鋼， 5%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08 鋼， %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(3)碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號是用碳字漢語拼音字頭T和數(shù)字表示。其數(shù)字表示鋼的平均含碳量的千分之幾。若為高級優(yōu)質(zhì)，則在數(shù)字后面加“A”。例如，T 12 %的碳素工具鋼。T 8鋼，%的碳素工具鋼。T 12 A ，%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。二、碳鋼的用途舉例Q19Q215 ，用于鉚釘、開口銷等及沖壓零件和焊接構(gòu)件。Q23Q255 ，用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結(jié)構(gòu)件。Q275，用于強(qiáng)度較高轉(zhuǎn)軸、心軸、齒輪等。Q345，用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上介紹，起重機(jī)的材料宜選擇45號鋼。 起重機(jī)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案，底座5設(shè)計(jì)成圓形，底座上的支架采用焊接成型為了提高該設(shè)備的適用性，支柱7采用可升降式。因?yàn)樵撛O(shè)備是配套電氣設(shè)備使用，為了有利于線路的布置，所以支柱7和吊臂4采用45號空心圓柱鋼管較合理，所使用的導(dǎo)可以通過支柱的中間，這樣既合理又顯得美觀。5 50 kg起重夾鉗主機(jī)的總體設(shè)計(jì) 起重夾鉗設(shè)計(jì)思想本論文對重力式板坯夾鉗做了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方案確定如下:（1）根據(jù)夾鉗的使用要求，選擇夾鉗的類型為重力式夾鉗；（2）根據(jù)夾鉗的工作要求，計(jì)算作用在夾鉗各部件上的載荷；（3）根據(jù)夾鉗整個部件的類型，結(jié)構(gòu)和所受載荷,分析夾鉗各部件可能的實(shí)效形式,從而確定夾鉗各部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；（4）根據(jù)夾鉗各部件的工作條件及對夾鉗各部件的特殊要求(例如高溫或在腐蝕性介質(zhì)中工作等),選擇適當(dāng)?shù)牟牧?；?）根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,確定夾鉗各部件的基本尺寸；（6）根據(jù)工藝性標(biāo)準(zhǔn)等原則進(jìn)行夾鉗各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（7）細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成后，必要時進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性；（8）畫出夾鉗各部件的工作圖，并寫出計(jì)算說明書。 50kg起重夾鉗工作原理本文所要介紹的夾鉗的主要組成部分由：吊臂、主鉗臂、副鉗臂、軸、自動控制裝置等主要部件組成。1鉗口 2吊臂 3主鉗臂1 4副鉗臂2 5主機(jī) 6軸1 7軸2 8軸3 9旋轉(zhuǎn)開關(guān)裝置 夾鉗裝置的裝配圖我們先介紹該夾鉗的動作原理：先是夾鉗處于空載狀態(tài)，當(dāng)欲夾起一重物，則緩緩下降至重物高度位置。在夾鉗鉗口碰及重物時，夾鉗結(jié)構(gòu)四邊形由于自重作用而發(fā)生變形，鉗口變寬，四邊形變扁。此時若被吊物已位于鉗口中，若往上拉，夾鉗同樣由自重，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，鉗口變小則可夾住重物。于是夾鉗可開始上升，當(dāng)被吊物