機(jī)械控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)設(shè)計探析

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摘要:

介紹了幾種控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)，通過對比提出了一種機(jī)械控制的中位操作機(jī)構(gòu)。提出了在中位操作機(jī)構(gòu)中根據(jù)推位軟軸遠(yuǎn)程控制多路閥的工作原理，利用CAD建立結(jié)構(gòu)實體模型，分析了該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和特點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)設(shè)計合理，工作可靠，操作靈活，具有很強(qiáng)的實用性。為進(jìn)一步在隨車起重機(jī)中位操作機(jī)構(gòu)上的推廣提供理論和實際依據(jù)。

關(guān)鍵詞:機(jī)械控制;中位操作機(jī)構(gòu);推拉軟軸;設(shè)計

0前言

直臂式隨車起重機(jī)的操作裝置主要包括下位操作、高位操作和中位操作3種方式［1］。現(xiàn)有的這3種操作方式皆存在不足之處。下位操作方式的操作者在地面操作隨車起重機(jī)，操作者由于受身高、貨箱欄板高度、底盤高低等因素影響，視野不夠?qū)掗?，起吊貨物不方便。高位操作方式的操作者必須處于隨車起重機(jī)回轉(zhuǎn)立柱上才能視野寬闊，但由于工作臺太高操作者上下時不方便，尤其是惡劣天氣時，安全性較差。現(xiàn)有的中位操作方式多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，多路閥的安裝角度受限制，而且還存在油源二次污染等問題。有的隨車起重機(jī)在實現(xiàn)了中位操作的同時不能進(jìn)行下位的雙邊操作，起重機(jī)出現(xiàn)故障也不易進(jìn)行維修。基于目前直臂式隨車起重機(jī)的操作方式分析研究現(xiàn)狀，本文通過對以往液壓控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究分析，提出了一種新的機(jī)械控制中位操作機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全性高、便于安裝和維修，可以在隨車起重機(jī)上進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1中位操作機(jī)構(gòu)的控制方式

直臂式隨車起重機(jī)的中位操作有多種形式［2］，目前常見的有液壓控制方式中位操作機(jī)構(gòu)和機(jī)械控制方式中位操作機(jī)構(gòu)2種。液壓控制方式中位操作機(jī)構(gòu)主要由液壓元器件組成，需

要兩組多路閥，機(jī)械控制方式中位操作機(jī)構(gòu)由純機(jī)械機(jī)構(gòu)控制多路閥組成，整個隨車起重機(jī)只需1組多路閥。

1.1液壓控制方式中位操作機(jī)構(gòu)

大部分直臂式隨車起重機(jī)的中位操作機(jī)構(gòu)由液壓動力元器件組成，由液壓換向閥操控，通過普通液壓換向閥的操控手柄或是電磁換向閥來實現(xiàn)對隨車起重機(jī)的操作動作變換。在機(jī)架下設(shè)有多路閥和下部操作桿組件，機(jī)架上安裝操作平臺，操作平臺設(shè)有液壓控制裝置［3］。液壓控制裝置包括液壓油管、上部操作桿組件、多路閥、油門踏板等。液壓控制中位操作方式有2種:

1)把多路閥組件設(shè)計在工作座椅下方，通過操作手柄利用連接機(jī)構(gòu)對多路閥進(jìn)行操作。

2)直接將多路閥組件安裝在操作平臺下方或側(cè)面，直接由操作手柄對多路閥進(jìn)行操作。液壓操控的中位操作機(jī)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn):

1)所有功能指示標(biāo)簽均集中在操作平臺上;

2)便于用戶直觀操作，安全性好，整體感強(qiáng);液壓操控的中位操作機(jī)構(gòu)缺點(diǎn):

1)各重要部件、管件外露、日曬雨淋，容易碰傷、銹蝕;

2)不方便進(jìn)行維修

3)液壓元件在維修時很容易造成二次污染，對整車品質(zhì)造成影響;

4)整體成本較高。

1.2機(jī)械控制方式中位操作機(jī)構(gòu)

1.2.1工作原理當(dāng)進(jìn)行中位操作時，要想實現(xiàn)隨車起重機(jī)的各種動作，必須通過控制起重機(jī)的多路液壓控制閥來實現(xiàn)，操作人員的位置處于起重機(jī)底座上方的操作平臺上，而多路閥在起重機(jī)底座前，操作人員無法對多路閥進(jìn)行控制，因此，可以利用推拉軟軸［4］的自身特性和工作原理來實現(xiàn)對多路閥控制手柄的遠(yuǎn)程控制。機(jī)械控制的中位操作機(jī)構(gòu)原理，通過手柄的上下移動實現(xiàn)對多路閥的控制，當(dāng)手柄前后移動時會使推拉軟軸自身的鋼絲繩軟軸上下移運(yùn)，從而帶動多路閥操控手柄上下移動或復(fù)位，實現(xiàn)操作人員通過推位軟軸結(jié)構(gòu)對多路液壓控制閥的遠(yuǎn)程控制，油門的控制也由帶復(fù)位功能的油門拉索進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

1.2.2實體建模本文介紹的機(jī)械控制方式的中位操機(jī)構(gòu)包括支撐座平臺、操作桿組件和多路閥。支撐座平臺安裝在起重機(jī)底座橫梁上，位于駕駛室和貨箱之間，且處于起重機(jī)立柱側(cè)面。支撐座平臺上裝有座椅、操作桿組件。操作桿組件由支架和多路閥控制器、遠(yuǎn)程油門拉索組成，利用操作手柄通過軟軸來控制多路閥、遠(yuǎn)程油門，以實現(xiàn)起重機(jī)的各種動作。支架上裝有照明設(shè)備，起重機(jī)底座與貨箱之間設(shè)有便于操作人員上下的爬梯［5］。支撐座平臺安裝在起重機(jī)底座橫梁上，位于駕駛室和貨箱之間，且處于起重機(jī)立柱側(cè)面。支撐座平臺上裝有座椅、操作桿組件。支撐座平臺為可拆卸平臺，與起重機(jī)底座橫梁為可拆卸連接，支撐座平臺的花紋踏板為Z字形折彎件，兩側(cè)向下折邊。座椅為可拆卸座椅，座椅安裝支架由鋼管彎制成形。操作桿組件由支架安裝在支撐座平臺上，為可拆卸連接［5］。通過三維實體繪圖軟件SolidWorks完成了中位操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)件的實體建模。

1.2.3操作桿組件結(jié)構(gòu)設(shè)計操作桿組件由支架安裝在支撐座平臺上，為可拆卸連接。支架上安裝有多路閥控制器、遠(yuǎn)程油門拉索、操作標(biāo)示牌和照明燈開關(guān)。支架為焊接組件，多路閥控制器為推拉式軟軸結(jié)構(gòu)，由操作手柄推拉軟軸控制多路閥以實現(xiàn)起重機(jī)的各種動作。同時多路閥的安裝角度不受限制，能實現(xiàn)下位的雙邊操作。遠(yuǎn)程油門拉索為軟軸拉索結(jié)構(gòu)，由操作手柄通過軟軸控制油門。操作盒內(nèi)安裝有多路閥控制器、遠(yuǎn)程油門拉索。照明燈支架焊接在操作桿組件支架上，照明燈可以360°旋轉(zhuǎn)，由操作盒上的開關(guān)控制。爬梯與起重機(jī)底座橫梁為可拆卸連接，爬梯為鋼管彎制成形后焊接而成［5］。

1.2.4機(jī)械方式控制的中位操作機(jī)構(gòu)機(jī)械控制方式中位操作機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于維修拆卸、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)沒有復(fù)雜部件，控制多路閥的多路閥控制器和控制油門的遠(yuǎn)程油門拉索都是軟軸結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，滿足中位操作的同時又不影響下位的雙邊操作。操作桿裝在操作盒內(nèi)，操作盒上有操作標(biāo)示牌和照明燈開關(guān)，便于用戶直觀操作，整體感強(qiáng)［6］。操作桿組件和支撐座平臺之間、座椅和支撐座平臺之間以及爬梯和起重機(jī)底座橫梁之間皆可以拆卸。當(dāng)起重機(jī)出現(xiàn)故障時，便于進(jìn)行維修。爬梯便于操作者上下支撐平臺，座椅高度適中，人機(jī)界面好，視線開闊，安全性高，操作隨車起重機(jī)靈活方便，隨車起重機(jī)可晝夜作業(yè)。機(jī)械控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場實際作業(yè)見圖10，出廠試驗和現(xiàn)場作業(yè)試驗證明所設(shè)計中位操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，便于拆卸，安全可靠。

2對比結(jié)果與分析

本文通過上述兩種控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)的對比，設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于維修拆卸、安全性好的中位操作機(jī)構(gòu)。詳細(xì)介紹了一種機(jī)械控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)，從設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)分析到該機(jī)構(gòu)的使用特點(diǎn)都做了詳細(xì)說明。該結(jié)構(gòu)制造成本低、操作方便、便于維修拆卸。而且多路閥的安裝角度不受限制，能實現(xiàn)下位的雙邊操作。

3結(jié)論

介紹了一種機(jī)械控制方式的中位操作機(jī)構(gòu)。通過對幾種隨車起重機(jī)中位操作控制方式的分析介紹，提出了一種制造成本低、操作方便、便于維修拆卸的中位操作機(jī)構(gòu)，進(jìn)行了現(xiàn)場作業(yè)試驗，驗證了該機(jī)構(gòu)設(shè)計合理、工作可靠、操作靈活，具有很強(qiáng)的實用性?？梢赃M(jìn)一步在隨車起重機(jī)上推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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［5］聶帥強(qiáng).直臂式隨車起重機(jī)的中位操作裝置:中國，201410288155.X［P］．2014．

［6］趙銀貞．直臂式隨車起重機(jī)與折臂式隨車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及市場前景［J］．起重運(yùn)輸機(jī)械，2008(11):28－30．

作者：聶帥強(qiáng) 王愛文 曹建紅 李小賓 單位：長治清華機(jī)械廠