機械控制方式的中位操作機構設計探析

時間：2024-06-27 09:01:34 理工畢業論文

機械控制方式的中位操作機構設計探析

　　在科學技術的創新發展下,人們的生活、工作中開始運用各種機械設備替代人力勞作,以提升生產效率及質量.下面是小編搜集整理的相關內容的論文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要:介紹了幾種控制方式的中位操作機構，通過對比提出了一種機械控制的中位操作機構。提出了在中位操作機構中根據推位軟軸遠程控制多路閥的工作原理，利用CAD建立結構實體模型，分析了該機構的結構設計和特點。該機構設計合理，工作可靠，操作靈活，具有很強的實用性。為進一步在隨車起重機中位操作機構上的推廣提供理論和實際依據。

　　關鍵詞:機械控制;中位操作機構;推拉軟軸;設計

　　前言

　　直臂式隨車起重機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，操作者由于受身高、貨箱欄板高度、底盤高低等因素影響，視野不夠寬闊，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回轉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。現有的中位操作方式多結構復雜，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。有的隨車起重機在實現了中位操作的同時不能進行下位的雙邊操作，起重機出現故障也不易進行維修。基于目前直臂式隨車起重機的操作方式分析研究現狀，本文通過對以往液壓控制方式的中位操作機構進行研究分析，提出了一種新的機械控制中位操作機構，該結構簡單、操作方便、安全性高、便于安裝和維修，可以在隨車起重機上進行推廣應用。

　　一、中位操作機構的控制方式

　　直臂式隨車起重機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構和機械控制方式中位操作機構2種。液壓控制方式中位操作機構主要由液壓元器件組成，需

　　要兩組多路閥，機械控制方式中位操作機構由純機械機構控制多路閥組成，整個隨車起重機只需1組多路閥。

　　1.1液壓控制方式中位操作機構

　　大部分直臂式隨車起重機的中位操作機構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對隨車起重機的操作動作變換。在機架下設有多路閥和下部操作桿組件，機架上安裝操作平臺，操作平臺設有液壓控制裝置[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)把多路閥組件設計在工作座椅下方，通過操作手柄利用連接機構對多路閥進行操作。

　　2)直接將多路閥組件安裝在操作平臺下方或側面，直接由操作手柄對多路閥進行操作。液壓操控的中位操作機構有以下優點:

　　1)所有功能指示標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;液壓操控的中位操作機構缺點:

　　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，對整車品質造成影響;

　　4)整體成本較高。

　　1.2機械控制方式中位操作機構

　　1.2.1工作原理當進行中位操作時，要想實現隨車起重機的各種動作，必須通過控制起重機的多路液壓控制閥來實現，操作人員的位置處于起重機底座上方的操作平臺上，而多路閥在起重機底座前，操作人員無法對多路閥進行控制，因此，可以利用推拉軟軸[4]的自身特性和工作原理來實現對多路閥控制手柄的遠程控制。機械控制的中位操作機構原理，通過手柄的上下移動實現對多路閥的控制，當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，從而帶動多路閥操控手柄上下移動或復位，實現操作人員通過推位軟軸結構對多路液壓控制閥的遠程控制，油門的控制也由帶復位功能的油門拉索進行遠程控制。

　　1.2.2實體建模本文介紹的機械控制方式的中位操機構包括支撐座平臺、操作桿組件和多路閥。支撐座平臺安裝在起重機底座橫梁上，位于駕駛室和貨箱之間，且處于起重機立柱側面。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、遠程油門拉索組成，利用操作手柄通過軟軸來控制多路閥、遠程油門，以實現起重機的各種動作。支架上裝有照明設備，起重機底座與貨箱之間設有便于操作人員上下的爬梯[5]。支撐座平臺安裝在起重機底座橫梁上，位于駕駛室和貨箱之間，且處于起重機立柱側面。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完成了中位操作機構結構件的實體建模。

　　1.2.3操作桿組件結構設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、遠程油門拉索、操作標示牌和照明燈開關。支架為焊接組件，多路閥控制器為推拉式軟軸結構，由操作手柄推拉軟軸控制多路閥以實現起重機的各種動作。同時多路閥的安裝角度不受限制，能實現下位的雙邊操作。遠程油門拉索為軟軸拉索結構，由操作手柄通過軟軸控制油門。操作盒內安裝有多路閥控制器、遠程油門拉索。照明燈支架焊接在操作桿組件支架上，照明燈可以360°旋轉，由操作盒上的開關控制。爬梯與起重機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機械方式控制的中位操作機構機械控制方式中位操作機構具有結構簡單、操作方便、便于維修拆卸、安全性好等優點。該機構沒有復雜部件，控制多路閥的多路閥控制器和控制油門的遠程油門拉索都是軟軸結構，結構簡單，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，操作盒上有操作標示牌和照明燈開關，便于用戶直觀操作，整體感強[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底座橫梁之間皆可以拆卸。當起重機出現故障時，便于進行維修。爬梯便于操作者上下支撐平臺，座椅高度適中，人機界面好，視線開闊，安全性高，操作隨車起重機靈活方便，隨車起重機可晝夜作業。機械控制方式的中位操作機構的現場實際作業見圖10，出廠試驗和現場作業試驗證明所設計中位操作機構結構合理，操作方便，便于拆卸，安全可靠。

　　二、對比結果與分析

　　本文通過上述兩種控制方式的中位操作機構的對比，設計出一種結構簡單、操作方便、便于維修拆卸、安全性好的中位操作機構。詳細介紹了一種機械控制方式的中位操作機構，從設計原理、結構分析到該機構的使用特點都做了詳細說明。該結構制造成本低、操作方便、便于維修拆卸。而且多路閥的安裝角度不受限制，能實現下位的雙邊操作。

　　三、結論

　　介紹了一種機械控制方式的中位操作機構。通過對幾種隨車起重機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構，進行了現場作業試驗，驗證了該機構設計合理、工作可靠、操作靈活，具有很強的實用性。可以進一步在隨車起重機上推廣應用。

　　參考文獻

　　[1]文豪.起重機械[M].北京:機械工業出版社，2013.

　　[2]周永光.駐車制動操縱機構總成輕量化研究[D].廣州:廣東工業大學，2014.

　　[3]李壯云.液壓元件與系統[M].北京:機械工業出版社，2005.

　　[4]鄧加尊，馬春文，潘子清.汽車換擋操縱機構分總成設計[J].企業科技與發展，2014，13(7):26，27.

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

　　[6]趙銀貞.直臂式隨車起重機與折臂式隨車起重機的結構特點及市場前景[J].起重運輸機械，2008(11):28-30.

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