立柱式懸臂吊車優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙皓宇

摘 要：本文通過分析當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)于立柱式懸臂吊車不足之處，優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種功能結(jié)構(gòu)更具有穩(wěn)定性、高效性、可靠性型懸臂吊車。在優(yōu)化中重新進(jìn)行電動(dòng)機(jī)選型以及立柱，懸臂梁，傳動(dòng)裝置進(jìn)行簡單優(yōu)化。立柱式懸臂吊車起重搬運(yùn)對象物體的同時(shí)，能更高效平穩(wěn)快速的進(jìn)行工作，從而提高工作效率，并且在對工作人員操作的要求上也降低標(biāo)準(zhǔn)，使得總體的工作效果提升起來。

關(guān)鍵詞：立柱；懸臂梁；電動(dòng)葫蘆選擇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.010

1 緒 論

1.1 工業(yè)生產(chǎn)過程關(guān)于立柱式懸臂吊車現(xiàn)狀及不足

隨著我國改革開放的發(fā)展，逐步形成了中國特色社會(huì)主義體系，人民成為了最大的受益者，而我國正處于從農(nóng)業(yè)大國向工業(yè)大國轉(zhuǎn)化的重要?dú)v史時(shí)期。而工業(yè)也是改革開放以來進(jìn)步最顯著的行業(yè)，它在影響我國整體國力上升中有著舉足輕重的地位。

懸臂吊車工作效率不高帶來的不好的影響是十分大的，主要體現(xiàn)為：（1）生產(chǎn)效率的低下。在工業(yè)生產(chǎn)過程中它擔(dān)任著大部分的主要的局部運(yùn)輸任務(wù)，而現(xiàn)今工廠中的生產(chǎn)是流水線類型，都是配套的，也就意味著會(huì)影響其他生產(chǎn)步驟，從而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過程效率低下。（2）生產(chǎn)成本的提高。懸臂吊車的效率低下會(huì)耽擱時(shí)間，導(dǎo)致時(shí)間成本和費(fèi)用成本的提高。

1.2 國內(nèi)外立柱式懸臂吊車研究現(xiàn)狀

1.2.1 國外研究現(xiàn)狀

現(xiàn)目前國外對懸臂吊車的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，由于懸臂吊車的結(jié)構(gòu)比較簡單單一，關(guān)于此的研究已經(jīng)比較定型。且己有多年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，利用機(jī)械方式也進(jìn)行了大量的研究。

1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

中國關(guān)于立柱式懸臂吊車的研究在世界上比較靠前，已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了十分不錯(cuò)成就，技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位。

1.3 課題研究目的與意義

該懸臂吊車為穩(wěn)固性自動(dòng)一體化設(shè)備，它可以在一定條件下實(shí)施對大物件的起吊、移動(dòng)、放置等功能。例如在建筑工程中可以實(shí)施對重物體的精準(zhǔn)放置以達(dá)到目的要求。在工作過程中，可以持續(xù)高效、穩(wěn)定、安全的性能。通過對本課題的研究，將大大提高我國懸臂吊車類機(jī)械的工作效率，明顯的提高了工業(yè)生產(chǎn)效果，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定的歷史意義，擁有無法估量的價(jià)值。

1.4 文章結(jié)構(gòu)

文章打算理論結(jié)合實(shí)際入手，關(guān)于現(xiàn)今我國工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，針對于工業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的一系列問題，從實(shí)際出發(fā)，理論結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行優(yōu)化，完全體現(xiàn)關(guān)于文章中立柱式懸臂吊車的優(yōu)化設(shè)計(jì)。文章有三部分，層層遞進(jìn)，每一部分都顯示了關(guān)于立柱式懸臂吊車的優(yōu)點(diǎn)。

一部分提出工業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)于立柱式懸臂吊車類遇到的一系列問題，為更好地解決問題，設(shè)計(jì)了立柱式懸臂吊車，了解立柱式懸臂吊車在世界上的情況，關(guān)于立柱式懸臂吊車的優(yōu)缺點(diǎn)，文章對于工業(yè)生產(chǎn)效果增強(qiáng)的理論指導(dǎo)。

二部分提出了文章宏觀結(jié)構(gòu)，了解世界上目前的立柱式懸臂吊車情況，制定了立柱式懸臂吊車的優(yōu)化方法。

三部分優(yōu)化部件，重點(diǎn)有電動(dòng)葫蘆的選擇。

2 總體方案與動(dòng)力設(shè)計(jì)

2.1 工作原理

本文設(shè)計(jì)的懸臂吊車工作原理如下：電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)，將鋼索放下，利用鋼索聯(lián)結(jié)的鉤子將物體勾上來，即起重過程；通過移動(dòng)小車的移動(dòng)，使物體形成橫向移動(dòng)，同時(shí)承重臂旋轉(zhuǎn)，縱向移動(dòng)完成，即移動(dòng)（位移）過程；最后再次通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，鋼索再次下降，物體落地，物體的運(yùn)輸過程完成。

2.2 整體方案的設(shè)計(jì)

2.2.1 結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)

針對現(xiàn)有懸臂吊車設(shè)備存在工作效率低下、不穩(wěn)定性、鋼索不穩(wěn)定等弊端，本文設(shè)計(jì)了一種全新的懸臂吊車?？梢杂行У亟鉀Q工業(yè)生產(chǎn)過程中存在的問題。

關(guān)于結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，提出了兩點(diǎn)：

（1）在立柱和承重臂之間的另一支柱聯(lián)結(jié)呈矩形狀，本文將電動(dòng)葫蘆斜掛在8號梁上，提出一種用三角形狀代替矩形狀，由數(shù)學(xué)理論知識(shí)可知三角形具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，將使得懸臂吊車在此處擁有更簡單且更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，給鑄造工作上也帶了更少的工作量。

（2）該懸臂吊車立柱是聯(lián)結(jié)在地面上的，本文提出將立柱式懸臂吊車的立柱聯(lián)結(jié)處安置在地面以下，因?yàn)樵诖罅康墓I(yè)生產(chǎn)過程中懸臂吊車對自身的移動(dòng)性要求較低，由理論力學(xué)中靜力學(xué)部分知識(shí)可知將立柱安置在地面以下會(huì)是懸臂吊車能承受更大的力，也就是可以搬運(yùn)更重的物體，同時(shí)由于放置在地面下時(shí)，可將立柱低端的結(jié)構(gòu)簡化，給工藝制作降低了要求和標(biāo)準(zhǔn)，減少了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（3）由材料力學(xué)部分知識(shí)可知，懸臂吊車的懸臂梁承受的應(yīng)力由外端到內(nèi)端有一個(gè)依次減小的特性，在材料加工上可選擇將外半部分選擇承受應(yīng)力更好地材料，內(nèi)半部分則選擇承受應(yīng)力一般的材料，以此增加懸臂梁的承重能力。

2.2.2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

查閱相關(guān)資料可采用上述圖所用的辦法，本文重點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)的簡單優(yōu)化，關(guān)于傳動(dòng)裝置采用比較廣泛的辦法，電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2與減速器3聯(lián)系，通過各級的傳動(dòng)最終達(dá)到我們需要的效果。此方法結(jié)構(gòu)要求不高，適合于與小型起升機(jī)構(gòu)。

3 結(jié)語

通過對立柱式懸臂吊車的簡單結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其功能更加穩(wěn)定、完善，其方法對鑄造工藝進(jìn)行了簡化，帶來了經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄒建奇.工程力學(xué) [M].大連：大連理工大學(xué)大學(xué)出版社，2009.endprint