电动葫芦起升机构模块化设计热缩材料

电动葫芦起升机构模块化设计

电动葫芦起升机构模块化设计 2011年12月09日 来源： 1　电动葫芦生产与使用现状　　电动葫芦是一种产量大、使用面广的轻小型起重设备。我国目前生产、使用的电动葫芦(见图1)绝大多数是1963年联合设计的CD/MD型，此外还少量生产、使用AS型和TV型电动葫芦。就其设计质量的综合评价，是不尽如人意的。电动葫芦更新换代慢，开发周期长，产品标准化、通用化水平不高，生产准备工作量大，投产上市速度慢。图1　CD/MD电动葫芦总图　　电动葫芦是一种技术并不复杂，采用常规方法设计的起重设备。由于以往设计手段上的落后和设计主导思想上的影响，使设计的电动葫芦没有充分发挥其产品性能，而设计中的失误又造成极为严重的损失。一般说来，产品使用不当或制造中的质量问题具有局部性和偶然性，通常可以通过一定措施补救、修复或避免。而设计本身就存在问题的话，将是根本的、全面的，常常在使用一定时间后才发现，因而造成了相当大的损失，并难以采取补救措施，最后不得不重新设计新的产品。　　1.1　CD/MD电动葫芦性能参数少　　30多年的使用实践证明，当年按中级工作制度(HB25%)设计的CD/MD系列电动葫芦，主性能参数起重量从0.1t到10t共8个吨位，1个吨位的电动葫芦仅有1个起升速度(8m/min)和1个双速起升速度(8/0.8m/min)、1个工作制度。主参数见表1。除去起升高度H=6～30m的6个规格可供选择外，用户无法选择需要的起升速度和工作制度。表1　CD/MD电动葫芦性能参数表起重量(t)0.250.5123510起升高度(m)3～126～186～309～30起升速度(m/min)88；8/0.87；7/0.7运行速度(m/min)20；30机构工作级别M3电动机起升型号ZD112-4ZD121-4ZD122-4ZD131-4ZD132-4ZD141-4ZD151-4功率(KW)0.40.81.534.57.513转速(r/min)13801400运行型号AOZ5024ZDY111-4ZDY112-4ZDY121-4功率(KW)0.060.20.40.80.8×2转速(r/min)1380　　 1.2　设计中的缺陷　　电动葫芦使用中，电机轴发生断裂，减速器箱体发生断裂，尤其是起升高度H=30m的电动葫芦，其中间轴在离心力作用下发生严重弯曲塑性变形，轴从花键中脱落，轮胎联轴器损坏。第三级齿轮设计的耐久性和静强度不合格，磨损严重以至不能传递运动或造成载荷坠落事故。空心轴设计不合格发生扭断。而由导绳器的失效、开关触点粘连和限位开关失灵等造成的事故也时有发生。减速器箱体设计刚性不足和齿轮的倾斜角(β=8°06′34″)加工误差造成啮合性能不好，产生噪声。证明产品设计质量可靠性差。 　　1.3　改变电动葫芦的工作级别　　CD/MD电动葫芦的工作级别按照《起重机设计规范》(GB 381183)(以下简称“规范”)整改为M3(L2中，T3，1 600h)。这仅仅能做到零件设计计算上的“合格”，而改变不了使用的现实状况和所发生的事故。电动葫芦的起升机构总使用寿命为8a，每个工作日平均运行使用0.79h，如果载荷状态是中等，吊钩平均行程是4m，每天工作8h，起升速度8m/min，那么每小时平均工作循环次数仅为5.9次。除去小型水库闸门、设备安装或检修用途外，该系列电动葫芦无法满足绝大多数用户的使用要求。 1.4　零部件通用程度差　　CD/MD型电动葫芦设计时，起升机构组成的4个部件——起升用锥形转子制动电动机、减速器、卷筒装置和吊钩装置，均是单独设计，自成体系，上下左右互不关连。8个吨位、8套减速器、8种型号电动机、8套卷筒装置等。　　综上所述，为了满足用户使用中对功能多样性、参数多样性及安全可靠性的要求，目前生产的电动葫芦CD/MD型及其变结构的C/M型电动葫芦必须进行换代设计。　　2　电动葫芦起升机构部件模块化设计　　模块化产品是指由一组特定的模块(具有一定功能和结合要素)在一定范围内组成多种不同功能或相同功能不同性能的产品。它是具有很强的适应性和灵活性的变型产品。模块化开发的基本原则是以少变应多变，用少量模块组合成多种产品，以优质、高效、低成本满足用户多样化、多层次的需求。　　电动葫芦开发一是要从“质量第一”竞争策略向“快速响应市场”的竞争策略转移；二是从“适应型质量”向“满意型质量”转移，应用CAD技术和虚拟制造技术(VM)快捷地设计新产品。虚拟制造技术可以保证模块部件布局设计、零部件运动合理性，保证运动干涉、零件强度、刚度以及零件仿真、验证设计的正确性。避免零件制成后在装配时才发现配合性和装配性错误，或是产品在使用时发现零件设计中的错误。

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