《管桩起重机自动夹具的设计》-工学论文，工业技术论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

管桩起重机自动夹具的设计

范文

董富祥

摘要：近年来，国内劳动力成本不断加大，如何减少劳动力配置员额，提高生产效率的问题摆在了管桩生产厂家面前。管桩生产线急需一机多用的起重机自动夹具来替代传统生产工艺的劳动力。为此，一种管桩起重机自动夹具应运而生。其最大的特点：以压缩空气气缸为动作机构，夹具吊梁下间隔布置卡式、抱式夹具，一机多用满足各个生产工艺要求，生产效率大幅提高，安全性也非常高。

关键词：管桩起重机；压缩空气气缸；卡式抱式自动夹具

中图分类号：TU525 文献标志码：A

1 管桩起重机自动夹具的整体设计

通常生产的混凝土管桩为Φ300～Φ800，管桩长度15m。管模分上盖模和底模，上盖模和底模是通过螺栓螺母连接在一起也可以分开，管模上每隔2m设置有跑轮，跑轮用于离心机上滚动离心成型。该管桩起重机自动夹具的整体结构如图1所示。

（1）自动夹具总体结构由吊梁、卡式夹具、抱式夹具组成。起重机的两只吊钩挂在吊梁上方的销轴上，实现吊梁的上下、左右、前后移动。卡式、抱式夹具间隔布置在吊梁下方。一般卡式夹具按2m、6m、2m的间距布置，共4只；抱式夹具距离卡式夹具1m左右布置，共4只。

（2）吊梁：是自动夹具的承载梁。吊梁承受的最大载荷为管桩重量和管模重量之和；最小载荷为钢筋笼的重量。

（3）卡式夹具：卡钳卡在上盖模的跑轮上，可以卡上盖模用于合模或开模，也可以合模后吊运整根管模到离心机上离心。

（4）抱式夹具：抱钳抱底模，可以搬运底模至喂料区；钢筋笼需要转场时抱式夹具一次可以抱5根钢筋笼，转场效率很高。同时，也可以单独抱一根钢筋笼，用于放置在底模内然后转喂料工序。一個抱钳实现多个生产工艺要求。

2 管桩起重机自动夹具的设计要点

（1）吊梁：需要考虑各卡式夹具的卡点受力的不均匀性，由于管模的变形甚至4个卡点有时候只有3个卡点受力的情况发生，吊梁设计必须到达足够的刚度。同时，由于该起重机的起升速度一般达到13m/min，动载系数比较大。

（2）卡式夹具：首先，卡钳的受力点必须布置在卡钳承载销轴的外侧，这样的布置使得卡钳自带闭锁功能，卡钳受到重力越大卡钳闭合力越大，卡钳不会出现打开或松动的现象，维持卡钳的闭合无须消耗任何动能。其次，由于管桩生产的特点，夹具工作十分频繁，卡钳设计时必须考虑卡钳的磨损问题，既卡钳的制作材料不宜太硬，又需保证卡钳的一定磨损后仍然可以安全使用。

（3）抱式夹具：抱钳的受力点必须布置在抱钳承载销轴的外侧，这样的布置使得抱钳自带闭锁功能。抱钳设计时需考虑抱钳的通用性，既满足抱底模的要求，又可以抱钢筋笼。

（4）气缸：气缸的开闭力大小和行程须满足自动夹具动作的要求。

3 卡式夹具的设计

卡式夹具结构如图2所示，气缸安装在吊梁箱体内，气缸伸缩头带动滑动内架上下运动，销轴分别穿着卡钳和滑动内架并固定在卡钳支架上，当气缸伸缩头下降时，卡钳卡住管模跑轮；当气缸伸缩头上升时，卡钳打开。

4 抱式夹具的设计

抱式夹具结构如图3所示，气缸安装在吊梁箱体的左右侧面，抱钳、气缸呈现左右对称布置，抱钳和转动推动一起穿在销轴上，销轴固定在抱钳支架上。气缸伸缩头带动转动推杆上下转动，从而带动抱钳转动。当气缸伸缩头下降时，抱钳抱住底模或者钢筋笼；当气缸伸缩头上升时，抱钳打开。

5 气缸的选型

自动夹具的气缸作为机构动作的动力，必须满足克服卡钳或抱钳自重和钳子与管模或钢筋笼之间的摩擦力之和。气缸由空压机提供压缩空气，一般气压调整为0.8MPa，气缸的伸出力F=PxA-f，式中P为气压，A为气缸截面积，f为气缸活塞摩擦力。气缸的缩回力一般为伸出力的90%左右考虑比较适宜。气缸的供气管一般采用弹簧气管，气管直径为φ12，吊梁上下升降时，弹簧气管自动伸缩。

结语

该管桩起重机自动夹具采用压缩空气推动气缸动作，电子阀控制气缸的伸出或收缩，结构简单，使用过程中无污染；夹具闭合自锁性能好，安全可靠；一机多用，满足管桩生产线上各工艺自动夹放管模和钢筋笼的要求，无需地面配置工作人员，实现生产安全高效率。

参考文献

[1]张质文，王金诺，程文明，等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2013：1430-1563.

[2]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]起重机设计规范，GB/T3811-2008 [S].

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。