敞口油桶搬运车---整体结构设计要点.doc

敞口油桶运输车 1 敞口油桶搬运车 摘要 介绍一种敞口油桶搬运车的结构 工作原理 设计原理 现有的油桶 搬运车仅适用于搬运闭口油桶 它是通过卡钩卡住上盖和桶边进行吊装 这种 吊装油桶搬运机对敞口油桶无法进行吊装运输 敞口油桶是一种上口无盖的油 桶 广泛适用于化工 冶金等生产领域中 其内通常都装有高温液体和腐蚀性 液体 搬运困难 目前敞口油桶的搬运通常是油桶置于小平板推车上进行的 工作很不可靠 往往会造成内装物溅出而伤人及浪费原料等生产事故 现根据 实际生产需要 采用液压运输车 只需一个人操作 省力 速度又快 摆放整 齐 原 4 5 人 年花费工资为 7 8 万 现一个人只要 2 万 年节约 6 万左右 车轮只需 0 4 万 而且经用 3 年也不会损坏 坏了只需要换几个轮子及一些液 压元件 总共不超过 0 03 万元 经济效率特别的高 关键词 油 桶 搬运车 液压技术 节约成本 敞口油桶运输车 2 The development of openjerrican transportation machine Abstract The exposure of a tank car carrying the structure working principle design principles Removal of existing tank cars carrying only applies to closed tank hook it through the card stuck to the superstructure and barrels while lifting the lifting of the oil drum handler exposure can not be lifting the transport tank Exposure tank is a catchy cover of the oil drums widely used in chemical metallurgical and other production areas Usually equipped with its high temperature liquids and corrosive liquids handling difficulties the current exposure is usually removal tank oil drum placed on a small flat panel carts and work very reliable often caused by spill contents wounding and a waste of raw materials and other production accidents Is based on the actual production needs the use of hydraulic vehicles just one person operation energy speed fast neat display the original 4 5 and 7 8 years for the cost of wages million is a person who has only 20 000 annual savings of about 60 000 04 000 wheels only but also by the use of 3 years will not be damaged broken only changed a few wheels and a number of hydraulic components a total of not more than 00 300 yuan in particular the high economic efficiency Key words Oil drums Truck Hydraulic Technology Cost savings 敞口油桶运输车 3 目目 录录 1 绪论 4 1 1 引言 4 2 总体方案及工作原理 4 2 1 总体结构 4 2 2 工作原理 5 3 机架的设计 5 3 1 机架的材料和制造方法可以分为 6 3 1 1 金属机架 6 3 1 2 非金属机架 6 3 2 机架的设计 6 3 2 1 槽钢的选用 6 3 2 2 角钢的选用 7 4 滚动轴承的选用 7 4 1 滚动轴承的主要分类 7 4 2 对滚动轴承材料的选用 8 4 3 滚动轴承的预紧 8 4 4 滚动轴承的润滑 8 4 5 滚动轴承的密封 9 4 6 轴承的安装与拆卸 9 4 7 经济性要求 9 5 滚轮及滚轮轴的选用 10 5 1 滚轮的选用 10 5 2 滚轮轴的选用 11 5 3 配合种类的选用 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 3 1 根据使用要求确定配合的类型 12 5 3 2 类比法选择要考虑的因素 12 5 4 滚轮及滚轮轴配合的计算 错误 未定义书签 错误 未定义书签 6 前腿的选用 错误 未定义书签 错误 未定义书签 6 1 前腿长度的确定 错误 未定义书签 错误 未定义书签 6 2 肋板的设计 错误 未定义书签 错误 未定义书签 6 3 贴板的设计 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 吊架的设计 错误 未定义书签 错误 未定义书签 8 夹杆座管许用应力校核 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 夹杆的设计 错误 未定义书签 错误 未定义书签 10 焊接 17 10 1 焊接的定义 17 10 2 焊接用的气体 17 10 3 焊条的选用 17 10 4 焊前预热的目的 17 10 5 焊蕊 17 10 6 药皮 17 10 7 焊接用的电流 17 10 8 焊接根据钢分类可以分为不同的焊接 18 参考文献 20 致 谢 错误 未定义书签 错误 未定义书签 敞口油桶运输车 4 1 绪 论 1 1 引言 现有油桶搬运机仅适用于搬运封闭油桶 他是通过卡钩卡住上盖和桶边进 行吊装 这种吊装油桶搬运机对敞口油桶无法进行吊装运输 敞口油桶是一种 上口无盖的油桶 广泛用于化工 冶金等生产领域中 其内通常都装有高温液 体或腐蚀性液体 搬运困难 目前 敞口油桶的搬运通常是油桶置于小平板推 车上进行搬运的 工作很不可靠 往往会造成内装物溅出而伤人及浪费原料等 生产事故 现根据生产实际的功能要求 采用液压技术 研制了一种结构简单 成本低廉的敞口油桶搬运机 并已在江西星火化工厂投入使用 一年多生产应 用实践证明 该机构操纵灵活 动作准确 性能可靠 生产效率高 2 总体方案及工作原理 总体方案确定的依据 完成敞口油桶的搬运 保证桶内的高温液体或腐蚀性 液体不往外溅出 既可以节约成本 而且不会造成桶内装物溅出而伤人及浪费 原 料等生产事故 2 1 总体结构 该机构主要有槽钢 角钢 固定板 肋板 夹杆 座管 中心板 推 力板 推力板弧 转向轮 前轮 转向支承板 转向支承坐固定板 贴板 等组成 图 1 1 主要技术经济指标为 1 拟定油桶直径为 580mm 油桶高度 1000mm 2 油桶及胶渣重量为 200kg 3 胶渣温度为 180 到 200 4 运输距离为 30m 5 工作可靠 操作方便 节约成本 敞口油桶运输车 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 14 图 1 1 敞口油桶运输车结构简图 2 2 工作原理 使用者推动搬运车靠近油桶 在液压缸的另一头用二根软管接入夹杆座 管内 用脚踩踏板使液压系统中的油上升 在比较小的压力下液压油通过软 管进入到夹杆座管中 使夹杆座管中的弹簧向中间压缩 进而使夹板产生抱 桶夹紧动作 液压系统的压力继续增大 当压力大到活塞杆可以顶升整个吊 架 活塞杆带动座管机架上升 使夹杆上升直到碰到油桶的上边缘被挡住不 能再上升 当液压系统中压力继续增大 当压力增大大到可以驱动活塞杆 吊架 油桶总重时 夹紧油桶上升并离开地面约 250mm 再踩放放油踏板 活塞杆缓慢放下 被夹紧的油桶缓慢放到地面 夹杆在弹簧作用下缓慢张开 敞口油桶搬运车退出 3 机架的选择与设计 3 1 机架的材料与制造方法可以分为 3 1 1 金属机架 敞口油桶运输车 6 铸造机架 由铸铁或铸钢制成 要求轻的可用铸铝 要求耐磨的可用铸铜 焊接机架 常用于生产批量较少的大型机架 组合机架 如铸焊组合机架 螺栓连接机架等 可用较小的铸 焊 锻件组 合成较大的机架 3 1 2 非金属机架 花岗岩机架 尺寸稳定 常用于大型精密机械或仪器 混凝土机架 成本较低而强度教差 塑料机架 多用于仪表 仪器的壳体 通过比较上述种类的机架和综合考虑本设计机架所需要的要求我们可以选 择组合焊接机架 而且来源方便 廉价 适用于大批量生产的中小型机架 3 2 机架的设计 机架设计高度可以根据油桶的高度来确定 既不能太高也不能太低 但一定要比油桶的高度要高 根据油桶的高度 H 1000mm 油桶直径为 580mm 可以选择二根高度为 1100mm 的槽钢 一根长度为 600mm 的槽钢为机 架的宽度 因为油桶的直径为 580mm 而选择宽度为 600mm 的槽钢 因为这 样不但可以恰好吧油桶放进去 而且两边各留出 10mm 的间隙 这样有利于 吧油桶放在正中央 如果机架的宽度太长 不利于调整油桶的位置 使其 摆在正中央 如果不在正中央 两边受力部均匀 从而是油桶夹紧力不够 导致油桶在运输过程中掉落 使桶内装物溅出而伤人及浪费原料的安全事 故 3 2 1 槽钢的选择 槽钢是截面为凹槽形的长形钢条 槽钢分普通槽钢和轻型槽钢 槽钢主要用于建筑机构 车辆制造和其它 工业结构 槽钢还通常与工字钢配合使用 敞口油桶运输车 7 图 3 1 槽钢规格 3 2 2 角钢的选择 角钢定义 角钢俗称角铁 是二边互相垂直成角形的长形钢条 有等边角钢和不等 边角钢之分 等边角钢的两个边宽相等 其规格以边宽 x 边宽 x 边厚的 毫米数表示 如 30 x30 x3 即表示边宽为 30 毫米 边厚为 3 毫米 的等边角钢 也可用型号表示 型号是边宽的厘米数 如 3 型号不 表示同一型号中不同边厚的尺寸 因而在合同等单据上将角钢的边宽 边厚尺寸填写齐全 避免单独用型号表示 角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件 也可作为构件之间 的连接件 广泛用于各种建筑结构和工程结构 如房梁 桥梁 输电塔 容器架以及仓库货架等 图 3 2 角钢结构图 敞口油桶运输车 8 4 滚动轴承的选用 4 1 滚动轴承主要分类 1 按滚动体形状 滚动轴承可以分为球轴承和磙子轴承 2 按轴承所能承受的外载荷不同 滚动轴承可以分为 向心轴承 推 力轴承 向心推力轴承 3 按自动调心性能 轴承可分为自动调心轴承和非自动调心轴承 4 2 对滚动轴承材料选用的要求 一般滚动轴承是在较高的接触下和较高的转速下运转 因此首先要保 证滚动轴承套圈和滚动体材料有较高的强度和硬度 要有淬透性 其次为了 使滚动轴承能有足够长的寿命 要求其有较高的抗疲劳强度和抗摩擦磨损性 能 此外 为了在工作温度下保持正常运转还要求其结构尺寸的稳定性和韧 性 在结构和内部几何尺寸 安装正确的情况下 滚动轴承的寿命与轴承的材料 和冶炼工艺有很大关系 从 20 世纪初开始 高碳铬就被引用到轴承中来 到目前为止 用得最多的轴承钢仍然是碳的质量分数 0 8 的高碳铬钢 随着科学技术的不断发展 对轴承的性能的要求越来越多 如重载条件下的 高可靠性要求等 在各种特殊工况条件下 如低温冷冻条件 真空条件 有腐蚀介质的环境中 工作的轴承都开发出了多种特殊性能的滚动轴承材 料 对大型和特大型轴承 为了保持其高表面强度和其心部韧性 开发出了 碳的质量分数580mm 即 可 6 2 肋板的设计 用 2 块肋板上顶边长 20mm 下底边长 100mm 高度为 200mm 厚度为 5mm 焊 接在前腿与槽钢的两侧起到固定前腿与槽钢 而且在焊接时肋板的下底不要与 前腿的下边相平行 要留出 10mm 的距离 因为这样便于肋板的下底边与前腿的 焊接 6 3 贴板的设计 贴板的作用是使方钢与地面保持平行 因为转向轮的高度为 130mm 方钢 的高度为 70mm 所以方钢的下地面应与地面相距 130mm 70mm 60mm 先固定转向 轮 再固定前轮 但是方钢的高度为 60mm 而前轮的高度为 70mm 所以这样的 话 务必要把方钢的底面开个槽 但是这样会增加加工工序 也会增加成本 所以会在前腿的前侧边缘各焊接二块贴板 这样的目的会使前轮与转向轮高度 相一致 从而不会使推动油桶时使油桶有向前或向后倾斜 只要前轮与转向轮 的高度相一致 才能保证油桶和底面平行 才能保证油桶运输车水平运输 不 会使桶内的高温液体或腐蚀性液体向外溅出而造成伤人事故 贴板如下图所示 高度 50mm 是因为还要留出 10mm 的间隙便于焊接 所以也就是说前腿的下底面 到地面也要有 70mm 但是前轮的直径长度 75mm 则半径也要有 37 5mm 所以 为了使前轮不碰到前腿的下底面 因为圆心到前腿的下底面必须大于等于 37 5mm 故选 39mm 敞口油桶运输车 15 图 6 1 贴板 7 吊架的设计 吊架是由夹杆座管 中心板 座管和墙板组合而成 夹杆座管可以选 Q235 的材料 长度为 624mm 直径为 57mm 壁厚为 6mm 的钢管 然后在该钢管上 开一个键槽 键长 230mm 键宽为 20mm 键高为 11mm 再把如下图所示放入键槽 中 目的是防止活塞杆受到力以后向上下转动 而吊架上端的夹杆座管中有 液压装置 且在夹杆座管中间有弹簧 弹簧上装有活塞杆 等油冲上来以后 弹簧向中间压缩 从而使装在弹簧上的活塞杆向中间推 使装在活塞杆上的 夹杆吧油桶抱起 长度选 644mm 的钢管是为了使油桶正好放进来 而且不碰 到夹板销 两块墙板之间的距离 500mm 是根据油桶的直径和槽钢的宽度来确 定 L 600 43 43 514 但是墙板不需要紧贴着槽钢 所以留出一点间隙 故我 们选取一个整数 所以 L 500mm 而下面的座管只要有 530mm 即可 因为 墙 板 500mm 而座管只需稍微露出墙板即可 因为这样便于焊接 敞口油桶运输车 16 图 7 1 导向键 8 8 夹杆座管许用应力的校核夹杆座管许用应力的校核 图 8 1 夹杆座管和夹杆的结构简图 力偶距 力 x 力臂 M 250 x10 x0 34 850N m 因为截面是直径为 d 的圆形 所以抗弯截面系数 W 3 14 32 0 000018172 3 d 3 m 所以 M W 850 0 000018172 46775097 76Pa 46 77Mpa 查表得到 45 号钢的弯曲许用应力为 100Mpa 故 46 77Mpa 100Mp 所以根据弯曲许用应力校核该轴 该轴合格 9 夹杆的设计 夹杆选用 45 号钢为材料 因为 45 号钢是中碳钢 综合力学性能好 多在调 质 正火状态下使用 主要用于制造齿轮 轴类零件 选用长度为 370mm 直径为 50mm 的钢管 因为油桶的直径为 580mm 所以夹 杆的长度必须比油桶的半径大 故选 l 370mm 然后用车床在轴的上顶面距左 端 45mm 处开始车出深度为 5mm 凹槽 一直车到距轴左端 45mm 处 再在下底面车 敞口油桶运输车 17 出深度同样为 5mm 的凹槽 再在距夹杆左端 25mm 处镗一直径为 20mm 的通孔 用夹板销来固定夹板和夹杆 再在距离夹杆左端 20mm 处镗一直径为 20mm 的通 孔 再开一个键槽 b 6mm t 3mm 开键槽的目的是防止夹杆左端受到力以后左 右转动 起固定作用 夹杆如下图所示 32525 图 9 1 夹杆示意图 10 焊接 10 1 焊接的定义 焊接是将需要连接的零件在连接部分加热到融化或半融化状态后 用 压力使其连接起来 或在其间加入其他融化状态的金属 使他们冷却后连成一 体 因此焊接是一种不可拆卸焊接 10 2 焊接用的气体 a 助燃气体 氧气 b 可燃气体 乙炔 敞口油桶运输车 18 c 保护气体 氩气 二氧化碳 混合气体 10 3 焊条的选用 查表根据 使用焊工读本 表 4 3 可知选用 E4303 或 E5003 焊条 因为 药皮中含有 30 的氧化钛和 20 以下的钙或镁碳酸盐矿 熔渣流动性良好 脱 渣容易 电弧稳定 熔深适中 飞溅少 焊波整齐 使用全范围焊接 10 4 焊前预热的目的 含碳量较高的碳钢以及低合金高强度钢 在焊接过程中或焊接后 由于冷 却速度过高会产生淬硬组织 导致出现冷裂纹 焊前预热的目的是减缓焊接接 头的冷却速度 适当延长从 800 500 的冷却时间 预热温度越高 冷却时 间越长 从而避免或减小产生淬硬组织 减小了焊接应力 有利于氢的逸出 有利于防止冷裂纹的出现 10 5 焊蕊 焊条中药皮包覆的金属叫焊蕊 焊条的直接系列是指焊条的蕊棒系列 10 6 药皮 压深在焊蕊表面上的深涂料层叫药皮 涂料系列由各种氧化物 碳酸盐 氟化物 硅酸盐 铁合金 有机物 金属粉末 按一定的比例配制而成 药皮的主要作用是造气 造渣 脱氧 合金化 粘接成形等 焊接的质量 与药皮的成分和配比密切相关 10 7 焊接采用电流 焊条夹在绝缘的焊枪上 通过电缆连到与使用的直流或交流的电焊机相连 接 因为他简单且对焊接电流在工作上产生的磁场所引起的电弧偏吹不太敏感 然而有些焊条 高合金钢 有色金属 不适用于交流焊 焊接的电流的电压一 般约为 60v 但起弧后工件和焊条之间的电压为 20 35v 当在潮湿的环境中焊 接时 采取的附加安全措施是在装一降压装置熄弧时自动降压 10 8 焊接根据钢的分来可以分为不同的焊接 10 8 1 低碳钢 含碳量0 6 特点 1 含碳量高 0 6 可焊性差 2 裂缝倾向达 3 淬火性能敏感 在热影响区易形成马氏体组织的脆性硬化区 域 焊接 1 选用高强度低合金钢焊条 降低焊缝含碳量 2 焊条用前按规定烘干 降低含氢量 3 工件焊前预热 300 500 4 采用小直径焊条和较小电流焊接 5 焊后 焊件应进行 600 700 回火处理 敞口油桶运输车 20 致致 谢谢 经过这次毕业设计 我觉得自己学到了不少东西 归纳起来 主要有以下几点 1 大学四年的时间都是在学习机械理论基础知识 并未真正的应用和实践 平 时很少接触设计 生产 加工 但是在这次毕业设计 我在吴瑞梅老师的带领 下 做毕业设计过程中 我体会到所学理论知识的重要性 知识掌握得越多 设计 就得更全面 更顺利 更好 2 了解进行一向设计必不可少的几个阶段 毕业设计能够从理论设计和过程实 践相结合 巩固基础知识与培养创新意识 相结合 个人作用和集体协作