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砌筑 机械手 设计

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河北建筑工程学院 毕业设计计算书指导教师：孙有亮 设计题目：砌筑机械手设计设计人：方义峰 设计项目计算与说明结果概述总体设计概述确定总体设计方案选择确定总体参数总体设计原则砌筑机械手的工作机构主要技术参数性能升降工作台设计升降工作台概述升降工作台组成脚手架技术的起源脚手架技术在我国的发展脚手架分类及其介绍多立杆式脚手架扣件式钢管架碗口型脚手架门形脚手架导座式升降脚手架扣件式附墙电动升降钢管脚手架 脚手架搭设安全要求脚手架升降开始前的安全要求升降过程中的安全要求升降工作台方案确定升降工作台方案选择升降工作台材料选择脚手架钢管脚手架扣件液压系统设计液压泵站的组成液压泵的选择油箱设计与油液的选择过滤器的选择换向阀的选择溢流阀的选择单向阀的选择电动机的选择调速阀的选择自动升降平台校核横向传动方案的确定轴承的选择及校核滚动轴承的结构和材料滚动轴承的类型滚动轴承选型校核轴承的定期检查键的选择各部分的配合公差键的校核辅助装置的设计砖料提升系统设计砖料提升系统概述砖料提升系统方案选择灰浆输送系统设计概述灰浆泵的选型灰浆泵选择灰浆钳设计总体布置毕业设计小结第1章 概述砖混结构的墙体砌筑是工业与民用建筑的主要工作，墙体砌筑的质量直接影响着整个建筑工程的质量。而墙体砌筑的工作一直以来都是由工人的体力劳动来完成。本项目砌筑机械手是墙体砌筑工程中的重要的设备之一，它虽然不能取代工人的体力劳动，但可以改善工人的劳动强度，会大大提高作业的安全性、舒适性和工作效率，也会大大降低劳动成本。本项目砌筑机械手研究可以填补国际空白。因此对砌筑机械手的研制具有重要的意义。砖混结构的墙体砌筑在国内外仍是沿用传统的作业方法，这种完全由工人的体力劳动来完成的传统的作业方法，工人劳动强度大，效率低，作业环境条件差，作业成本高，工程质量及工人安全不易保证。虽然国内外的许多人士曾试图利用砌筑机器人来取代工人的体力劳动，但至今未能用于工程实际中。随着建筑业的不断发展和科学技术的不断进步，这种传统的作业方法已经不能适应时代的要求。砌筑机械手目前在国内外属于空白，起点较低。当前，各行业都在向机械化、自动化和现代化发展，建筑业也必然如此。砌筑机械手的研制和使用，必将推动建筑业在砖混结构的墙体砌筑中向机械化迈进的步伐。因此，砌筑机械手具有广阔的市场前景和发展空间。而且，随着技术的不断成熟，砌筑机械手的功能会进一步增强，结构会不断完善，砌筑机械手会走向更多的施工工地。研究内容、依据、拟采用的工艺技术路线、规模与地点研究内容：包括砌筑机械手的砖料提升系统、灰浆输送系统、升降工作台（脚手架）及其他辅助机构和生活设施等四部分。 一、研制砌筑机械手的砖料提升系统。将砖料提升至最佳位置，使砌筑工人方便地取砖，从而节约时间，降低劳动强度。二、研制砌筑机械手的灰浆输送系统。将灰浆用灰浆泵通过输送管道运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置。灰浆输送系统用作抹灰时可直接涂抹在墙上。三、研制砌筑机械手的升降工作台（脚手架）。砌筑工人可有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。四、其他辅助机构和生活设施。包括机架、遮阳伞、电扇、饮用水保温瓶等。尽可能改善砌筑工人的工作条件。依据：实际需要，现有技术又可以实现。拟采用的工艺技术路线：一、小车的砖料提升系统：二、小车的灰浆输送系统用灰浆泵通过输送管道将灰浆运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置。三、小车的升降工作台（脚手架）利用起重机原理调整高度，设有站和坐两种工位，打破瓦工只能站立作业的惯例，使砌筑工人处于最佳工作高度，工作时更舒适、更便于发挥体能。四、其他辅助机构和生活设施添加了遮阳伞、电扇、饮用水保温瓶等，使工作更人性化，改善了劳动条件。主要技术关键及预期达到的技术经济指标：技术关键： 一、砖料提升系统是利用悬挂输送机将砖料提升至指定位置，使砌筑工人方便地取砖，保证砌筑工人有一定数量的砖备用，且达到备用数量时提升系统自动停机。其关键是系统的可靠性。二、灰浆输送系统是将灰浆用灰浆泵通过输送管道运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置或用作抹灰时将灰浆直接涂抹在墙上。要求在使用时压力适中、灰浆均匀；暂停使用时灰浆输送系统自动停机。其关键是灰浆泵的选型和灰浆钳的研制。三、升降工作台主要起脚手架作用。要求有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。其关键是系统的安全可靠性。四、其他辅助机构和生活设施是如何尽可能地改善砌筑工人的工作条件。达到使用的舒适性。 第2章 总体设计2.1概述总体设计是机械设计中最为关键之一环节，它是对满足机械技术参数及形式的总的构想，总体设计一旦失败，整个设计也就没什么意义了，决定了机械设计的成败。总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行。一般由技术负责人（总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行探入细致的调查研究。收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前的国内外砌筑喷涂机械的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机型达到国家的有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经济性好，工艺简单，工作可靠。制定设计总则以后，便可以编写设计任务书，在调研的基础上运用所学的知识，从优选择确定总体方案，保证设计的成功。2.2 确定总体设计方案2.2.1 选择确定总体参数1.总体方案的选择 本次设计的课题是砌筑机械手本课题有传动方案如下：1.采用手脚架传动2.竖直方向利用手动液压堆高车的原理，水平方向将提升机的车轮的方向改为左右方向运动。3.竖直方向利用手动液压堆高车的原理，水平方向采用导轨。2.结构形式本机构有三部分组成：升降工作台灰浆输送系统砖料提升系统2.2.2总体设计原则1.设计原则1)遵守“三化”：零件标准化、产品系列化、部件通用化。2）采用“四新”：新技术、新结构、新材料、新工艺。3）满足“三好”：好制造、好使用、好维修。2.砌筑工作台金属结构的设计必须满足以下要求：1）满足砌筑机械手总体设计要求砌筑机械手金属结构应满足建筑施工的作业空间要求，保证有足够的工作高度和作业半径，另外还要求满足砌筑机械手各工作机构的布置协调要求。2） 满足砌筑机械手手安全可靠的要求为了使砌筑机械手工作安全可靠，其金属结构必须有足够的强度、刚度、整体和局部稳定性（1）重量轻、材料省金属结构重量占砌筑机械手重量的大部分，而整机重量是砌筑机械手的重要技术经济指标。因此降低升降工作台的重量可以节约钢材，减轻工作及过的负荷，降低整机的造价。（2）构造合理、工艺良好砌筑机械手结构的构造必须适应结构受力，并且有良好的工艺性，便于加工制造、运输、安装和拆卸。（3）造型美观金属结构的外形尺寸，比例应尽可能体现造型美观。2.2.3 砌筑机械手的工作机构升降工作台机构分为2种：上升机构、水平移动机构。 上升机构：参照2T手动液压堆高车结构原理 水平移动机构：采用低转速大扭矩的双出轴电机带动车轮实现平移灰浆输送系统主要机构:灰浆泵、灰浆钳。砖料提升系统：取消，在升降工作台左侧设置砖架平台，专用于存储备用砖，砖架底面距小车工作台700mm，摆放方式为共十层，每层九块，横向三块，纵向三块，体积为（2403）（1153）（5310），砖的密度约为1800-1900/m，砖的尺寸为240mm115mm53mm，每块砖的重量为2.63-2.78，取平均重量2.7，五层砖总的重量为2.790=243。2.2.4 主要技术参数性能1.砌筑机械手的升降工作台长1米，高1.5-2米，宽0.8米。自重2.砖料提升系统取消，改为直接在平台上垒砖。3.灰浆输送系统的灰浆输送量0.2/h左右，该部分由他人设计，设计后与升降工作台组装，成为砌筑机械手。第3章 升降工作台设计3.1升降工作台概述3.1.1升降工作台组成升降工作台的金属结构主要部件为：手动液压堆高车，低转速大扭矩双出轴电机，尼龙车轮等升降工作台是砌筑机械手的重要组成部分，通常约占整机自身的20%左右，承受整机的自重载荷及工作时的各种外载荷，必须在结构的强度、刚度、稳定性等方面保证安全可靠的工作，因此金属结构设计是否合理，制造质量的好坏都将直接影响升降工作台的工作性能。 升降工作台主要起脚手架作用。要求有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。其关键是系统的安全可靠性。3.1.2 脚手架技术的起源脚手架技术是伴随着建筑施工的要求而产生并发展的。我国故代的脚手架技术已无从追溯,但从新中国成立之后最初的建筑业中,仍可以看到一些脚手架技术的传统和做法。刚刚解放的新中国建设是依靠营造厂来进行的,其施工作业基本是手工业方式的。主要工种有瓦工、木工、油工及架子工。其中架子工是其一个重要工种,因为除了瓦工、木工、油工的专业工作之外,其他的工作都要有架子工来完成。架子工需要矫健的身体,有灵活进行高空作业的能力,其中一部分人出身于棚工。这个工种需要较强的专业知识,一般是需要跟师傅学习才能操作的。可以说是建筑工程中危险艰难的工作都有他们来解决。其中运输重量较大的器物都是他们的职责，其次是为其他工种创造安全施工的条件。由于这种情况，许多运输设备的打设乃至垂直运输工作本身都是有架子工完成的。随着建筑机械化的发展，到20世纪60年代起其中运输机械走向了完全机械化，移动式起重机在现场广泛应用使得起重工成为一个专业工种与架子工的职能逐步分离。架子工的职能逐渐单一化，但他仍保留了打架子和安全防护设施搭设两项职能。3.1.3 脚手架技术在我国的发展脚手架技术在中华人民共和国成立以后在国家的建设中发挥了重要作用。其早期（20世纪50年代到60年代）经历了较长的自然发展阶段。称其为自然发展阶段式由于它的技术主要是架子工的传统技艺。其主要的发展推动力是建筑施工的需要。在第一、第二个五年期间，我国进行了大规模的工业建设。在当时的技术条件下砖石结构仍然是机构主体；跨度较大的工业厂房多采用预制柱装配式结构；只有多层的工业厂房，如电站等采用现轿钢筋混凝土结构。其中需要脚手架的主要是砌筑工程，也就是采用传统的单排或双排的外脚手。对于现浇结构则需搭设满足支模钢筋绑扎和浇灌混凝土的脚手架体系。这种脚手架还是有较大难度的。从高度讲达到2030m，而且混凝土的浇灌要依靠高车架提升混凝土手推车，并在上部满足手推车运输的需要。但是不论这种需要多么艰难，我国脚手架工人都依靠传统技艺使之解决。当然，随着建设规模的不断的扩大，脚手架木的供应日趋紧张，于是出现了“以钢代木”的革新运动。同时，由于建筑机械化的发展，从施工工艺角度改革有外脚手逐步发展为里脚手，于是出现了砌筑工程的平台架取代了外脚手。工业厂房的装配业使得脚手架的应用有所减少。到了20世纪70年代，钢管架开始引入我国，使脚手架技术进到了一个新阶段。钢管架的引入是由于国内杉蒿资源日益减少不足建设工程的需要的必然的结果。但是由于我国钢材的生产也不能生产的需要，钢管架的使用过程也是极为缓慢的。但是20世纪70年代末期又是我国建设发展的新阶段，迎来了民用建筑的高潮。出现了“大模板体系”、“装配式大板体系”等新型钢筋混凝土结构，而且建筑高度也由6层变为10层以上。由于这些新型建筑体系的体现对脚手架提出了一些新的要求。根据这些需要，相应开发了桥架、插口架、挂架吊篮架等专用脚手架体系。20世纪80年代以后高层建筑由上述几种体系走向全现浇结构，大型公共建筑也开始出现。脚手架技术方面，开发了碗口架，引进了门形架。脚手架技术呈现百花齐放的局面。20世纪90年代适应高层建筑发展，陆续出现了爬架爬模等高技术脚手架体系。给我国脚手架技术发展展现了无限美好的前景。3.1.4脚手架分类及其介绍1多立杆式脚手架多立杆式脚手架是脚手架的最原始形式。以杉篙和竹篙搭设脚手架采用的主体结构杆件是天然的木杆和竹杆，作为脚手架其基本条件是要保持直线形才易于搭设。为了便于操作，杆件的直径不能太大，因而尽量不使其承受弯矩或将其弯矩减少到杆件截面能承受的程度。2. 扣件式钢管架扣件式钢管架是木质脚手架金属化的发展的结果，以钢管代替杉篙；扣件代替铅丝及扎巴绳。其主要贡献是将钢管连接成结构的扣件。连接扣件主要由三个：横立杆连接直角扣件，斜杆连接采用的旋转扣件以及杆件接长用对接扣件。钢管架应用的初期采用了两种管径：51和48两种。经过近20年的来的发展逐渐统一为483.5钢管。脚手架的搭设方法于木脚手架相同，但其连接点依靠拧紧螺栓之后的摩擦力。影响其承载力的主要因素有二：一是立杆的长细比；二是扣件的抗滑力。钢管脚手架的优点是不用加工(48钢管截成所需长度即可）；可以任意搭设即(战杆和顺杆的间距不受限制；具有较大的通用性。由于上述优点，其他一些脚手架扣件时常要用它来做辅助构件。其缺点是：横、竖、斜杆间有偏心，对结构有不利影响；其次是结点处的连接力受螺丝拧紧程度的影响，因而其搭设质量有人为因素。3. 碗口型脚手架碗口型脚手架是铁道部专业设计院之专利产品，曾获1986年全国第二届发明展览会铜牌奖和1987年第十五届日内瓦国际发明和新技术展览会镀金奖。该脚手架主要杆件仍是48钢管，但是钢管的连接点采用碗扣。碗扣由上下碗扣构成，下碗扣焊接在立管上，上碗扣套在立管上。水平杆两端焊有“插头”，该插头下插入下碗;上插入上碗。上碗扣利用上端之螺螺旋与立杆上焊的“锁销”别住紧而连接。碗口架不同于钢管架的区别是：脚手架全部需要加工；横杆两端全部要焊插头；立杆上需焊碗扣及锁销并套入上碗扣。这样带来的结果是横杆与立杆的间距变成固定的，没有钢管架的灵活性好，同时也提高了其成本。从受力性能方面讲，由于采用了中心线连接，因而大大提高了承载能力；其次是承受横杆垂直力的下碗扣与立杆采用焊接，因而改善了“结点”的受力性能(扣件式脚手架主要依靠扣件扣紧时的摩擦力极限承载力约10KN),使其达到了完全了可靠的程度。从安装角度上讲，较钢管架方便，只需用小锤紧即可。同时在保管上减少了扣件丢失，降低了应用成本。4. 门形脚手架门形脚手架于20世纪80年代初引入我国。它是由美国Betty脚手架公司所首创，于20世纪60年代初引入日本。1961年列入日本工业标准，1963年日本劳动安全卫生规则作出了有关使用的规定。这种脚手架打破了单根杆件组合脚手架的模式，以单个式钢架作为主要结构构件，时很大的创新。门形脚手架的主要结构有：门架、十字撑、平行架或专用钢脚手架板。辅助件有连接销、锁臂等。门形架的主立杆采用42.72.4薄壁钢管，衡梁及辅助立杆等采用27.21.9薄壁钢管。充分发挥了薄壁钢管的特性，使其重量达到最清(相对于其他脚手架)。门形架除了重量轻之优点外，每一组脚手架自身可形成稳定的结构体系。钢管架则达不到这种要求（它必须适当增加斜杆或与与建筑物拉结才能稳定）。门形架的缺点是体形和尺寸单一，只能构成双排脚手架而且其平面尺寸是固定的。此外由于是薄壁构件坚固性较差，对拆装过程要求较高，否则会过渡变形。这种脚手架引入我国后，在钢管的规格上及脚手架的结构尺寸(长宽高)上各个厂家的规格有所不同，因而其标准化程度较差。5.导座式升降脚手架升降脚手架结构主要由导轨主框架、水平支承框架、附墙导向座、提升设备、防坠装置等组成。特辰公司的导座式升降架脚手架具有如下结构特点：1）操作十分简便、迅速。导座式升降脚手架操作程度十分简单，相对工程量大的操作仅是提升设备的安装和拆除及导座的移动，其它工作劳动强度低，操作容易方便，误操作可能性相对较少，另外由于导向座的移动简便迅速，因此可实现该架连续多层的提升或下降，特别是装修阶段，该架可一次性下降四层，能较好的满足了装修施工的要求。 2）主框架多点附着，提升装置独立设置，多个导向座既起导向作用又能独立承受架体荷载，且在每个导向座中均设有防坠器，加之提升设备独立设置，因此该架不论是在使用工况中或是在升降工况中，任何时候每一框架处均与建筑结构有不少于独立的三个附着点（升降工况时，独立的附着提升设备视为一点附着），其中任何一点的附着失效，该架不会坠落或倾翻。3）防坠装置多重设置、多道防坠、灵活可靠。在任何工况下，每一主框架处都至少设置有相互独立的二个以上的摆针式防坠器，该防坠器可随时检查防坠功能是否正常，因此还大大消除了由于防坠器失效或误动作带来的危险。4）导轨刚度大，其它加工定型件也无塑性变形。导轨本身为桁架式构件，更主要的是与其它构件一道形成空间框架，因此刚度较大，在正常使用中，和其它所有定型加工件一样都无塑性变形，维修量较小，重复使用可靠性好。5）承力结构可靠，传力简单明晰。该架荷载的传递顺序为：架体水平支承框架导轨主框架导向座建筑结构。6）架子具有无级调整建筑结构或预留孔较大误差的功能，导向座还具有能自动调节与导轨之间推挤等造成过大次应力的功能。7）具有性能先进、可靠保护的专用电控线路，该电控线路设有过载保护，漏电保护，错、断相保护，接地保护和单独升降、整体升降和总停功能。导座式升降脚手架与传统的全高落地式双排脚手架相比，具有显著的特点:1）一次性投入的材料大大减少，提高周转材料的利用率。 2）操作简单迅捷，劳动力投入少，劳动强度低。3）使用过程中不占用塔吊，加快施工进度。4）相对自重减轻。5）虽然是高层建筑的施工脚手架，但由于仅需在地面安装，地面拆除，因此操作安全。6）降低了工程成本。6.扣件式附墙电动升降钢管脚手架 1）脚手架搭设安全要求 (1)扣件式升降钢管脚手架安装顺序：按方案图布置安装脚手架承力架+搭设扣件钢管脚手架、安全栏杆一铺设脚手板一绑扎安全挡板一挂安全立网、兜底网+安装提升机挑梁一安装电控升降系统一安装防倾斜装置、防坠落安全保险装置、防雷装置、脚手架附墙临时拉结等。 (2)为使脚手架在转角墙面处贯通，可将一个墙面的脚手架大横杆伸至墙面转角处，将另一墙面的脚手架大横杆外伸与其接通，外伸量不宜大于1200mm，并设斜杆加强外伸部位的刚度。 (3)脚手架承力架、拉杆、预留螺栓孔或预留螺栓位置，必须符合施工组织设计要求。所有焊缝、螺母、螺栓、索具均应处于紧固良好状态。 (4)扣件式升降钢管脚手架宜用外径4851mm，壁厚33.5mm的钢管。有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的不得使用。扣件应有出厂合格证明，发现有脆裂变形滑丝的禁止使用。 (5)扣件式升降钢管脚手架第一层立杆必须采用长短立杆交错布置，立杆及横杆的接头宜采用搭接方法。其余应符合“扣件式钢管脚手架搭设与拆除”安全交底的有关要求。 （6)附墙临时拉结。扣件式升降钢管脚手架在施工使用前，必须按施工组织设计要求安装与建筑物临时拉固的螺栓(或钢管)，脚手架的临时拉固螺栓和钢管严禁拉结在支模架上。用钢管做临时拉结，只能用直角扣件，不应用旋转扣件。附墙临时拉结支座应避开建筑物的内隔墙、高层建筑的中间水池(箱)、管道井和垃圾井，结构上应避开配筋密集处以及梁的支座等部位。 (7)防倾斜安全保险装置，应设在提升机挑梁上方。 当采用钢丝绳加定滑轮防倾斜安全保险装置时，钢丝绳两端应用卡环固定在脚手架立杆和大横杆交叉位置，预留螺栓固定在预留孔上并与定滑轮联结牢固可靠。 当采用钢管导杆加套环防倾斜安全保险装置时，导杆宜用5lmm 3.5mm600mm钢管，导杆两端使用横杆和扣件与导杆及脚手架内、外立杆连结牢固，横杆与导杆、外立杆的连结长度应大于200mm，预留螺杆位置应符合要求，套环与预留螺栓联结应牢固可靠，导杆应垂直。 (8)防坠落安全保险装置，应设在提升机挑梁上方。 当采用限位型防坠落安全保险装置时，预留螺栓位置应符合要求，与棘轮棘爪机构联结应牢固可靠；链条与吊架、配重块联结应牢固可靠，并不得有卡链、爬链、扭绕的现象。当采用冲击型防坠落安全保险装置时，预留螺栓位置应符合要求，与定滑轮联结应牢固可靠；钢丝绳与吊架、配重(防坠)块联结应牢固可靠，所用钢丝绳的规格、质量应符合设计规定。 (9)升降钢管脚手架外侧必须满挂密眼安全立网和首步平桥底设兜底网，并同时在每步脚手架外立杆内侧脚手板面加设不低于1m的安全挡板。安全网、安全挡板均应与脚手架立杆、横杆绑扎牢固，绑扎点间距应小于30cm。 (10)电控制箱、电动葫芦的连接方法及所有电缆型号必须符合施工组织设计和有关规范要求，以保证电控升降系统正常运行。 (11)电动葫芦编号与电控制箱单动按钮编号、提升机挑梁编号必须一致。 (12)升降钢管脚手架在超过30层建筑施工中时，必须设置抗风浮力拉杆。 2）脚手架升降开始前的安全要求 (1)应对脚手架系统作全面检查。在分跨升降时先解除与邻跨的拉结牵杆，清除升降墙面上下方向的障碍物及脚手板上的周转料、混凝土渣、灰土、砖碎等一切杂物。检查脚手架的杆、扣件连接是否牢靠。 (2)检查提升段的最下一层楼的外墙围蔽施工情况，施工完毕后方可提升，以保证施工安全。 (3)检查脚手架提升至施工层附墙(梁、柱)体的混凝土强度是否符合施工组织设计规定要求。如施工组织设计无规定时，混凝土强度应大于15MPa。 (4)全面检查电动升降系统是否正常。电动机所设置的一机一闸一防漏电保护装置是否符合要求，运转方向是否一致。电源线要用绝缘子固定，要留有足够长度且不少于2m，并绕圈挂起，不得拖地或拖脚手板。起重链不得有卡链、爬链、扭绕的现象。 (5)检查提升机挑梁、垫块、拉杆和预留螺栓安装是否符合要求，是否牢靠；提升机吊钩与需升降的脚手架承力架吊环钩挂是否正确；吊钩要有保险装置。吊钩挂好后，收紧起重链，起重链受力后才可卸去被升降部分脚手架在墙上的穿墙螺栓及临时附墙拉结。 (6)检查防倾斜、防坠落安全保险装置的安装应符合施工组织设计要求。安全保险装置的构件应齐全、完好、灵活、有效。 (7)电控制箱操作人员，必须由持有效合格证的电工担任，要备有仪表等工具。电控制箱外壳应有可靠接地，严禁带电移动电控制箱。电控操作人员离开操作台时，必须切断电源，锁好电控制箱。 3）升降过程中的安全要求 (1)应根据机具布置情况组织管理人员，原则上设总指挥1人，每人监看23台机具，1人操作电控制箱，23人观察脚手架的升降情况。在升降全过程中，各岗位人员必须坚守岗位，不得随意离开。 (2)钢管升降脚手架升降顺序：启动电动葫芦将起重链条拉紧+拆除脚手架与建筑物的拉结(如分跨升降时，还应拆除与邻跨的拉结杆)一拆除脚手架承力架与建筑物的连结一启动电动葫芦按规定的速度(一般是8l0cm/min)将脚手架承力架同步升降至上(下)一个预留孔位置一按顺序调平脚手架，并固定脚手架承力架与建筑物连结螺栓及拉杆+安装脚手架与建筑物的拉结装置及做好各项安全防护措施一将电动葫芦、提升机挑梁及防倾斜、防坠落安全保险装置拆除并向上(下)移一层安装好。 (3)升降脚手架时，脚手架下方及建筑物四周15m内严禁站人，并设专人监护。 (4)升降过程中，原则上脚手架上除电控制箱操作人员，其他人员必须撤离脚手架，不得滞留，严禁脚手架上存有其他施工物品。电控制箱操作人员应扣挂好安全带。 3.2升降工作台方案确定3.2.1升降工作台方案选择从以上资料可知以选定扣件式钢管架，钢管脚手架的优点是不用加工(48钢管截成所需长度即可）；可以任意搭设即(战杆和顺杆的间距不受限制；具有较大的通用性。而且脚手架钢管现在建筑工地上大量使用，这样更利于砌筑机械手推广。但手脚架搭建起来比较麻烦，不方便运输，以下是列处的几个方案，若既满足稳定性要求又满足运输方便的要求，那么便选用该方案。方案一 如图3-1所示图3-1该方案利用管套管来完成其轴向固定，但是其不能拆解，故运输不方便。方案二 如图3-2所示 主视图 侧视图图3-2 1-扣件 2-钢管 3-小车 4-脚轮 5-导向轮 6-钢丝绳 7-卷扬机 该方案由扣件来完成管的固定，可以任意拆解，运输方便，零件易购买，便于大规模生产.。整个骨架有扣件和钢管组成，由卷扬机来完成整个升降平台的上下动作，由小车来完成其左右水平的运动。 但该方案的稳定性有待提高。方案三 竖直方向：利用手动液压堆高机的原理实现上升和下降。在液压堆高机的动叉上面焊接3毫米厚的镀锌钢板，以承载人和砖。在人的活动区域安装护栏，在砖的区域安装砖架，在定叉的下方焊接3毫米厚的镀锌钢板。布局如下图水平方向：安装车轮，车轮尺寸为180mmX50mm，轮距750mm，轮中心距820mm。动力源采用低转速大扭矩的双出轴直流电机直接带动。3.3升降工作台材料选择3.3.1脚手架钢管脚手架钢管应采用现行国家标准直缝电焊钢管（GB/T 12793）或低压流体输送用焊接钢管（GB/T 3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T 700）中Q23A级钢的规定。产品材质应符合现行国家标准GB 70088碳素结构钢中Q235A级钢的规定。生产企业备案时须提供钢材的材质报告。产品力学性能应符合国家标准GB/T 1379392直缝电焊钢管或GB/T 30912001低压流体输送用焊接钢管中的要求。 外观及尺寸符合JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求，即外径48mm，最大负公差0.5mm；壁厚3.5mm根钢管的最大质量不应大于25kg，宜采用483.5mm钢管。每由表3.1-215查的（参考书3公式3-190）公称口径/公称外径/公称壁厚/理论重量/ .4048.33.53.87注：1. 表中的公称直径西近似内径的名义尺寸，不表示公称外径减去两个公称壁厚所得的内径。2. 根据需方要求，经供需双方协议，并在合同中注明，可供表中规定以外的尺寸的钢管。 脚手架钢管需要检测的项目：钢管的检测项目检测项目包括：抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、外观质量、外径、壁厚、端面偏差等。3.3.2 脚手架扣件1.脚手架扣件（铸铁可锻铁或铸钢制造）执行GB158311995钢管脚手架扣件标准。钢板冲压扣件执行JG30611999钢板冲压件标准。2.扣件需要检测的主要性能:力学性能和扣件的外观和附件质量。 3.扣件力学性能:直角型式扣件的抗滑性能、抗破坏性能及扭转刚度；旋转型式扣件的抗滑性能、抗破坏性能；对接型式扣件的抗拉性能；以及底座的抗压性能4.抗滑直角扣件 P=7.0KN时，17.0mm;P=10.0 KN时，20.5mm 旋转 扣件P=7.0 KN时，7.0mm;P=10.0KN时，20.5mm 5.抗破坏 直角扣件P=25.0KN时，各部位不得破坏 旋转扣件P=17.0KN时，各部位不得破坏 6.扭转刚度 直角扣件力矩为900 Nm时,4 7.抗拉 对接扣件抗拉P=4.0 KN时，2.0mm 8.抗压 底座 P=50.0kN时各部位不得破坏 9.生产企业扣件的外观和附件质量包括：扣件各部位不允许有裂纹存在；盖板与座的张开距不得小于49(52) mm；扣件不允许在主要部位有缩松；扣件表面大于10mm,的砂眼不应超过三处，且累计面积不应大于50 ；扣件表面粘砂面积累计不应大于150 mm；错箱不应大1mm；扣件表面凸（或凹的高值（或深）不应大1mm；扣件与钢管接触部位不应有氧化皮，其他部位氧化面积累计不应大于150 mm；铆钉应符合GB867的规定，铆接处应牢固，铆接头应大于铆孔直径mm，且美观，不应有裂纹存在；T型螺栓、螺母、垫圈、铆钉采用的材料应符合GB 700的有关规定。螺栓、螺母的螺纹均应符合GB196的规定，垫圈应符合GB95的规定； 活动部位应能灵活转动，旋转扣件两旋转面间隙应小于1mm, 产品的规格、商标应在醒目处铸出，字迹图案要清晰、完整； 扣件表面应进行防锈处理（不能用沥青漆），油漆应均匀美观，不应有堆漆或露铁。 10.脚手架扣件租赁企业存量扣件备案外观和附件质量需要检测的项目： 扣件各部位不允许有裂纹存在；盖板与座的张开距不得小于49(52) mm； 扣件表面凸（或凹）的高值（或深）不应大于1mm； 扣件铆接处应牢固，铆接头应大于铆孔直径1mm，且美观，不应有裂纹存在；T型螺栓、螺母、垫圈、铆钉采用的材料应符合GB700的有关规定。螺栓、螺母的螺纹均应符合GB 196的规定，垫圈应符合GB 95的规定，T型螺栓M12，总长720.5mm，螺母对边宽220.5mm，厚度0.5mm；活动部位应能灵活转动；产品的规格、商标应在醒目处铸出，字迹图案要清晰、完整； 11. 抽样的组批规则：钢管的组批规则是：每批钢管由同一尺寸、同一牌号、同一材料状态组成，每批钢管的根数不大于400根。 扣件的组批规则是：每批扣件由同一生产厂家、同一牌号、同一材料状态组成，每批须大于280件，当批量超过10000件，超过部分应做另一批检验验收。 12. 产品检测报告要求：检测报告要求是省级以上法定检验机构出具的报告，报告的签发时间要求在一年以内，检测报告要求是抽样检验报告。 有关产品质量的检测问题可咨询有关检测部门。3.3.3 手动液压堆高车以及车轮材料的选择1. 根据设计要求，起升重量为2吨，起升高度2.5 米，故选择20/25的手动液压堆高车，将之改造。2. 根据资料，2吨的手动液压堆高车采用的车轮一般为尼龙材料，故选择尼龙9（加3%MoS2填充料）为车轮材料。3. 起升机构：将起升扳手拆掉，组装一个液压泵站，用直流电机带动液压泵，电瓶带动直流电动机。4. 平移机构：整车最大重量Q=2T，车轮材料为尼龙9，小车工作场地一般为水泥地面，故车轮与地面的摩擦系数为0.57，所需电动机的驱动功率P=FV，F=210009.8N0.57=11172N，V=0.19 m/s， P=0.1911172w=2.12 kw。3.4 液压系统的设计3.4.1液压泵站的组成：油箱，过滤器，液压泵，先导式溢流阀，按钮式二位二通换向阀，调速阀，手动式二位二通换向阀。考虑到实际应用，小车需要在上升到指定高度后即位停车，泵站不会连续不断的工作，而是间歇性的工作，不必考虑散热的问题，所以蓄能器和冷却器不必安装，而油箱也不必设计的过大，以免占据很大空间。液压系统如下图：3.4.2. 液压泵的选择：查机械设计手册第四版 第四卷成大先主编，第17-34页，表17-2-15，液压泵流量的计算，Qh=VgA已知：液压缸缸径D：105 起升速度V：0.12m/s 最大起重量Q：2t则 有效截面积A：A=0.008654625 起升力F：P=21109.8=19600N 工作压力P：P=F/A=2.26 MPa压力等级：低级系统等级：一般Qh=VgA=0.110.008654625 m/s=0.000952 m/s = 0.05712 m/min = 57.1L/min若转速n=1450r/min，则 q=39ml/r查表17-130页，表17-5-8，选定型号为CB-B40型齿轮泵，相关参数为：理论排量：40 ml/r额定压力：2.5 MPa驱动功率：2.1 kw额定转速：1450 r/min重量kg：10.53.4.3. 油箱设计与油液的选择1. 液压油的选择：由于该液压系统为低压一般系统，所以选择石油基液压油，代号为L-HL，其组成与特性为：无添加剂的石油基液压液+抗氧化剂+防锈剂。2. 油箱的设计：油箱在液压系统中的主要功用是：（1）贮存供系统循环所需的油液;（2）散发系统工作时所产生的热量;（3）释放混在油液中的气体；（4）为系统中原件的安置提供位置。液压系统中的油箱有整体式油箱、分离式油箱；开式油箱、闭式油箱等之分。整体式油箱是利用主机的内腔作为油箱，结构紧凑，易于回收漏油，但维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。分离式油箱单独设置，于主机分开，减少了油箱发热和野鸭元旦振动对主机工作精度的影响，应用较为广泛。所谓开式油箱是油箱液面和大气相通的油箱，应用最广。而闭式油箱则是油箱液面和大气隔绝。油箱整个密封，在顶部有一个充气管，送入0.05-0.07MPa的纯净压缩空气。空气或者直接和油液接触，或者直接输送到皮囊内对油液施压。只在特殊场合下使用。所以选择应用最广的开式分离式油箱。油箱容量的确定： 油箱的容量可依下式估算：V=qq液压泵的额定流量，单位为L/min与压力有关的经验数据；低压系统=2-4，中压系统=5-7，高压系统=10-12.V=656.5=339 L应注意：系统需要高峰流量时，油箱中页面正好下降到最低点，此时页面还应高于泵的吸油口75或3/2倍管径，二者中取最大值。液压系统处于最大回油工况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有10%的储备容量。但是考虑到实际应用，小车需要在上升到指定高度后即位停车，泵站不会连续不断的工作，而是间歇性的工作，不必考虑散热的问题，所以蓄能器和冷却器不必安装，而油箱也不必设计的过大，以免占据很大空间。当小车升到最高处时，升高了2米，液压缸的有效面积是0.0086546，此时缸内的液体体积是V=0.0086542=0.0157 m=17.3L所以25L的油箱即可满足要求油箱内尺寸长宽高=0.50m0.16m0.32m由于要求的储备容量为10%，所以注入的液压油为250.9=22.5L。3.4.4 过滤器的选择该液压系统工作压力为2.26MPa，为低压系统，查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第17-720页，表17-8-129，选用XU-A4050BS，额定压力2.45MPa，原始压力损失0.06MPa，过滤精度50m3.4.5 换向阀的选择由于需要达到工况：上升，任意位停止，下降，三个工况，所以选用手动式二位二通换向阀和按钮式二位二通换向阀。按钮式二位二通换向阀所起的作用是：在小车上升过程中，按动换向阀的按钮，液压泵卸荷，小车停止上升，再次按动按钮，溢流阀停止工作，泵工作，小车继续上升。手动式二位二通换向阀在该液压系统中所起的作用：在小车上升到最高处时，系统压力增大，先导式溢流阀工作，小车停止上升，搬动手动式二位二通换向阀的扳手，油缸与油箱相接通，系统卸载，小车下降。手动换向阀与按钮式电磁换向阀的选择：查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第17-496页，选用型号为2WE650/AG24Z4的WE型电磁换向阀。额定流量60L/min，重量1.6kg，直流电源电压12V,24V,110V，消耗功率26W，最高环境温度50。尺寸在17-541页。生产厂：沈阳液压件厂、天津液压件一厂、上海立新液压件厂、邵阳液压公司。第17-540页，先用型号为2WMM6的2WMM型手动换向阀，流量60L/min，介质温度-30到70，重量1.4kg。生产厂：北京华德液压集团液压阀分公司、沈阳液压件厂、上海立新液压件厂、上海东方液压件。尺寸在17-541页，表17-7-199 。3.4.6溢流阀的选择在该液压系统中，溢流阀起过载保护作用，查机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第17-397页 ，选用型号为DA25A-2-30/16G24NZ4的先导式溢流阀，最大通径25mm，最大工作压力31.5MPa，最大流量100L/min，介质温度-20到70，重量7.7kg，生产厂：北京华德液压集团液压阀分公司、天津液压件一厂、天津液压件二厂、邵阳液压公司等。其外形尺寸在17-397页可知。3.4.7 单向阀的选择在该液压系统中，该单向阀所起作用：当小车上升到一定高度制动时，防止油液回流，小车下降.查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第17-483页，表17-7-134，S10A1型单向阀，控制压力0.05MPa，重量8.0。生产厂：上海立新液压件厂、北京液压阀厂、沈阳液压件厂。尺寸在17-484页，表17-7-135 。3.4.8 电动机的选择液压泵的驱动功率为2.1kw，查阅机械设计手册单行本减变速器电机与电气成大先主编，第16-146页，表16-1-117，选用型号为Z4100-1的直流电动机：额定功率：2.2kw额定转速：1490r/min重量：72kg效率：67.8%3.4.8 电源的选择本设计采用的电源为电瓶：电池尺寸为：580180150电池电压：12V额定容量120AH可持续供电3-4小时3.4.9 调速阀的选择在该液压系统中，调速阀所起的作用是，限制系统内液体的流动速度，使小车平稳的上升。查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第17-465页，表17-7-109，选用MSA30EF50型调速阀，表17-7-110即为该调速阀的外型尺寸。3.5 升降平台校核 本课题的砌筑机械手是根据手动液压堆高车改装而成，在动叉之上与定叉之下分别焊接厚4毫米的镀锌钢板，根据经验，1.5t的起重量通常采用2毫米厚的钢板，那么2t的起重量采用4毫米的钢板一定可以满足安全要求。横向稳定性的验算：整车的重心在横向接近小车的中心三分之一处，人的重量大概100，工作时人的胳膊有时会伸出工作台，但这点重量不会使整车的重心偏移到两车轮轴线以外，所以小车在横向是稳定的。纵向稳定性的验算：整车的纵向几乎没有运动，所以不会有改变重心的作用力，整车稳定。综合以上方案，在保证稳定性的前提下，为了使小车能够方便的更换工作场地，所以选定方案三为本课题的起升传动方案。 3.6 横向传动方案确定3.6.1 横向传动的有关计算横向传动采用低转速大扭矩的直流双出轴电机直接带动车轮转动，从而实现小车移动。整车最大重量Q=2T，车轮材料为尼龙9，小车工作场地一般为水泥地面，故车轮与地面的摩擦系数为0.57，所需电动机的驱动功率P=FV，F=210009.8N0.57=11172N，V=0.19 m/s， P=0.1911172w=2.12 kw。由于移动速度为0.19 m/s，所以每分钟的路程是0.1960=11.4m，车轮直径180mm，厚度50mm，所以，所以选用功率为2.2千瓦，转速为21r/min的双出轴直流电机。3.6.2 结构形式如下图：3.6.3 驱动轴的设计由于整车重2吨，四轮承载，两轮驱动，所以根据经验，取轴的最小直径为29mm，轴承部分的直径为34mm，轴最大直径40mm。在上图左端轴承两侧设置带毛毡端盖进行密封，端盖通过螺栓与轴承座相连。轴承座自行设计，如图。3.7 轴承的选择及校核轴承是支撑轴的部分。根据轴承工作时的摩擦性质。轴承可分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承两类。滚动轴承是由专业工厂生产的标准件，滚动轴承的类型、尺寸和公差等级等已制订有国家标准，在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等，并进行轴承的组合结构设计。3.7.1滚动轴承的构造和材料 滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。通常内圈装在轴承座孔内不动，但亦有外圈转动、内圈不动或内、外圈按不同转速回转的使用情况。滚动体在内、外圈滚道内滚动。保持架将滚动体均匀隔开，以减少滚动体的摩擦和磨损。滚动体的形状有球形和滚子形。 滚动轴承的内、外圈和滚动体均采用强度高、耐磨性好的铬钢和铬锰硅钢制造，前者适宜于制造尺寸较小的轴承，后者适宜制造尺寸较大的轴承。常用的牌号有GCr9、GCr15和GCr15SiMn，经淬火后硬度可达58-66HRC。保持架多用低碳钢板冲压制成，为了减小与滚动体之间的摩擦和减轻滚动体的磨损，也可采用铜合金、铝材或塑料。3.7.2滚动轴承的类型按滚动轴承承受载荷的作用方向，常用轴承可分成三类，即径向接触轴承、向心角接触轴承和轴向接触轴承 1. 径向接触轴承主要承受径向载荷。这类轴承有：（1）深沟球轴承 轴承主要承受用于径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。高转速时可代替推力球轴承受纯轴向载荷。与外形尺寸相同的其他类型轴承相比，其摩擦因数小，允许极限转素高，价格低廉，故应用广泛。（2）调心球轴承轴体有两列球体，其外圈滚道为内球面，具有自动调心性能。主要用于承受径向载荷，也可承受很小的轴向载荷，但不宜用来承受纯轴向载荷。这类轴承适用于轴的刚度较小、二轴承孔同轴度较低以及多支点的场合。（3）调心滚子轴承 与尺寸相同的调心球轴承相比，有较高的承载能力，可承受大的径向载荷也可承受不大的轴向载荷，但不宜用来承受纯轴向载荷，适用场合和 调心轴承相同。（4）圆柱滚子轴承圆柱形滚子与保持架装在有挡边的内圈上，外圈无挡边，内、外圈沿轴可以分离，属于分离型轴承。轴承只能承受径向载荷，其承载能力比相同尺寸的球轴承约大1.7倍，这类轴承对轴线的偏斜很敏感，适用于轴的钢性较大、二轴承孔同轴度好的场合。 （5）圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承可以分离，由内圈与滚子、保持架一起组成的组件和外圈可以分别安装。滚子和滚道接触处修正的接触线可以减少应力集中。圆锥滚子轴承可以承受大的径向载荷和轴向载荷。由于圆锥滚子轴承只能传递单向轴向载荷，因此，为传递相反方向的轴向载荷就需要另一个与之对称安装的圆锥滚子轴承。（6）滚针轴承 轴承通常有内、外圈和一组滚针组成，有时滚针也带保持架，这类轴承的径向尺寸小，能承受很大的径向载荷，对轴的偏斜非常敏感，摩擦力也较大。适用于低速、重载和径向尺寸受限制的场合。2. 向心角接触轴承，轴承能同时承受径向载荷和较大的轴向载荷。这类轴承有：（1）角接触球轴承3 .轴向接触轴承，轴承只能承受轴向载荷.（1）推力球轴承（2）推力圆柱滚子轴承。 根据各种轴承的特点，最后选择深沟球轴承。3.7.3滚动轴承选型校核3.7.3.1 轴承选型 滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一,它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业厂家大量制造及供应各种常用规格的轴承。滚动轴承的选择计算，是根据轴承的工作条件，合理地选择轴承类型、尺寸、公差等级及游隙等，并验算轴承寿命（或承载能力）、静强度及极限转速。各种类型的轴承具有各自的特性，具有各自的场合。通常选择轴承类型时应考虑下列特点：（1）负荷情况 负荷是选择轴承最主要的依据，通应根据负荷的大小、方向和性质选择轴承。1）负荷方向 本设计中丝杠与集箱之间纯轴向力作用，拟选定推力轴承。2）负荷性质 收口模压缩钢管加载过程中载荷冲击不大，拟选定球轴承以提高效率。3）负荷大小 轴承所需基本额定静载荷的确定，按额定静负荷选择轴承的基本公式为 式中 基本额定静负荷，N 安全系数 ，见 表8.227.28 当量静负荷，N推力轴承的轴向当量静负荷按下列公式计算 =90的推力轴承 90的推力轴承 （2）高速性能 本设计中轴转速很低21 r/min 可以忽略。(3）调心性能 当轴两端轴承孔同心性差（制造误差或安装误差所致）或轴的刚度小，变形较大，以及多支点轴，均要求轴承调心性好。本设计中轴的刚度大，集箱的两孔同心误差不大（集箱长度不大）及工作过程对同轴度要求不高。不用选调心轴承。(4）允许的空间 本机械结构简单轴向空间大不用考虑选用窄系列的问题。(5）安装与拆卸方便 整体式轴承座或频繁装拆时应选用内、外圈可分离的轴承。(6）滚动轴承的公差等级选择：滚动轴承的公差等级分为6级，普通级、6级、6X级、5级、4级及2级。普通级最低，2级最高，普通级应用最广。考虑砌筑机械手的实际应用价值，技术要求及成本考虑选用普通级。 3.7.4 轴承的定期检查对设备的定期检修，运转检查及外围零件更换时被拆卸下来的轴承进行检查，以次判断可否再次使用或使用情况的好于坏。要仔细调查和记录被拆下来的轴承和外观情况，为了弄清和调查润滑剂的剩余量，取样以后，要很好地清洗一下轴承。其次检查滚道面，滚动面和配合面的状况以及保持架的磨损状态等有无损伤和异常情况。判断轴承可否再次使用，要在考虑轴承损伤的程度，机器性能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定。检查结果，如果发现轴承有损伤和异常情况时，伤一节的内容查明原因，制定对策。另外，检查结果，如果有下面几种缺陷的话，轴承就不能再用了，需要更换新的轴承。 a. 内外圈、滚动体、保持架其中任何一个有裂纹和出现碎片的。 内外圈、滚动体其中任何一个有剥离的。 滚道面、挡边、滚动体有显著卡伤的。 保持架的磨损严重或铆钉松动厉害的。 滚道面、滚动体生锈和有伤痕的。 滚动面、滚动体上有显著压痕和打痕的。 内圈内径面或外圈外径上有蠕变的。 过热变色厉害的。 润滑脂密封轴承的密封圈和防尘盖破损来严重的。 3）运转中检查与故障处理 运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度、润滑的状态等，具体情况如下：（1）轴承的滚动声 采用测声器对运转中的轴承的滚动声的大小及音质进行检查，轴承即使有轻微的剥离等损伤，也会发出异常音和不规则音，用测声器能够分辨。 （2）轴承的振动 轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动测量中反映出来，所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分不可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。 （3）轴承的温度 轴承的温度，一般有轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度，则更位合适。通常，轴承的温度随着运转开始慢慢上升，1-2小时后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量，散热量，转速及负载而不同。如果润滑、安装部合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时必须停止运转，采取必要的防范措施。根据大量测试数据，列出了各种机械中轴承工作时外圈温度的平均值，以供参考。由于温度受润滑、转速、负荷、环境的影响，表中值只表示大致的温度范围。使用热感器可以随时监测轴承的工作温度，并实现温度超过规定值时自动报警户或停止防止燃轴事故发生。 4）润滑 轴承润滑的作用润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响，没有正常的润滑，轴承就不能工作。分析轴承损坏的原因表明，40%左右的轴承损坏都与润滑不良有关。因此，轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。 除此之外，轴承的润滑还有散热，防锈、密封、缓和冲击等多种作用，轴承润滑的作用可以简要地说明如下： 在相互接触的二滚动表面或滑动表面之间形成一层油膜把二表面隔开，减少接触表面的摩擦和磨损。 采用油润滑时，特别是采用循环油润滑、油雾润滑和喷油润滑时，润滑油能带走轴承内部的大部分摩擦热，起到有效的散热作用。 采用脂润滑时，可以防止外部的灰尘等异物进入轴承，起到封闭作用。 润滑剂都有防止金属锈蚀的作用。 延长轴承的疲劳寿命。 （5）脂润滑和油润滑的比较轴承的润滑方法大致分为脂润滑和油润滑两种。为了充分发挥轴承的功能，重要的是根据使用调减和使用目的，采用润滑方法。 （6）脂润滑润滑脂是由基础油，增稠剂及添加剂组成的润滑剂。当选择时，应选择非常适合于轴承使用条件的润油脂，由于商标不同，在性能上也将会有很大的差别，所以在选择的时候，必须注意。轴承常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。轴承中充填润滑脂的数量，以充满轴承内部空间的1/2-1/3为适宜。高速时应减少至1/3。过多的润滑脂使温度升高。 润滑脂的选择按照工作温度选择润滑脂时，主要指标应是滴点，氧化安定性和低温性能，滴点一般可用来评价高温性能，轴承实际工作温度应低于滴点10-20。合成润滑脂的使用温度应低于滴点20-30。根据轴承负荷选择润滑脂时，对重负荷应选针入度小的润滑脂。在高压下工作时除针入度小外，还要有较高的油膜强度和极压性能。根据环境条件选择润滑脂时，钙基润滑脂不易溶于水，适于干燥和水分较少的环境。 油润滑在高速、高温的条件下，脂润滑已不适应时可采用油润滑。通过润滑油的循环，可以带走大量热量。粘度是润滑油的重要特性，粘度的大小直接影响润滑油的流动性及摩擦面间形成的油膜厚度，轴承工作温度下润滑油的粘度一般是12-15cst。转速愈高应选较低的粘度，负荷愈重应选较高的粘度。常用的润滑油有机械油、高速机械油、汽轮机油、压缩机油、变压器油、气缸油等。（7） 油润滑方法包括： 油浴润滑油浴润滑是最普通的润滑方法，适于低、中速轴承的润滑，轴承一部分浸在由槽中，润滑油由旋转的轴承零件带起，然后又流回油槽油面应稍低于最低滚动体的中心。 滴油润滑滴油润滑适于需要定量供应润滑油得轴承部件，滴油量一般每3-8秒一滴为宜，过多的油量将引起轴承温度增高。 循环油润滑用油泵将过滤的油输送到轴承部件中，通过轴承后的润滑油再过滤冷却后使用。由于循环油可带走一定的热量，使轴承降温，故此法适用于转速较高的轴承部件。 喷雾润滑用干燥的压缩空气经喷雾器与润滑油混合形成油雾，喷射轴承中，气流可有效地使轴承降温并能防止杂质侵入。此法适于高速、高温轴承部件的润滑。 喷射润滑用油泵将高压油经喷嘴射到轴承中，射入轴承中的油经轴承另一端流入油槽。在轴承高速旋转时，滚动体和保持架也以相当高的旋转速度使周围空气形成气流，用一般润滑方法很难将润滑油送到轴承中，这时必须用高压喷射的方法将润滑油喷至轴承中，喷嘴的位置应放在内圈和保持架中心之间。固体润滑在一些特殊使用条件下，将少量固体润滑剂加入润滑脂中，如加入35%的1号二硫化钼可减少磨损，提高抗压耐热能力，对于高温、高雅、高真空、耐腐蚀、抗辐射，以及极低温等特殊条件，把固体润滑剂加入工程塑料或粉末冶金材料中，可制成具有自润滑性能的轴承零件，如用粘结剂将固体润滑剂粘结在滚道、保持架和滚动体上，形成润滑薄膜，对减少摩擦和磨损有一定效果。 8) 润滑剂的补充与更换 （1）润滑脂的补充间隔时间由于机械作用，老化及污染的增加，轴承配置中所填的润滑基将逐渐失去其润滑性能。因此，对润滑秩需不断补充和更新。润滑剂补充的间隔时间会因轴承的形成、尺寸和转速等而不同，根据运转时间需要补充润滑脂的大致间隔时间。另外，当轴承温度超过70的情况下，轴承温度每上升15，就要使用润滑脂的补充间隔时间减少一半。双面封闭轴承在制造时已经装入脂，“HRB”在这些产品中使用的是标准润滑脂，共运行温度范围和其他性能适宜于所规定的场合，且填脂量也与轴承大小相应，脂的使用寿命一般可超过轴承寿命，除特殊场合，不需补充润滑脂。 （2）润滑油的更换周期润滑油的更换周期因使用条件和油量等不同，一般情况下，在运转温度为50以下，灰尘少的良好环境下使用时，一年更换一次，当油温达到100时，要3个月或更短时间更换一次。 停机检查 定期的检查轴承封维持轴承于最佳状况是很重要的工作。最有利的检查时间是安排在定期的停机检查时期，事先的计划及知道轴承的信轩及备有轴承图面通常是及助于检查工作。 干净轴的重要性： 保持轴承及润滑的干净是很重要的;检查前需先清洁机器表面，然后拆卸轴承周边的零件。油封是很脆弱的零件，因此需小心的拆卸，切勿过度施力，然后仔细的检查油封及其周边的零件，如果已呈现出不良的症状时，务必更换掉，不良的油封会导致轴承的损坏及严得的设备停机。 检查润滑剂沾上点点润滑剂在两指之间摩擦，若有污染物存在，可感觉出来，或在手背上涂一薄层润滑剂 ，然后封光检查。 更换润滑剂机油润滑的轴承在泻除旧机油后，可能的话，再灌入新鲜的机油并让机器在低转速旋转几分钟。尽可能使机油收集残馀的污染物，然后再泻除这些机油，机油在使用前最好先经过滤。滑脂润滑的轴承在更换滑脂时所使用的乔除器应避免带有棉质物接角到轴承的任一部位，因为这些残留的纤维可能楔入于滚动件之间并且造成损坏，尤其是小轴承的应用更需注意此问题。 覆盖暴露的轴承检查轴承时，千万不要让轴承暴露于污染物或湿气的环境。如果工作中断时，应以油纸塑胶片或类似材料覆曾机器。若在不用拆卸而可能执行检查的情形下清洗无掩蔽的轴承的，要以涂敷用的刷子沾上石油溶剂（white spirit）清洗，再以一块不起毛的布料擦干或用压缩空气吹干（注意不要让轴承组件起动旋转）。以一面小镜子及类似牙医所用的那种探针来检查轴承之轨道面、保持器和珠子。不可清洗加密封盖或防尘的轴承；只擦拭其外部表面即可。如果轴承呈受损情形时即需更换掉。在定期的停机保养时期内更换 轴承远比由于阵承损坏所选成的突然停机之损失来得经济多了。 润滑油的更换周期润滑油的更换周期因使用条件和油量等不同，一般情况下，在运转温度为50以下，灰尘少的良好环境下使用时，一年更换一次，当油温达到100时，要33个月或更短时间更换一次。3.7.1 轴承的选择应注意选择滚动轴承的类型:须考虑以下因素：（1）轴承所承受在和的大小和方向（径向、轴向或既有轴向又有径向的联合载荷）。（2）轴承载荷的性质（固定、变动或冲击载荷）（3）工作环境（温度和湿度等）和轴承转速。（4）调心性能的要求（轴中心线和壳体孔中心线不同心度的大小）。（5）对轴承刚性的要求（要求预紧以增加轴承部件的刚度）。（6）轴向位移的要求（固定支撑或游动支撑）。（7）要求轴承工作时振动小、噪声低和安装维修方便等。查阅现代机床设计手册现在实用机床设计手册编委会 编上册第1046页，滚动轴承的选择计算，表3-9-31 根据使用状况和载荷的种类选择轴承类型。由于轴只是受径向载荷，而转速又很低，根据表3-9-41和表3-9-31，选用深沟球轴承，公差带j6。差表3-9-48，知上偏差+12，下偏差-7,3.7.2 键的选择 由于车轮和车轴为一般连接，故选择平键，国标为GBT 1096 ，b=10mm，h=8mm，L=36mm。配合公差为轴：N9，毂：Js9 。3.7.3 各部分的配合公差轴车轮：基轴制，28F8/h7轴轴承：基孔制，34H7/h6轴承座端盖：基孔制，H7/h6轴承座轴承：基轴制，H7/h6，3.7.4 键的校核 四轮驱动，载重2吨，转速21r/min，车轮直径180mm，单键足以满足要求。3.8 辅助装置的设计在人的四周加上安全把手，防止人在小车平移过程中不能保持重心而从车上掉落。该保护结构如下图： 第4章 砖料提升系统设计4.1砖料提升系统概述砌筑机械手的砖料提升系统。将砖料提升至最佳位置，使砌筑工人方便地取砖，从而节约时间，降低劳动强度。小车的砖料提升系统采用现有的悬挂输送机为基础，再加以改进。4.2砖料提升系统方案选择方案一 如图4-1图4-11链 2链砖由2运到1下方，再由1垂直运到上方，再滑到工人手中。此方案需两个链传动，需两个电动机，结构过于复杂，成本过高，质量过大，不易运输，不利于该产品的推广。方案二如图42所示 图421砖斗 2弹簧该方案优点：充分利用平台的卷扬机来上下，不需要其它零件。砖斗一次放40块或50块砖，砌筑工人拿一块砖，依靠弹簧的弹力，将砖顶上一段距离，始终使砖处于一个合适位置，使砌筑工人方便地取砖，从而节约时间，降低劳动强度。缺点：使升降平台的自重增加，使其结构不稳定，而且砖一旦用完，还需使自动升降平台下降，此时工人处于休息状态，使工作效率下降，不符合其经济效益。方案三 如图43所示图431链 2自动升降平台此方案主要是靠链的左右摆动来实现使砖处于最佳位置，使砌筑工人方便地取砖，从而节约时间，降低劳动强度。 缺点：链左右摆动，使升降平台处于受力不均状态，砖也容易掉落，发生安全事故。而且容易与升降平台发生干涉。方案四 如图44所示 44该方案主要是减速电动，下支撑架，支撑轴，链架，上下链轮组成。砖夹一共五个，均匀分布在链条上。方案五 如图4-5所示：45此方案特点是靠电机通过钢丝绳带动砖斗向上运输砖块，每次能运十块，系统比较稳定，便于工人操作。缺点:每次砖斗中的砖用完之后，需要通过电机上下一个循环，重新去取砖，这样在这个循环的时间内，工人无法进行正常工作，对工人工作效率有一定影响。方案五 如下图所示直接在平台上磊砖，在升降工作台左侧设置砖架平台，专用于存储备用砖，砖架底面距小车工作台700mm，摆放方式为共十层，每层九块，横向三块，纵向三块，体积为（2403）（1153）（5310），砖的密度约为1800-1900/m，砖的尺寸为240mm115mm53mm，每块砖的重量为2.63-2.78，取平均重量2.7，五层砖总的重量为2.790=243。综合以上方案的优缺点，选用方案五为本课题的选定方案。第5章 灰浆输送系统设计5.1概述灰浆输送系统主要是由灰浆