起重機變幅油缸定軸板螺栓的防剪切設計

 

    吊臂根部鉸點和轉臺上鉸點之間通過銷軸連接，銷軸通過裝有螺栓的定軸板固定在轉臺上，吊臂可以繞銷軸轉動。變幅油缸上、下鉸點也分別與吊臂上鉸點和轉臺下鉸點通過銷軸連接，而銷軸則用相同的方式固定在吊臂上鉸點和轉臺下鉸點處。定軸板的主要作用是防止銷軸旋轉，如所示。

 

    1定軸板剪切固定螺栓分析由于吊臂、轉臺體積比較大，加工設備各異，以及人為因素，吊臂或轉臺的連接孔加工時產生的平行度誤差通常比較大。裝配時般先將吊臂和變幅油缸分別安裝在轉臺上，再將變幅油缸通過銷軸與吊臂連接。這時吊臂或轉臺的安裝在機加工時產生的平行度誤差就會集中反映出來，使得連接銷軸安裝困難，在起重機工作過程中也會出現變幅油缸上部或下部連接銷軸定軸板剪切固定螺栓的現象，給起重機的操作帶來安全隱患。

 

    若吊臂或轉臺上安裝孔的平行度存在誤差，則在吊臂寬度所在的投影平面內，變幅油缸軸線投影與吊臂中心線投影不重合，形成夾角a.如所示。而起重機在作業過程中，吊臂的仰角夕是變化的，隨著變幅油缸i的伸長，變幅油缸軸線投影。也相應增大。由三角函數關系tanai/可知：a不變，變幅油缸的傾斜偏移量乙也會增大。由于變幅油缸上部或下部活動空間受到限制，使得變幅油缸與銷軸之間不能發生相對轉動，但是變幅油缸仍然在變幅平面內繞其上鉸點或下鉸點旋轉，故變幅油缸上鉸點銷軸或下鉸點銷軸在銷軸與變幅油缸之間巨大的擠壓力的作用下隨變幅油缸的轉動而轉動，從而迫使定542013（10）建筑機械化設計研究軸板隨之轉動，進而發生定軸板切斷固定螺栓的現象。

 

    2防剪切設計為了防止變幅油缸上部或下部連接銷軸的定軸板剪切固定螺栓，變幅油缸下鉸點連接孔加裝銅套結構，以增大鉸耳內孔與銷軸表面的接觸面積，變幅油缸上鉸點連接孔內安裝關節軸承結構，如所示。因為關節軸承的內圈與外圈之間的球面可以在一定范圍內相對轉動，其允許偏轉角一般大于35這樣就能夠通過關節軸承的偏轉角來消除吊臂或轉臺上的連接孔因機械加工產生的平行度誤差。

 

    1吊臂耳板；2關節軸承；3銷軸；4變幅油缸關節軸承外圈固定在變幅油缸上，內圈與銷軸連接，內圈端面一般不得超出油缸端面。關節軸承端面與耳板之間的側面間隙大小是設計的關鍵。如果側面間隙設計不合理，就不能消除兩孔的平行度誤差。隨著變幅油缸i伸長，變幅油缸的傾斜偏移量增大，關節軸承的偏轉角也需要增大。若關節軸承側面間隙太小，其偏轉角就會受到限制，此時內圈與外圈不能發生相對轉動。變幅油缸在伸縮過程中還會產生剪切定軸板固定螺栓的現象。因此為了消除平行度誤差，吊臂耳板與變幅油缸側面，或吊臂耳板與關節軸承內孔端面之間應保留一定的間隙，以保證關節軸承有足夠大的偏轉角。更不應在吊臂耳板與變幅油缸側面之間加調整墊，將間隙消除，這樣就失去了關節軸承的作用。

 

    假設關節軸承外圈半徑為凡吊臂正常情況下的允許*大偏角為a（般小于2，如所示。則關節軸承與鉸耳耳板之間的單邊間隙i3單側間隙一般應控制在計算理論值左右，但是關節軸承和吊臂鉸耳耳板之間的間隙也不宜太大，太大則會使得吊臂在變幅過程中發生偏擺沖擊。

 

    3小結伸縮臂起重機變幅油缸上鉸點采用上述結構后，變幅油缸與吊臂的連接銷軸安裝更加容易，且變幅油缸在伸縮過程中也不會出現變幅油缸上部或下部連接銷軸定軸板剪切固定螺栓的現象，消除了起重機的安全隱患，具有實際應用價值。a（編輯賈澤蔌）