CS9系列軟包夾的設計與分析獲獎科研報告

CS9系列軟包夾的設計與分析獲獎科研報告

摘要：通過對軟包夾概念的理解，從我公司設計生產(chǎn)的CS9系列軟包夾的命名規(guī)則、結構設計要點、工作原理、保壓試驗方法及同步性調(diào)整等方面，總結CS9系列軟包夾的優(yōu)缺點。

關鍵詞：CS9;軟包夾;優(yōu)化

CS9系列軟包夾是我公司根據(jù)國內(nèi)外市場的需要而開發(fā)的新型產(chǎn)品，主要用于港口、倉庫、工廠的棉花、羊毛、化纖物、新聞紙、干草料等成包貨物的裝卸搬運。該屬具具有動作可靠、快速、司機視野好、重量輕、維修保養(yǎng)方便等特點，能最大限度地發(fā)揮叉車能力，是對各種軟包裝貨物進行高效可靠的裝卸搬運機械。

一、軟包夾的定義

軟包夾是附屬在叉車上，通過液壓油缸實現(xiàn)夾臂張開或夾緊功能，實現(xiàn)無托盤搬運的叉車屬具。

屬具能實現(xiàn)諸多動作，如旋轉(zhuǎn)、推出、張夾、傾翻、側移等，其中張夾功能是最能體現(xiàn)屬具特點的一種，軟包夾就是這類張夾屬具中最具代表性的一類屬具。我公司根據(jù)市場需求，在不斷考證調(diào)研后，設計出CS9系列軟包夾，該類平夾采用高強度的型鋼構成整體框架，獨特的滾動支承經(jīng)久耐用，帶節(jié)流閥和保壓閥的液壓油路系統(tǒng)保證了夾臂的同步可調(diào)并且松開多路閥手柄后仍能保持夾緊力，外形圖如圖一所示。

二、CS9系列軟包夾的設計要點

1）CS9軟包夾的命名規(guī)則

針對軟包規(guī)格種類多的情況，軟包夾張夾范圍需要有一系列的參數(shù)供客戶選擇，那么CS9采用不同英文字母表示不同的張夾范圍，例如CS9C的張夾范圍是500-2000mm，CS9D的張夾范圍是600-2100mm，CS9E的張夾范圍是700-2200mm;由于軟包類型的不同，有些是棉花包比較松軟需要夾臂是V齒結構增大摩擦力，而有的貨物包較硬，可以選擇普通平夾臂，另外有些軟包堆垛間距較小，左右夾持不方便，可以選擇薄夾臂結構夾臂即K夾板;在功能上有的只需要同步左右張夾，而有的客戶還需要軟包夾有側移功能，那么對于具有側移功能的軟包夾以“-FC”表示;除此之外，CS9系列的特點之一就是，夾臂可以按需求設計，如加寬、加高、加厚、增加護欄，增加橡膠板等，為了便于理解，現(xiàn)舉例說明，比如客戶貨物包為棉花包，包尺寸長1000mm寬500mm高500mm，需要一次夾持4個，并且需要側移，堆垛很緊湊，那么我們可以根據(jù)要求推薦軟包夾型號為3CS9D-K-V-FC，張臂范圍600-2100mm，K型薄夾板，夾臂筋板帶V齒且能同步側移。

2）軟包夾結構設計要點

CS9系列平夾結構上可以分為固定架體、左夾臂、右夾臂三個主要部分，設計時需要注意以下幾點

①固定架體上油缸支座未改進前，支座分側移型和非側移型，改進后，去掉連接支座的筋板統(tǒng)一通用，如圖二所示

②固定架體改進前，無軟包夾起吊固定孔，改進后，增加起吊螺栓固定孔，便于起吊搬運軟包夾。

③左右夾臂內(nèi)扣量需要保證夾臂前端尺寸比后端尺寸小20-35mm，下端尺寸比上端尺寸小3-8mm，形成八字結構，這樣做的原理是，軟包夾夾持貨物時，左右油缸夾緊貨物，夾臂受反作用力，向左右兩邊頂開形成的開度抵消了夾臂預留的內(nèi)扣量，如圖三所示。

3）軟包夾工作原理

軟包夾主要是由夾抱機構和液壓系統(tǒng)組成。夾抱機構由左右夾臂、左右油缸和固定架體等組成。夾臂的張開或夾緊是靠油缸伸縮推動移動臂在固定架體14#槽鋼做成的導軌內(nèi)移動來實現(xiàn)的。我公司標準型CS9軟包夾的兩夾臂由多路閥的一個手柄集中控制，使兩夾臂同時動作。工作原理如圖四所示，它將多路閥來的高壓油繞過門架右側的卷繞器經(jīng)液控單向閥、鉸接螺栓式節(jié)流閥到夾緊油缸。其中液控單向閥是為了防止因泄漏引起夾緊力下降而設置的，必須保持出廠時的裝配關系，否則將因失去作用而使貨物下跌。鉸接螺栓式節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)兩只夾臂的運動速度使其保證基本同步。

當平夾加裝側移功能（帶“-FC”）時，將液控單向閥改為側移閥，節(jié)流閥改裝至油缸缸底油口處。當高壓油從多路閥第三聯(lián)經(jīng)側移閥中的單向閥芯和油缸上的節(jié)流閥后進入油缸使油缸實現(xiàn)張開或夾緊功能以及防止因泄漏引起夾緊力下降，當高壓油路從多路閥第四聯(lián)經(jīng)側移閥中的補償式側移油路和油缸節(jié)流閥后進入油缸使油缸同向運動實現(xiàn)側移功能以及防止因泄漏引起夾緊力下降，且需要注意的是，閥體式側移的側移量，在軟包夾張開到最大或夾緊到最小時，沒有側移量，理論上當張夾開度處于油缸行程S的一半時左右側移量最大為S/2。側移原理圖五如下：

4）軟包夾的壓降試驗

軟包夾具有重載保壓功能，每一臺軟包夾出廠前都要進行保壓測試，以測試軟包的保壓性能及油路系統(tǒng)，測試方式應該遵循相關的國家標準。

①軟包夾安裝在叉車上，可采用數(shù)顯式夾緊力測試儀或其他工具，測試儀如圖六所示，測試儀兩測試夾板之間的間距b在軟包夾的最大張臂開度與最小張臂開度之間。

②軟包夾調(diào)至最大張臂開度，將測試儀放置于兩夾臂之間，測試儀夾板與夾臂筋板貼合且上下對中，使夾臂夾緊測試儀夾板，從測試儀顯示器讀出最大壓力示數(shù)P1，叉車熄火且拉上手制動（叉車關閉動力源具拉緊手制動），放置2min后，記錄顯示器壓力示數(shù)P2，按照公式（1）計算出初始壓降值，再放置10min后，記錄顯示器壓力示數(shù)P3，按照公式（2）計算出后續(xù)壓降值及壓降速度，再測量4次，取最大值。

5）軟包夾的同步性

軟包夾安裝在試驗臺或叉車上，對于張夾油缸具有節(jié)流閥功能的軟包夾，應先將節(jié)流閥旋出至最大進出油流量，再操控試驗臺架或叉車多路閥控制手柄，觀察夾臂張開到最大開度過程中哪一個夾臂的速度快，然后調(diào)節(jié)速度快的夾臂油缸的節(jié)流閥芯，對于無節(jié)流閥功能的平夾，可以在油缸進出油口增加節(jié)流片，通過節(jié)流片限值進出油流量，從而達到調(diào)整油缸的張夾速度的目的。

三、CS9系列軟包夾的優(yōu)缺點

1）優(yōu)點

結構較簡易，制造方便;結構承載能力強，耐久性良好，能適應復雜惡劣的工況;結構配件維修更換方便。

2）缺點

自重偏大，失載距偏大，導致組合承載能力降低;結構雖然較簡單，但是制造成本并不低，經(jīng)濟性較差;左右張夾同步性較差，除閥體式側移帶節(jié)流閥的調(diào)整方式外，其他調(diào)整手段不能有效改善同步性，所以加工工藝上還待進一步改進。

四、結論

此次淺析了CS9軟包夾