多点销轴式转台回转自动锁止装置的设计.pdf

1第
计·计算
多点销轴式转台回转自动锁止装置的设计
赵殿华,李兰英2
(1.泰安泰山工程机械股份有限公司;2.泰安航天特种车有限公司)
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摘要:分析转台回转锁止装置的结构特点及作业形式,从克服施工设备转台回转锁止缺
点着手,采用TRZ创新理论分析方法分析问题,总结出存在的技术矛盾,应用矛盾矩阵表得到
解决问题的基本原理,从中筛选出最理想的解决方案,然后基于 PRO/E Wildfire40软件设计出
多点销轴式转台回转自动锁止装置。
关健词:TRIZ理论;多点销轴式;转台锁止;PRO/E
1传统转台锁止装置
将竖直销轴改为水平销轴,其具有结构简单、锁止力
大的优点,但在锁止时需要调整转台回转角度的同
无论是轮胎式还是履带式起重机,在起重机吊时,必须手动调整拉杆与锁止座的销孔位置,一人独
载作业时,从作业安全性考虑,需要将转合锁止,使自难以操作(图2)。
转台不能回转。当前,转台回转锁止方式一般有销轴
式和拉杆式两种。
1.1销轴式回转锁止装置
销轴式锁止装置的销轴一般安装在转台上,锁
止座交装在底架上,工作时,通过升降销轴插入到锁
止座上,实现锁止(图1)。升降销轴的方式可以分为
重力式、弹簧式和液压式等几种方式。这种锁止方式
存在的缺点是销轴与锁止座孔对中时操作不方便
需要操作者观察销轴与锁止座孔是否对中的同时
操作转台回转进行调整
1转台2.锁止拉杆3.锁止座4.底架
图2拉杆式回转锁止装置
使用特点比较
针对销轴式和拉杆式两种转台回转锁止装置,
进行结构特点比较(表1),在实际使用时,存在锁止
位置定位的辅助操作时间长,不能快速实现锁止,也
存在锁止位置定位精度低和锁止位置数少等缺点,
限制了设备的施工范围,降低了施工效率。
根据实际施工的需要,起重机工作时应能快速
锁止,锁止时尽量减少人工手动操作,减少辅助时
1.转台2.回转支承3.底架4.销轴5.锁止座
间,而且转台回转锁止位置不应局限于正前、正后、
图1销轴式回转锁止装置
正左和正右4个位置,需要在360°回转范围内有更
2拉杆式回转锁止装置
多的锁止位置,为了满足上述要求,应用RZ创新
拉杆式回转锁止装置通过拉杆将转台和底架上理论分析方法,设计了多点销轴式转台回转自动锁
的锁止座连接起来,拉杆和锁止座通过销轴连接,这止装置。该装置不仅锁止位置定位精度高,能够自动
种结构其实也是销轴式回转锁止的一种变形方式,快速实现锁止,而且可以根据需要,在360?回转范围
作者简介:赵殿华,男,(1977~),工程师,研究方向:工程机械设计。
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4??年月
内自由设置锁止位置,锁止位置多达30点。
技术参数和76个标准解等创新设计问题解决工具,
表1锁止方式特点比较
具有良好的可操作性、系统性和实用性,在全球的包
销轴式拉杆式多点销轴式
新和创造学研究领域占据着独特的地位。
2.2问题的分析
设计·计算
锁止部件受力类型剪切
拉压
剪切
占用空间
针对转台回转锁止问题,应用TRIZ理论的技术
锁止位置定位方式手动
手动
自动
矛盾解决矩阵分析方法来解决实际问题。
锁止位置定位精度低
低
高
首先要归纳总结出技术矛盾。技术矛盾是由系
操作方式
手动
手动
自动
统中两个因素导致的,这两个因素参数相互促进、相
锁止位置数
2~30
互制约,即当技术系统某个特性或参数得到改善时,
锁止可靠性
高
高
高
常常会引起另外的特性或参数劣化。TRIZ理论将导
致技术矛盾的因素总结成39个通用参数,然后根据
2创新方法
技术矛盾从39×39矛盾矩阵表中求解得到供参考
2.1TRUZ创新理论概述
的创新原理,从中筛选出最理想的解决方案来应用
1RUZ理论是基于知识、面向人的发明问题的系到实际问题上。
统化解决方法学,是前苏联阿奇舒勒(C.S. Altshuler)
针对转台回转锁止问题,锁止的目的是保证转
及其领导的一批研究人员,自1946年开始,在分析台的稳定性,设置多个锁止位置以达到适应性和多
研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明用途,并且转合的锁止操作应可靠方便,可操作性
问题解决理论,也是上世纪苏联快速发展的一个非好;转台锁止后其不能回转,如果在锁止状态下强行
常重要的因素,目前世界很多发达国家正在逐步应回转,易发生安全事故,必须设置系统此时不能回
用该创新理论方法。
转,即限制回转速度为零。这里,我们将改善的参数
TRZ理论主要包含了技术系统进化法则、物-或特性定义为“可操作性”、“结构稳定性”和“适应
场分析法、发明问题标准解法、发明问题解决算法性”,恶化的参数定义为“速度”,进行如表2中的分
ARZ、技术矛盾解决矩阵、40个创新原理、39个工程析求解。
表2TR分析
改善的参数
可操作性
结构稳定性
适应性
恶化的参数
速度
速度
速度
矛盾矩阵求解
18(机械振动原理)
33(均质性原理)
35(物理或化学参数变化原理)
13(反向作用原理);
15(动态特性原理);
得到的创新原
10(预先作用原理);
34(抛弃或再生原理
28(机械系统替代原理)
14(曲面化原理)
理序号
18(机械振动原理)
13(反向作用原理):
15(动态特性原理)
10(预先作用原理)
a,用相反的动作代替问题定义中所a调整物体的性质和外部环境,使其血预先对物体的全部或部分施加必
采用的创新原规定的动作:b.让物体或环境可动在工作的各个阶段都达到最佳效果;要的改变;b预先安置物体,使其
理及内容
部分不动,不动部分可动;c让物体b.将一物体分成能够改变相对位置在必要时能立即在最方便的位置
上下或内外颠倒
的不同部分;c将非运动物体变成动发挥作用
态的,增加其运动性
销轴与锁止座反向安装,销轴在底销轴与锁止座分开设计,用液压缸控锁止定位采用限位开关,在销轴穿
实际问题解决架上,锁止座在转台上,且锁止座设制销轴的升降,减少人工对销、穿销入锁止座孔之前提前探测销孔对
方法
置多个销孔,实现多点锁止
等手动操作
准状态,提高锁止定位精度及锁止
效率
根据上述分析及解决问题的思路、方法,在PRO/ E Wildfire4.0平台上进行了“多点销轴式转台回
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