起重机单缸插销系统可行性分析.docx

起重机单缸插销系统可行性分析一、概述：起重机单缸插销系统原理分析：采用CAN总线控制系统实现单个伸缩油缸自动进行多个伸缩臂控制 的伸缩目标，机构的控制对象是许多可以运动的销轴（包括固定在伸缩 油缸上的缸销和吊臂后端带的臂销），设计思想的实现是各个销轴能够按 照设定的逻辑顺序接受控制，进行各项工作，并在检测动作完成后输出反馈 完成信号给控制器，控制器可以进行下一步的运动操作，具体实现分析有 下面几方面构成1、 机构上的布置a、 机构上臂销的布置，在每个吊臂尾端的上方有一个能够把臂与臂 锁定在一起并可以上下方向运动的销轴（由于安装在吊臂上称为臂销）， 臂销的运动作用是实现臂与臂之间的锁定或臂与臂之间的解锁，臂销初始 位置在臂销弹簧力的作用下向上运动到另一节臂的臂孔中（46%、92%、 100%）这样臂与臂之间不能相互运动以达到刚性锁定目标，当臂销受伸缩 油缸上的臂销缸作用时臂销可向下移动并从另一节臂的臂孔中缩回，臂与 臂之间处于解锁状态就可以相互间运动，达到解锁的目的，臂销的上端有受 力后锁定的倒钩结构，防止臂销受力时脱落b、 臂销上下运动到终点位置后检测开关的布置，在油缸拉动臂销的 燕尾槽上安装有可以检测燕尾槽运动到终点位置的接近检测开关-S44和-S45,当臂销上移到终点位置后-S44发出电信号，这时臂与臂处于锁定状 态，臂销缸下移到终点位置时・S45发出电信号，这时臂与臂处于解锁状态。

c・机构上缸销的布置:在伸缩油缸缸头的两侧设有可以左右方向运动的销轴（由于安装在伸 缩油缸上称为缸销），缸销的作用是实现油缸与吊臂之间的锁定和解锁， 缸销初始位置在弹簧力的作用下可以左右方向运动并可以伸进吊臂后端 两侧销孔中达到与臂刚性锁定的目标，这时油缸与吊臂锁定成为一体，当 缸销在缸销油缸的作用下缸销可以回缩出缸销孔，吊臂与伸缩油缸就可成 为可以相互运动的分离体目前我厂在QAY130、QAY130K、QAY160、QAY200应用了该技术,其中 QAY130 装配 4 台，QAY160 一台，QAY200 —台二、目前我厂单缸插销产品存在故障问题：1、 伸缩缸过伸引起的伸缩缸碰撞头节臂前部或造成伸缩油缸发生旋 转现象：伸缩油缸碰撞头节臂前部，损坏吊臂前部，如果伸缩油缸 脱离臂尾滑道支撑就会造成油缸旋转，无法缩回故障原因：由于伸缩油缸两侧是浮动支撑在各个吊臂尾部上下两 个滑块间，在吊臂臂头伸出距离小于油缸的行程距离时会因 油缸过度外伸碰撞臂头，在吊臂臂头伸出距离大于油缸的行 程距离时会因为油缸过伸使油缸脱离吊臂滑块支撑发生旋 转无法缩回设计更改：在头节臂尾部加装检测块，当伸缩油缸缸头达到头节 臂尾部检测块时切断伸缩油缸的伸出动作。

改进效果：目前在QAY130上已经加装试用，伸缩油缸运行试验 结果证明达到切断伸缩外伸动作2、 过伸引起伸缩缸掉缸，油缸进行手动操作时经常出现的故障，掉 缸后伸缩油缸缸头不能缩回到吊臂尾部上下两个滑块中，新疆 QAY130、新售出的QAY160、调试厂QAY200出现类试故障现象：手动伸出油缸后不能把伸缩油缸缩回到吊臂臂尾的滑动支导向装置两侧缸销油缸下方滑块此处尺寸控制不好易造成过伸掉缸后无 法托起油缸到滑槽内撑里去，缸头与吊臂臂前端发生碰撞原因：当吊臂进行中长臂以上工况下工作时，油缸支撑变成前后两点支撑，吊臂因为挠度变化影响前部发生下挠变形，油缸因为头尾两点支撑，在重力作用形成中部下挠，缸头在 伸岀臂尾回缩时因缸头下沉无法回到臂尾滑块中，这种故 障在我厂各个单缸系统产品发生较多，尤其二节臂发生此种故障较多设计更改：控制臂尾导向部分加工尺寸，伸缩油缸缸头下部滑块向后延长，可以有效保证油缸过伸缩回时能够通过滑块导 向进入滑道效果：目前在QAY130上和7月份以后伸缩油缸上都已加装使 用，可以保证伸缩油缸过伸后可以退回3、 缸碰坏臂销现象：经常在调试厂出现油缸碰坏臂销的故障，油缸把臂销撞碰憧臂销的位置臂尾结构臂销没有完全复位时位置原因：在调试厂调试时调试工必须进入吊臂里去，要做的工作 是首先把臂销用螺钉压下，伸缩油缸伸出缸销利用缸销接 触二节臂后端把二节吊臂顶出一段距离后再缩回进行安 装调试，这时如果缸销不在伸岀位置油缸就不能二节吊臂 顶出，油缸伸进二节臂尾部，造成燕尾槽与用螺钉压下臂 销碰撞，使臂销损坏。

控制方案：改进燕尾槽形状，规范调试规程，改动液压与电器件的安装位置，方便调试与维修目前设计方案正在进行中4、销拔不下来或不能弹岀，无法缩臂摩擦力大位置橡胶垫通过多台车出现故障，原设计中臂销上面为降低碰撞噪音使 用的是橡胶缓冲垫，材料为一般硫化橡胶材料，在含油环境 和户外环境下使用中易老化，变形会引起臂销运动时卡死， 燕尾槽无法拉下或弹出臂销，QAY130、QAY160、QAY200都出现类似现象设计更改：改进或取消缓冲橡胶垫的材料，改进尺寸5、由于吊臂结构件尺寸超差或由于滑块垫片不到位造成的臂销不好定位或拔销费劲的问题现象：在吊臂全伸时，由于吊臂旁弯较大或吊臂相对扭转，造 成臂销不好对孔导致臂销不复位该现象在QAY200上出现 过一次，通过调整臂头垫片解决此问题设计改进：为了提高生产效率，提高伸缩可靠性，对法兰盘进 行改进，对臂销和法兰盘的间隙由30改为50目前正在进行中）间隙小易发生位置干涉加大周围间隙避免发生干涉6、 由于搭接短造成的挠度大、旁弯大问题根据分析，该问题容 易造成带副臂工况吊臂全伸时二节臂拔销困难的现象解决办 法只有通过改进结构、增大滑块面积甚或减少全伸臂长度来减 少挠度。

现有产品QAY130搭接相对较短，其他产品要好些7、 自动伸缩成功率不高，对操作者要求较高影响自动伸缩成功率和对操作者有要求有以下几条原因造成：a）单作用结构缸销、臂销复位弹簧受空间限制影响，对弹簧强度要求较高，因弹簧加工质量不可靠等原因造成弹簧力作用下的缸销、臂销复位速度变化大造成的控制不确定性b） 油缸中心输油芯管在油缸不同的伸出长度时表现出不同控制 油量变化（10L-35L）和油温变化影响引起的泄压复位时间变 化不确定（1S-3S）影响臂销工作，缸、臂销工作时间延长与 伸缩油缸的难以精控影响自动伸缩的成功率c） 油缸伸出较长时（92%以上）油液因储存量较大（300L）引起 的伸缩缸运动不能精确得到控制，伸缩油缸在有效的设计距 离25mm内不能完成臂销拉下和缸销弹出动作，造成的卡死 现象d） 吊臂伸出较长时的挠度较大表现出的启动静摩擦力较大，伸 缩缸启动时运动有可能表现为跳动前进，造成臂销碰装前面 而无法拔下臂销e） PLC控制的滞后影响各个动作控制敏捷性，当伸缩速度较快 时传感器反应较慢容易引起自动控制的失效三、针对上述故障在QY55K、QAY70K小型产品设计中系统做了 以下几个方面的改动。

1、 针对第一、二条原因改进解决方案为设计上改单作用油缸为 双作用油缸，保证缸销与臂销动作的快捷性2、 对第3、4条伸缩油缸难以控制的问题，改进方案为应用比例 阀的流量控制性能优化控制能力，一方面增加流量进入伸缩 油缸的控制能力，另一方面是利用阀杆进行回油量的控制3、 对第5条，直接在设计时充分考虑，对第6条，设计时二节 臂只设0、46%、92%臂长工况，取消100%工况，解决由于 挠度和旁弯大导致的拔销困难的问题4、 针对第7条原因，改进方法为进行极限位置时的速度限定5、 对于伸缩机构一方面改进缸、臂销的工作环境和伸缩油缸的可控性，另一方面为防止结构件的制造误差影响，适当调整 尺寸来保证自动控制的成功率如原设计的25mm调整到 35mm降低对伸缩油缸和缸、臂销运动的要求四、对以后单缸控制技术的完善的要求1、 排除环境因素影响，提高自动控制成功率，预计可以达到99% 成功率2、 如因硬件原因造成损坏，可以做到方便维修3、 确保自动失效后手动控制的可靠性与安全性，降低对操作者的要求单缸产品在我厂已经设计使用了 3年时间，在几个大吨位产 品上得到一些应用，因为技术的复杂性和试验条件不充分等原因 出现了一些故障，目前我们对出现的问题进行了针对性改进处 理，解决了经常出现的掉缸和碰断臂销等常见故障，下一步主要 工作是进行控制系统的简化和可靠性的提高，如在短时间能够解 决这些问题，对以后我厂起重机的设计与制造将产生深远的影响, 避免与其它厂家技术上的同质化竞争，现在我厂竞争对手蒲沅正 在进行160与70吨产品的单缸系统设计，对我厂以后大吨位产品 将形成技术上冲击，一旦掌握这项技术产品开发速度将大大加快, 因而我们必须在技术上攻克起重机单缸控制插销技术。