剪叉式室内变压器钟罩起吊装置的机械结构设计文献综述

 2023-11-23 09:36:16

文献综述

剪叉式室内变压器钟罩起吊装置是用于室内变压器钟罩安装时升降过程的升降设备。钟罩传统的起吊方式是采用吊车来完成的,适合在室外空间大的地方完成。但室外变压器较高的故障率使得10年后人们开始越来越多的采用室内变压器[1]。而采用吊车方式来安装室内变压器成本则会变得很高。设计出一种适合室内变压器钟罩安装的起吊装置开始变得尤为必要。

目前变压器采用钟罩式的油箱较多,钟罩质量可达十吨,本论文针对这种类型的油箱进行分析与计算,设计出用于室内变压器钟罩起吊的剪叉式机构装置。《电力变压器总则》对钟罩起吊的要求是起吊需缓慢进行,严禁摇摆碰撞器身;吊钩需置于钟罩重心上部,且四个角需同时起吊;吊绳长度适宜,且吊索与垂线间夹角不宜大于30°;钟罩四角需绑上有限位绳。以防止颠倒或摇晃器身。针对这些要求,设计出的起吊装置应该装卸方便,安全可靠,能平稳起降。

剪叉式机构在国内的运用很广泛,在运输,制造,高空作业等领域有着重要的应用。是一种结构简单,安装方便,运行平稳,安全可靠的设备。升降台可以分为四种类型,剪叉式升降台,桁架式升降台,多级液压缸直顶式升降台,悬臂式升降台[2]。根据剪叉臂的层数不同,剪叉机构分为单层,双层,三层,四层,五层等。根据剪叉臂的组数不同,分为单剪叉式臂,双剪叉式臂,多剪叉式臂。在物流升降平台和舞台升降平台中,一般是单层和双层剪叉机构。在高空作业平台中,三层,四层,五层的剪叉机构都有应用[3]。剪叉式升降平台多数采用液压驱动,所以也被称为液压升降平台。液压升降设备速度低且能被精确定位在各种高度,是一种常用的辅助设备。由可移动底盘、剪叉式起升模块、横梁装置与随动吊装组件、同步液压控制系统及自动控制系统等几部分组成。剪叉式液压升降平台的外形各异,但其主要的结构还是基本雷同。

我国的剪叉式升降机构起步相对于国外较晚,也没用严格的产品分类和知名制造厂商,较长一段时间停留在仿制的阶段,从技术合资到走到国产自主品牌花了相当的时间。但随着各种升降平台在各个领域的广泛应用,传统的产品难以满足人们的需要,各行各业对这种机构提出了更严格的要求。诸多升降平台制造商开始注重对剪叉机构疲劳强度的分析研究,从加工工艺到材料的选择,再到产品的设计计算, 最终均为努力提高升降平台剪叉机构的使用寿命,使其具有最佳的工作状态[4]。近年来,随着计算机控制技术,微电子技术,信息技术和各种驱动技术的不断发展,也开始逐步采用新的驱动方式和控制方式,不断满足环境的要求和变化,使之能有更广泛的应用范围。而国内对剪叉式机构的研究往往是参考以往产品进行比较设计,缺乏系统的研究、系统的理论指导,研究集中于承载能力,运动分析,驱动方式等方面[5]。设计计算方法不够完善,设计出的产品不够精简,存在许多优化不足的情况。而建立起系统的理论指导对优化、设计剪叉式结构装置起到至关重要的作用。如此才能设计出更加人性化,更加节约资源,更创新的产品,填补国内诸多类型产品的空白[6]。近年来,国内也有许多学者对其进行了研究,董建荣对矿用升降机的剪叉机构进行了力学分析与仿真验算[7];刘俊谊等对剪叉式提升机构受力进行了特性分析[8];伍佳荣对剪叉式机动平台承载能力进行了有限元分析与优化设计[9]。周莎莎等液压升降平台的剪叉机构进行了优化分析,得出了优化的尺寸与结构[10]。郭凯等基于齐坐标变换法,提出了一种对平面变比例剪叉机构进行建模与分析的通用性方法[11]

液压升降平台在国外诸多国家的发展历史已经非常久远。 目前,液压升降平台的生厂商集中在美国、日本、欧洲等地。在国外,剪叉式液压升降平台主要被用于航空、造船、码头、商业、仓库等场所。国外的研究集中在对剪叉式结构的创新上,美国有学者提出了并联连接剪叉臂的结构形式,并且基于这种结构形式的受力情况形成了新的理论,使得升降机的工作面积和稳定性大大增加;Dong等运用实验和建模的方法对剪叉机构的动力稳定性进行了研究,得到了剪叉机构的动力稳定性随着其柔度的增加而减小的结论[12]

参考文献

[1] 莫亚梅,张兴国,袁国秋,陈锦翔,周新星,张柏 室内变压器钟罩组合式起吊装置设计[J] 《机床与液压》2016年第14期

[2] 张宇琛,赵继云,卢宁等. 剪叉式液压升降台[J]. 液压与气动, 2011,(05):71-72

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