一、实施背景
保养过程中,拆检车辆轮胎、轮毂、转向节等配件时,需使用千斤顶并使其放置在平整、坚实的工作面上。我们修理分公司厂房搬迁时,发现新厂区工房地沟宽度大于大客车
设置的千斤顶支撑点的宽度,致使千斤顶没有摆放位置。经多方了解发现这种情况普遍存在。千斤顶使用是否规范将直接关系到地沟中进行底盘施工作业人员的生命以及企业财产安全。面对新问题,修理分公司把安全生产、绿色维修作为第一要务,组织力量积极应对,设计出定向可伸缩式千斤顶垫板,在实际应用中取得良好效果。
二、具体做法
(一)基本构成
定向可伸缩式千斤顶垫板的主要组成部件是1段槽钢,长为1180mm。主要功能部件为4只滑轮。滑轮由插销轴、导向套筒、弹簧、滚轮、滚轮轴等配件构成。其设计尺寸根据槽钢的截面形状(如图1所示)、公称尺寸,腰高,腿宽,腰厚等参数确定。尺寸设计尤其是导向套筒上的插销滑槽的槽口尺寸、位置是此项目关键。加工该组配件应用到工艺有车削、铣磨、焊接等。
(二)设计思路及工件尺寸
1.选择垫板
在地沟边沿处铺搭垫板,使千斤顶置于其上。垫板所使用的材料应具有平整、坚韧的特点,一方面为千斤顶提供稳固的工作面,另一方面增大受力面积,预防千斤顶倾斜,消除安全隐患。
与木质材料相比较,金属的强度与韧度性能更加具有优势,缺点是保存不当易发生锈蚀,自重大不易搬运。基于上述情况,截取1段长为1180mm,规格为40#B400* 102* 12.5mm)即腰高为400mm,腿宽为102mm,腰厚为12.5mm的槽钢为千斤顶垫板。表面以喷刷涂层的方式做防腐处理(如图2(a)所示)。其单位长度理论质量为65.208kg/m,即该段槽钢自重约为76.9kg。
2.设计装配滑轮
在使用过程中,怎样解决垫板的搬运问题呢,垫板工作区域仅限于地沟凹槽上,在垫板底部采用滑轮设计。当车辆停放进地沟上,工人移动垫板至适当位置,安全便捷,省时省力。但是,当千斤顶置于其上,且负重时,要求垫板必须要稳固,以防千斤顶倾斜。因此,考虑底部加装的滑轮应具备伸缩功能。当千斤顶工作时此垫板底座(如图2(b)所示)受力,滑轮收缩进槽钢腿内,满足千斤顶使用要求。
3.滑轮组件的加工制造尺寸及其功能
滑轮组件主要包括滑轮、插销轴(如图4所示)、滚轮(如图5所示)及滚轮轴、压缩弹簧、与导向套筒(如图7所示)等组成,其设计思路:一方面插销轴上的插销(如图8所示)对套筒起到连接、竖直方向限位作用,另一方面,导向套筒上的直槽口对滚轮沿地沟凹槽滚动起到限定作用。压缩弹簧实现伸缩功能。
4.滑轮中弹簧的选择
如图9所示,垫板焊接4只滑轮,根据以下2种工况得出:
工况1:在垫板没有负重的情况下,滑轮所受的力仅是槽钢的自重,此时为弹簧弹力最小时。
综上所述:滑轮中每根弹簧的原长大于65mm,内径为24mm,外径为40mm,劲度系数是K为1.92×104 N/m,即压缩的型变量△L< 10mm时,至少提供192N的弹力。