安全阀搬运小车设计

杨　成，张天骄，郑典琦，冯绍隆，王　霞江南大学机械工程学院，江苏无锡　214122



安全阀搬运小车设计

杨成，张天骄，郑典琦，冯绍隆，王霞
江南大学机械工程学院，江苏无锡214122

摘要本项目组设计一款灵活实用的安全阀搬运推车，弥补现行安全阀搬运中存在的缺陷。通过强度计算，设计一种可抓取不同口径、重量的安全阀的机械臂，将机械臂安装在叉车上，由螺钉连接固定，可以与叉车分离，其主要作用是夹紧安全阀。液压叉车主要起抬起、运输作用。安全阀搬运小车车主要目的在于使安全阀校验站的搬运工作更加灵活、可操作，降低操作人员的劳动强度以及运输过程中的损耗，提高工作效率。

关键词安全阀；强度计算；机械臂；校验

安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。因此，安全阀每年至少必须校验一次。校验时需将安全阀拆下送有资质的安全阀校验机构进行校验。

现行的安全阀校验运输过程主要有2种：一是人工搬运，这种方法的仅适用于质量小，体积小的安全阀，且搬运过程不规范，容易损害安全阀，甚至可掉落砸伤搬运人员；二是通过吊索将安全阀吊起，并借助人工微扶安全阀调焦，这种方式需要较大的环境空间，灵活性低，且吊装过程缓慢，耗费时间长。

而安全阀搬运小车的设计，既弥补以上搬运过程的缺点，有提升了效率。通过可变换夹取角度的机械臂夹取、固定各种规格安全阀，利用液压叉车部件将安全阀托起离地，送至校验台。整个搬运过程轻快便捷，利于操作，而且不受场地空间的限制。

1　机械结构作用及工作原理

1.1机械结构

本项目经过调研和讨论，设计出的安全阀搬运抓取小车满足当今工作要求，可以解决现在车间搬运安全阀的不安全，不便利的问题，下图为结构示意图：

图1

1.2运作过程原理

本项目设计了图示的夹取装置，通过转动连接在丝杠上的手柄，可以控制丝杠的进退，带动连杆运动，使摆臂进行开合运动，实现托块对安全阀的夹取操作。夹取的位置一般是安全阀法兰盘上方的颈部，在这个位置的夹取以及挡板的作用可以有效的固定安全阀，而不会发生滑落或倾倒的现象。

经过实验证明，丝杠的自锁可以将安全阀夹紧，夹取装置的连接部位都利用轴进行连接。

图2

2　安全阀抓取重要零部件及其作用

承重横梁：为抓取安全阀机械结构的底座，联接手推车的重要零件。承受安全阀带来的剪切力；托块：是抓取安全阀时钳夹安全阀的工具，两只托块合实后，形成的正方形口能有效夹住安全阀的颈部；摆臂：连接托块，并通过轴与承重横梁连接在一起，有类似于手臂的作用，控制着托块；挡板：以防夹取安全阀时安全阀的倾倒，抵住安全阀，防止安全事故发生丝杠：上有螺纹状，丝杠的前后作用控制托块张合大小；连杆：连接底部和摆臂，起传递作用；底部：将两只连杆连接在一起，被螺丝杆穿接。它的运动可以控制连杆进而控制摆臂进使托块有效的张合以适应不同大小的安全阀。

图3

2.1关键部件强度校核

本项目预采用45钢，为了保证安全性，进行了强度校核，下面是承重横梁和摆臂的强度校核：

以安全阀最大重量1t进行校核计算：

M1=1386N*m

因为安全阀质量远大于材料重量故可认为承重横梁所受力的大小为安全阀的压力，由力矩平衡可知：

1）承重横梁

图4

故承重横梁使用45钢满足强度要求。

图5

W1为承重横梁的抗弯截面系数。

2）摆臂

图6

W2为摆臂的抗弯截面系数；

故摆臂使用45钢满足强度要求。

由上可知45钢满足强度要求，可作制作材料。

3　意义

安全阀搬运小车弥补了现行搬运中存在的效率低、灵活性差、耗时等缺点。并拥有更加灵活的搬运尺寸，搬运过程中稳定地固定安全阀，减小搬运过程中造成安全阀的灵敏度损失，并能够在相对静止的情况下讲安全阀装置校验台，实现叫高精度对接，较少安全阀以及校验台的损伤。而近年我国安全阀行业的迅速发展，安全阀的品种规格也在不断增加，应用安全阀的行业也越来越多，如石化行业、炼油行业、核电行业、火电行业等都有广泛的使用。越来越多的行业应用也对安全阀的搬运也提出了更多的要求。而安全阀搬运小车既弥补现行安全阀搬运过程中的缺陷，又可满足安全阀规格、品种增多的变化。如若将安全阀搬运小车实体化并进行升级，再形成产业链，那其潜在的市场将是巨大的，带来的经济效益也将是难以估量的。可以说它是未来安全阀搬运市场上的一个必需品，它的出现必将引领安全阀搬运市场的变革。

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中图分类号TH6

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）165-0230-02

作者简介：杨成，江南大学机械工程学院。张天骄，江南大学机械工程学院。郑典琦，江南大学机械工程学院。冯绍隆，江南大学机械工程学院。王霞，江南大学机械工程学院。