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电动葫芦起升机构模块化设计

1 电动葫芦生产与使用现状 电动葫芦是一种产量大、使用面广的轻小型起重设备。我国目前生产、使用的电动葫芦(见图1)绝大多数是1963年联合设计的CD/MD型，此外还少量生产、使用AS型和TV型电动葫芦。就其设计质量的综合评价，是不尽如人意的。电动葫芦更新换代慢，开发周期长，产品标准化、通用化水平不高，生产准备工作量大，投产上市速度慢。图1 CD/MD电动葫芦总图 电动葫芦是一种技术并不复杂，采用常规方法设计的起重设备。由于以往设计手段上的落后和设计主导思想上的影响，使设计的电动葫芦没有充分发挥其产品性能，而设计中的失误又造成极为严重的损失。一般说来，产品使用不当或制造中的质量问题具有局部性和偶然性，通常可以通过一定措施补救、修复或避免。而设计本身就存在问题的话，将是根本的、全面的加大工业节水力度，常常在使用一定时间后才发现，因而造成了相当大的损失，并难以采取补救措施，最后疲劳实验机是可以通过各种方式测试疲劳性能的机器不得不重新设计新的产品。 1.1 CD/MD电动葫芦性能参数少

30多栓塞泵年的使用实践证明，当年按中级工作制度(HB25%)设计的CD/MD系列电动葫芦，主性能参数起重量从0.1t到10t共8个吨位，1个吨位的电动葫芦仅有1个起升速度(8m/min)和1个双速起升速度(8/0.8m/min)、1个工作制度。主参数见表1。除去起升高度H=6～30m的6个规格可供选择外，用户无法选择需要的起升速度和工作制度。表1 CD/MD电动葫芦性能参数表起重量(t)0.250.起升高度(m)3～126～186～309～30起升速度(m/min)88；8/0.87；7/0.7运行速度(m/min)20；30机构工作级别M3电

动

机起

升型号ZDZDZDZDZDZDZD功率(KW)0.40.81.534.57.513转速(r/min)运行型号AOZ5024ZDYZDYZDY功率(KW)0.060.20.40.80.8×2转速(r/min)1380

1.2 设计中的缺陷

电动葫芦使用中，电机轴发生断裂，减速器箱体发生断裂，尤其是起升高度H=3植入人体后不引发首先延续的炎症或毒性反应;0m的电动葫芦，其中间轴在离心力作用下发生严重弯曲塑性变形，轴从花键中脱落，轮胎联轴器损坏。第三级齿轮设计的耐久性和静强度不合格，磨损严重以至不能传递运动或造成载荷坠落事故。空心轴设计不合格发生扭断。而由导绳器的失效、开关触点粘连和限位开关失灵等造成的事故也时有发生。减速器箱体设计刚性不足和齿轮的倾斜角(β=8°06′34″)加工误差造成啮合性能不好，产生噪声。证明产品设计质量可靠性差。 1.3 改变电动葫芦的工作级别

CD/MD电动葫芦的工作级别按照《起重机设计规范》(GB 381183)(以下简称“规范”)整改为M3(L2中，T3，1 600h)。这仅仅能做到零件设计计算上的“合格”，而改变不嘉峪关了使用的现实状况和所发生的事故。电动葫芦的起升机构总使用寿命为8a，每个工作日平均运行使用0.79h，如果载荷状态是中等，吊钩平均行程是4m，每天工作8h，起升台式机速度8m/min，那么每小时平均工作循环次数仅为5.9次。除去小型水库闸门、设备安装或检修用途外，该系列电动葫芦无法满足绝大多数用户的使用要求。 1.4 零部件通用程度差

CD/MD型电动葫芦设计时，起升机构组成的4个部件——起升用锥形转子制动电动机、减速器、卷筒装置和吊钩装置，均是单独设计，自成体系，上下左右互不关连。8个吨位、8套减速器、8种型号电动机、8套卷筒装置等。

综上所述，为了满足用户使用中对功能多样性、参数多样性及安全可靠性的要求，目前生产的电动葫芦CD/MD型及其变结构的C/M型电动葫芦必须进行换代设计。 2 电动葫芦起升机构部件模块化设计 模块化产品是指由一组特定的模块(具有一定功能和结合要素)在一定范围内组成多种不同功能或相同功能不同性能的产品。它是具有很强的适应性和灵活性的变型产品。模块化开发的基本原则是以少变应多变，用少量模块组合成多种产品，以优质、高效、低成本满足用户多样化、多层次的需求。

电动葫芦开发一是要从“质量第一”竞争策略向“快速响应市场”的竞争策略转移；二是从“适应型质量”向“满意型质量”转移，应用刹车马达CAD技术和虚拟制造技术(VM)快捷地设计新产品。虚拟制造技术可以保证模块部件布局设计、零部件运动合理性，保证运动干涉、零件强度、刚度以及零件仿真、验证设计的正确性。避免零件制成后在装配时才发现配合性和装配性错误，或是产品在使用时发现零件设计中的错误。