新型拉杆箱设计

2024-06-17

新型拉杆箱设计（共4篇）

新型拉杆箱设计篇1

1 引言

目前市场上普遍存在的附带凳子的拉杆箱, 只是简单的在拉杆箱上附加一个小凳子, 只具有盛放物品的功能和座椅功能。小凳子因为是固定的高度是的一部分身高较高的人们无法舒适的休息;而且由于箱体自身较重, 体积较大, 在盛装物品或拿取物品时不方便, 无法满足便携的需要。且当前拉杆箱附带的折叠板凳, 需要依靠滑轮提供一部分支撑力, 大大降低了滑轮的使用寿命, 导致拉杆箱因为滑轮的损坏而无法继续使用。滑轮本身设计上难以承受过多的重量, 因此降低了整体的稳定性, 造成了人身安全隐患。

本文介绍的多用途的多功能拉杆箱, 重点解决了拉杆箱因轮子受力减少寿命及降低稳定安全性;因身高过高等原因坐着很不舒服;承装或者取用物品时不方便等问题。多功能拉杆箱包括:箱体、附包、折叠椅、拉杆等。

2 独立的受力结构

多功能拉杆箱所携带的折叠椅的主要支撑部位是高强度的钢材, 椅面采用符合人体功能学的软质材料, 这样减少了折叠后的空间, 使折叠椅更加轻便, 便于携带。

当需要休息而将折叠椅放下时, 折叠椅的四个支点着地, 主要受力点由拉杆箱的轮子而变成折叠椅的四个支点, 将拉杆箱的滚轮支起一定高度, 不承受任何力的作用, 从而解决了拉杆箱轮子因受力过大而减少使用寿命及降低整体稳定性而造成人身隐患的问题。同时由于折叠椅的主要支撑部位所采用的材料是高强度的钢材, 能够承受更大的力。所以整个拉杆箱体系的稳定性更高, 从一定程度上保证了其安全性。相比市场上普遍存在的多功能拉杆箱更加结实、耐用, 使用时间更长。

3 折叠椅与箱体连接

折叠椅和箱体的连接部分巧妙的将伸缩拐杖原理应用在其中。折叠椅位于箱体侧部, 通过连接机构与箱体连接, 箱体的侧部的连接机构一部分位于箱体上, 另一部分位于折叠椅上。位于箱体上的部分带有卡槽, 位于折叠椅上的部分带有可伸缩的卡扣。当使用时压下卡扣, 同时用力上下拉动折叠椅, 至各人舒适的位置, 松开后位置即固定, 然后展开折叠椅即可。

这样设计的折叠可以通过对卡扣位置的调整, 根据每个人不同的需求将折叠椅摆放到不同的高度, 更加人性化, 更加符合人力工程学, 坐着更加舒适。

4 附包的设计

相比市面上的多功能拉杆箱, 本文介绍的多功能拉杆箱的另一大亮点便是在箱体与折叠椅连接的侧面上, 设计了附包。因此, 增加了的副包可以方便盛装一些零散物品, 例如手机充电器, 耳机, 化妆品等, 在使用的时候更加方便拿取。

附包位于箱体与折叠椅的间隙中, 既节省空间又可以保证在拿去东西的时候十分的方便快捷。

5 结束语

该多功能拉杆箱在原有拉杆箱及其座椅功能上做了三项改进, 包括座椅独立支撑结构, 座椅随拉杆升降及座椅的中空型立体结构可以当做附包使用, 极大地提升了拉杆箱的功能性、稳定性和安全性。具有较好的创新性, 而且可行度很高, 一旦得到实施将对拉杆箱生产企业带来较大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]姜阳, 辛世杰, 吕鸣, 等.双螺纹副伸缩式千斤顶研究[J].森林工程, 2013, 29 (1) :57-60.

[2]葛安华, 陶鹏, 李权章.基于ADAMS的采伐联合机臂系运动学仿真分析[J].森林工程, 2012, 28 (2) :33-37.

[3]胡晓峰, 黄占华.羧甲基纤维素/蜜胺树脂相变纳米储能材料的制备与表征[J].森林工程, 2012, 28 (4) :61-64.

[4]张长杰, 刑艳秋, 霍达, 钟颖, 李铎.小型家用洗杯器的设计与开发[J].森林工程, 2012, 28 (4) :45-46.

飞机铝合金收口拉杆的设计研究篇2

飞行操纵系统是飞机的重要功能系统, 机械的飞行操纵系统分为软式操纵和硬式操纵。在硬式机械操纵系统中, 拉杆是主要的部件, 不仅可以承受拉、压力, 并能将驾驶员发出的操纵信号发送至舵面, 控制飞机在空中的飞行姿态[1]。为保证硬式操纵系统响应快、死区小, 拉杆的刚度、强度设计是非常重要的, 另外为提高飞机的商载, 在满足功能和安全的前提下, 减小系统的重量也非常重要。传统的操纵拉杆采用铝合金铆接拉杆, 即铝合金管子与钢接头铆接后, 钢接头攻螺纹与杆端轴承连接, 其结构形式复杂、装配步骤繁琐、重量吃亏。近些年, 国外一些飞机上采用了铝合金收口拉杆, 是将铝合金管子收口端采用挤压成型工艺收口, 攻螺纹, 再与杆端轴承连接, 形成拉杆组件。本文根据多年的拉杆设计及制造经验总结出铝合金收口拉杆的设计方法。

1 铝合金收口拉杆的设计

1.1 拉杆管子收口段的尺寸设计及制造公差要求

拉杆管子的表面质量及长度公差应符合HB7181-1995的要求, 局部椭圆度允许在外径公差范围内[2]。

1.1.1 管子收口段的尺寸设计

根据拉杆的受力情况和长度选择管子的外径D和壁厚s, 然后由所选择的杆端轴承[3]或叉耳的螺纹及螺杆的长度, 确定管子收口段内径d (收口部分的内径尺寸d应满足加工螺纹的需要) 及长度L, 见图1。

过渡段的锥度供模具设计用, 经试验得出, 管体外径不超过38 mm时, 过渡段的锥度为12°最为合理。

由于管子收口段采用挤压成形工艺, 若收口段长度L过长, 外径d1过大, 挤压过程中收口段容易出现褶皱、裂纹等问题, 所以一般L不超过27 mm。考虑管子收口段的强度, 即按收口段内螺纹大径计算, 管子收口段截面积与管子管体部位的截面积尽量相等:

因此, 收口段外径

d1=姨s (2D-s) +d2。

初步确定d1的尺寸后, 可根据收口段内螺纹小径, 计算管子收口段截面积与管子管体部位截面积之比, 根据经验比值不大于1.2较合理[4]。

铝合金收口拉杆分为可调拉杆和不可调拉杆。拉杆管子的端头设计止动垫圈的卡槽, 不可调拉杆的卡槽为半圆槽, 可调拉杆的卡槽为矩形槽。需要在收口段端头位置留出扳手操作的位置, 如图2所示。

1.止动垫圈2.止动垫圈卡槽3.扳手操作处4.安装搭铁线卡箍5.左螺纹标记

1.1.2 管子收口段的制造公差要求

拉杆收口区域壁厚应均匀, 其同轴度要求为

式中:еmax为内、外圆之间的最大壁厚;еmin为内、外圆之间的最小壁厚。

收口区域的外径对于管子本身外径的同轴度不大于0.015D, 管体垂直度公差见图3。

1.2 管子收口段缺陷

拉杆管子收口后不允许有裂纹。每根拉杆上的微小的表面缺陷 (如划伤、压伤、皱褶等) 不允许超过4处, 其缺陷深度应在管子壁厚尺寸公差范围内。且应从每检验批同一规格产品中随机抽取1根采用破坏方法来证实是否有上述缺陷。

1.3 管子的表面热处理及喷漆

收口后的管子按规范进行热处理。热处理后拉杆内、外表面首先进行阿洛丁化学处理, 外表面涂2层底漆, 1层面漆。

对装有搭接线卡箍的拉杆, 在收口一端管子外表面处留出宽度6 mm区域不涂漆。喷漆之后, 在拉杆管体的中部打拉杆号和检验印 (水墨印) 。

2 拉杆管体的试验及验收规则

收口拉杆管子成型后安装工艺试验接头。工艺试验接头的英制螺纹应按SAE AS8879制造;螺纹拧入拉杆管子内的长度不小于24 mm。

2.1 试验

1) 轴向拉伸限制载荷试验:将拉杆安装在静力拉伸机上进行纵向拉伸, 沿拉杆轴线方向加载轴向拉伸限制载荷。保持载荷1 min后松弛。试验后不得出现永久变形。

2) 纵向弯曲破坏极限试验:将拉杆夹持在试验机上, 沿拉杆轴线方向加载纵向弯曲破坏极限载荷 (压负载) , 并使该载荷值保持3s, 然后再慢慢地松弛, 试验后不允许塑性变形。

3) 轴向拉伸破坏试验:将拉杆安装在静力拉伸机上进行纵向拉伸, 沿拉杆轴线方向逐步把载荷增加到轴向拉伸破坏极限载荷, 并在该载荷下保持3 s。然后慢慢将载荷增加, 直至将拉杆拉断, 其破坏强度不应低于规定的破坏载荷。试验过程中记录拉杆的延伸率。

4) 荧光检查:对收口后的管子, 在收口过渡区域外表面进行100%荧光检查, 不允许有裂纹。

2.2 验收规则

1) 逐件检验:轴向拉伸弹性极限试验前, 每根拉杆的零组件都应按图纸和本技术条件检查其材料、结构、尺寸、表面处理、表面质量和标记。

2) 轴向拉伸弹性极限试验检查:每根拉杆按2.1节进行轴向拉伸弹性极限试验, 试验后按要求进行荧光探伤检查, 不允许有裂纹。

3) 检验批:由同一种材料、同一种规格 (即外径、壁厚及螺纹相同) , 同一时间内产品, 并按相同的工艺规范制造管子。

4) 抽样检查:从提交验收的每批产品中随机抽5% (每种规格的管子至少抽1根) 作为使用样件。如不合格再抽2倍的试件检查, 如再不合格则全批报废。

3 拉杆的装配

拉杆两端装有接头, 所有连接处的结构, 都应设计成防止松动和抗疲劳破坏的形式。拉杆的自振频率一般应在飞机发动机振动频率 (±300 Hz) 之外。

不可调拉杆在连接处通过普通六角螺母和止动垫圈锁紧, 拉杆装配完成后在锁紧部位用热缩套固封。可调拉杆在连接处通过带锁线孔的螺母和带径向齿纹的锁紧垫圈锁紧拉杆装配调整完成后, 用锁线将螺母和锁紧垫圈锁紧。

对每根拉杆组件 (首批) 都需进行固有频率测试试验[6]。

4 结论

1) 硬式操纵系统采用收口式的铝合金拉杆, 在考虑重量的前提下, 完全满足操纵系统的实际应用。

2) 铝合金收口拉杆通常都采用杆端轴承, 避免了轴承收压带来的安装误差;同时, 杆端轴承采用小游隙的自润滑滚珠轴承, 减小了系统间隙和摩擦力, 缓解了操纵系统的延迟, 提高系统的操纵性和安全性。

3) 与传统铆接拉杆相比, 收口拉杆具有成型好、重量轻、装配方便的特点。

4) 目前, 铝合金拉杆的收口工艺已经比较成熟, 且应用至多种用途的直升飞机上, 随着收口工艺的发展, 收口拉杆将会应用到各种飞机上。

参考文献

[1]徐鑫福, 冯亚昌.飞机飞行操纵系统[M].北京:航空航天大学出版社, 1989.

[2]HB7181-1995飞机操纵拉杆通用规范[S].

[3]HB6475-1990收口操纵拉杆技术条件[S].

[4]郭玉瑛.飞机设计手册:第3册[M].北京:航空工业出版社, 2000.

新型拉杆箱设计篇3

斗轮堆取料机是现代化工业大宗散装物料连续装卸的高效设备, 目前已广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料 ( 矿石、煤、焦炭、砂石) 存储料场的堆取作业[1]。斗轮堆取料机由斗轮机构、前臂架、前臂架带式输送机、上部结构、回转平台、门座、行走机构、回转机构、尾车、拉杆系统等部件和机构组成。斗轮堆取料机的前臂架一般由双工字梁通过回形筋板焊接而成, 其长度一般在20~60m之间, 在前臂架的头部有一质量为6~20t的斗轮机构, 在靠近斗轮机构处两根拉杆通过销轴连接起前臂架, 拉杆的另一端连接在立柱顶部, 前臂架的尾部通过销轴与立柱下部相连, 前臂架上面布置带式输送机用于物料的输送[2]。

前臂架、斗轮机构、皮带机系统、物料等重力均由前臂架钢结构与前拉杆承受。前臂架与皮带机系统的载荷可以近似认为两侧工字梁均分, 引起的前拉杆拉力是相等的。但是斗轮机构是布置在前臂架的一侧工字梁上, 这一侧前拉杆承受的拉力也因为斗轮机构的偏心布置影响变大了。这样前臂架两侧工字梁受力不同, 引起两侧前拉杆受力不同, 前臂架的垂向变形不同, 使前臂架处于一种受扭状态, 造成两侧工字梁的回形筋受垂向载荷, 因此我们有必要, 采取措施, 减小这种偏差引起的变形。

2 前拉杆受力分析

我们以一台太原的斗轮堆取料机为例, 其前臂架工字梁结构的受力分析如图2、图3 所示, 我们取前臂架水平工况, 其中GA代表前臂架及皮带机系统的自重、GB代表斗轮机构的自重。由于自重影响, 斗轮侧和非斗轮侧的拉杆拉力分别为F1和F2, 忽略拉杆自重产生的影响, 计算拉杆受到的拉力及变形。

两侧的拉杆, 其弹性模量:

1 号拉杆为有斗轮侧, 2 号拉杆为无斗轮侧。两根拉杆弹性模量E和初始长度相同, 即l1=l2。则有:

当两根拉杆横截面积相同时, 产生的变形与拉力成正比。两根拉杆受力不同, 即F1≠F2的时候, 两侧拉杆的伸长量不同, 此时要使前臂架还能保持水平不受扭, 可以有以下两种方法。

2.1 缩短斗轮侧拉杆长度

在拉杆横截面积相同的情况下, 拉杆的伸长量与拉杆受到的拉力成正比。因此减少斗轮侧拉杆长度, 可以达到目的:拉杆受力状态下, 前臂架呈水平状态不受扭。减少的长度为:△l=△l1-△l2。太原斗轮机的参数为:拉杆设计长度l=21000mm, 横截面积A=10000mm2, 斗轮侧拉杆受到的拉力为:F1=480k N, 非斗轮侧拉杆受到的拉力为:F2=400k N, 钢材的弹性模量为:E=2.1e5N/mm2。

斗轮侧拉杆产生的变形量为:

无斗轮侧拉杆产生的变形量为:

用有限元模型计算, 当拉杆承受前臂架重力时候, 产生的变形水平如图4 所示;垂直变形如图5 所示。

拉杆原长, 水平方向长度为16800mm, 垂直方向长度为12600mm, 从有限元计算结果看:

斗轮侧的拉杆变形结果为:

无斗轮侧拉杆变形结果为:

有限元计算结果与公式计算结果非常接近 (因为前臂架两侧工字梁中间有筋板相连, 有一定的刚度) 。要实现斗轮侧与非斗轮侧拉杆工作时候, 前臂架水平不受扭, 斗轮侧拉杆需要预先减少长度为△l=0.8mm, 在有限元模型中, 加入预应变:

ε=△l/l=0.8/21000

如图6所示。

计算变形, 水平变形结果如图7, 垂直变形结果如图8 所示。

有限元计算结果显示, 两侧拉杆受力后, 变形基本一致。

2.2 增大斗轮侧拉杆横截面积

从公式3) 可以发现, 即要使斗轮机前臂架两侧拉杆产生相同的变形量, 拉杆横截面积之比要与受力之比相同。

设非斗轮侧的拉杆横截面积为A2=10000mm2, 则斗轮侧的拉杆横截面积

计算变形, 水平变形结果如图9, 垂直变形结果如图10 所示。

有限元计算结果显示, 两侧拉杆受力后, 变形基本一致。因此, 通过增加斗轮侧前拉杆的横截面积, 也可以使斗轮堆取料机前臂架水平而不发生扭曲。

3 结论

对于斗轮堆取料机前臂架, 由于斗轮在前臂架的一侧, 造成两侧拉杆受力不同, 如果使用完全相同的两根拉杆, 会造成前拉杆受拉变形量不同, 进而造成前臂架不平而受扭。

本文提出的通过预先减短斗轮侧拉杆长度或者增加斗轮侧拉杆的横截面积, 可以使前拉杆受拉变形后, 前臂架的两侧工字梁近似处于同一平面, 消除受扭情况。

两种处理方式都可以实现相同的效果, 那么实际工程中, 该选用哪种处理方式呢? 我们需要进一步评估前拉杆的两种处理方式。

两根拉杆由于受力大小不同, 采用第一种处理方式:预减少斗轮侧拉杆长度。可以通过调节拉杆连接板长度, 处理简便。易实现。采用第二种处理方式:增大斗轮侧拉杆横截面积。可以实现两侧拉杆拉应力相同, 即两侧拉杆, 受力大的, 横截面积大, 有相同的安全系数, 使拉杆受力更合理。材料的利用和设备安全性更好。因此, 第一种方法简单, 便捷;第二种方法偏安全, 合理。

摘要：斗轮堆取料机, 前臂架一般由两根工字梁组成, 由于斗轮近似在前臂架的一侧, 造成两根拉杆受到的拉力不等, 进而造成前臂架两侧不平而受扭。本文通过分析弹性模量表达式, 找到改善方法, 进而评估两种方法的优劣, 为斗轮堆取料机前拉杆的设计, 提供帮助。

关键词：斗轮机,前拉杆,研究

参考文献

[1]百度百科-斗轮堆取料机[OL].

[2]万正喜, 丁宁.斗轮堆取料机前臂架受力分析及优化设计[J].起重运输机械, 2013.

新型拉杆箱设计篇4

夹具系统对于确保产品满足设计要求以及稳定产品质量非常重要,其设计既包括新设计,也包括适应性设计和变型设计。它属于工程设计的范畴,但又有着不同于一般工程设计的特点。

(1)针对性强,设计时只有全面了解和掌握产品零件的要求,工艺过程的安排以及所使用的机床、刀具等的具体情况才可能提出合理可行的最佳方案,确定最合理的定位、夹紧装置。

(2)夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用,特别是夹紧装置中动力源及传动机构的设计对夹具结构影响最大。

(3)保证加工精度和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务,而保证加工精度又是第一位的。设计时必须重点把握定位方案的确定和精度分析。

(4)设计周期短,一般不进行强度、刚度计算。设计时多采用参照法或凭经验确定的办法来保证受力件的强度和刚度,通常不进行详细计算,有时采用简便公式或图表作为设计参考。

2. 零件加工技术要求及回转面加工工艺规程

国产CA1440超重型越野车采用全驱动,三轴转向设计。转向运动由前两轴和最后一轴共同偏转产生,前后转向轴运动通过级联拉杆传递。汽车转向时前后轴和左右轮运动要求严格同步,否则微小的偏差经过级联放大,将对全驱动的车造成严重后果。

前桥转向横拉杆臂是汽车转向系统的一个重要部件,如图1所示。其加工精度直接影响到转向时左右轮运动的协调及前后轮运动的同步。其回转面由于尺寸公差严格,加工精度高,且零件异形,使用通常的夹具夹装困难,无法保证重要加工面的加工精度,加工难度大。故需要设计专门夹具进行夹装。

由零件图可知,零件加工应保证的主要加工技术要求为回转面上锥孔的垂直度。

根据零件的技术要求和加工生产的技术条件,拟定出合理的工艺方法和工艺规程方案,如表1所示。

考虑到工序、加工精度等因素,加工所用机床采用T611B型卧式镗床。

3. 回转面加工夹具结构方案

3.1 确定工件定位方案

由零件图可以看出,待加工平面为两个回转端面和开口为Φ38mm、斜度为1:10的锥孔。

根据零件加工面的位置精度要求,选择定位方案时,首先分析应消除的自由度数目,要保证该零件底面的平面度要求和底面上孔位置精度就必须限制6个自由度。定位基准的选择如图2所示。采用圆柱销和棱形销定位精度高,效果较好。

定位销的尺寸和公差设计确定如下:

(1)两定位销中心距及公差

两销中心距以平均尺寸为基本尺寸,偏差取工件对称分布偏差的1/5～1/3。

(2)圆柱销直径d1的基本尺寸及公差

圆柱销d1以工件相应孔D1的最小极限尺寸D1min为基本尺寸,公差取g6。

(3)菱形销直径d2的基本尺寸、公差和宽度

菱形销宽度尺寸b—般按GB2203-80所推荐数值选取。

按选定值b,根据公式(mm)算出△2min。

菱形销的基本尺寸d2为:

3.2 对刀和导向方式的选择

定位方案确定后即应考虑引导方式和元件结构。考虑到加工面的精度要求,宜采用对刀块定位方式。对刀块如图3所示。

3.3 确定夹紧方案

根据夹紧装置设计的基本要求,夹紧力的方向应垂直于主要定位平面。由于该零件属中批量生产,外形不规则,故采用手动夹紧。

3.4 设计夹具体,形成夹具结构图

根据待加工表面的位置情况,绘制回转面加工夹具结构图如图4所示。

3.5 夹具精度分析

工件以一面两孔定位时,其基准不重合误差应分为两项分别计算:

(1)纵向误差是指工件在两孔的连心线方向上工序基准的极限误差(△DW(Y))。采用双孔定位时,夹具上圆柱销的几何中心应为元件基准,工件上孔1的几何中心为其工序基准,由于配合间隙的存在,二者不重合。此外,孔1与圆柱销1间的配合间隙,始终小于菱形销的削边量,又因工件为一整体件,工件在两孔连心线方向上的基准极限位置误差,只能受到孔1与圆柱销间配合间隙的影响,故纵向误差应为:

式中:δD1——定位圆孔直径公差;

δd1一—圆柱销直径公差;

△1min——第一定位圆孔与圆定位销间的最小间隙.

考虑到定位圆孔与定位销之间的最大配合间隙及每个定位销的外圆径向跳动量δ1及δ2误差,确定定位圆孔的配合关系

(2)转角误差双孔定位时,除纵向误差外,工件上两孔中心连线还可能绕X轴发生偏转,故使工序基准(两孔连心线)与元件基准(两定位销中心连线)不相重合,其最大转角误差为:

式中:δD2——定位圆孔直径公差;

δd2——圆柱销直径公差;

△2min——第二定位圆孔与菱形销间的最小间隙。

以上各项误差值未超过工件位置精度的2/3,因而该夹具可以满足加工要求。

4. 结束语

采用专用夹具对前桥转向横拉杆臂进行机械加工,其回转面加工夹具的设计方案采用“一面双孔”组合定位,对刀块的对刀方式,能够准确地确定工件相对于刀具的相互位置,保证了加工精度,提高了劳动生产率,有着较好的技术和经济效益。

摘要：专用夹具是根据零件机械加工工艺过程中某一工序而专门设计的。由于不考虑通用性，故结构紧凑、操作方便，可以保证较高的加工精度和劳动生产率。文中根据某国产超重型越野车前桥转向横拉杆臂零件回转面的技术要求和加工生产的技术条件，拟定合理的工艺方法和工艺规程，完成专用夹具设计。