专利名称：大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种吊具，尤其是ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置。
背景技术：
用带筋铝板制作分段是造船行业近些年制作分段采用的新材料新エ艺之一，此种带筋铝板是由窄条的铝合金板经焊接拼成。作为不可或缺的生产行为，如何完成外形尺寸为IOOOOmm(长)X3OOOmm(宽)Xanm(厚)；筋高100mm;重量最大约为IOOOKgs的大规格铝板的吊起、搬运及180°翻转动作成为了ー个难题。同时根据后续エ艺的要求在该成型材料的翻转过程中的任何位置均可停顿，同时又要保证不能对带筋铝板造成永久变形和损伤。显然由于铝合金本身不具备磁力作用性，如采用常规的吊带兜吊或者利用吊夹具等方式均会给带筋铝板造成永久性变形和永久性损伤，无法满足后续制造エ艺的要求。目前起重机械中最常用的吊具、吊钩，还是其它吊环、电磁吸盘、夹钳等，由于的上述吊具必须通过对所吊エ件进行捆扎绑定，或者在エ件上开孔才可方便吊送；电磁吸盘仅针对磁性物件有效，夹钳直接对エ件表面施加压カ，容易对エ件表面造成损伤。显然上述设备均无法实现大规格带筋铝金板的无损吊运，更谈不上与造船エ序中的协调配合。
实用新型内容本实用新型的目的g在提出ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，既能够吸吊带筋铝板等不具备磁力作用性、易损坏，不适用于传统吊钩和电磁吸盘等吊具吊送的エ件，同时又能够实现エ件的同步翻转机。这种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空吸盘式吊运装置包括C型梁架机构、真空吸附机构、翻转驱动机构、吊排机构和辅助机构；其中，所述的C型梁架机构为平行设置的C型梁Al和C型梁B构成的门型悬臂式架体；所述的吊排机构包括若干下部设有真空吸盘的吊架、以及将所有吊架穿套连接在一起的主梁，所述的主梁20穿置在构成C型梁架机构的两平行设置的C型梁A和C型梁B底部梁体末端的两空心轴承中；所述的翻转驱动机构由同样设置在C型梁A和C型梁B底部的翻转电机及匹配的驱动电机、驱动齿轮和翻转齿轮构成；所述的真空吸附机构由设置在C型梁架机构上部辅梁上的真空泵组合件、以及经导气管与真空泵组件连接的真空蓄能器、单向阀及真空吸盘构成。所述的C型梁架机构包括两平行设置的C型梁A、C型梁B构成的门型主架，两C型梁之间由自上而下设置、起连接和固定作用的辅梁、上支撑梁、中支撑梁、底部支撑梁和底部辅梁；所述的辅梁和上支撑梁设于C型梁A和C型梁B的上部，所述的中支撑梁设置于C型梁A和C型梁B的垂直部，所述的底部支撑梁和底部辅梁设置于C型梁A和C型梁B的下部，并在两所述C型梁底部末端梁体上设有与主梁配合的空心轴承。所述吊排机构包括主梁以及与主梁相垂直、分布在主梁上的若干吊架，所述吊架、的通过架体中部设置的吊架套环与主梁滑动套接，所述吊架下端设有若干带有手动球阀的真空吸盘。所述的真空吸附机构包括真空泵组件、两套真空蓄能器、若干组真空吸盘以及导气管(图中未给出)；其中构成真空泵组件的无油真空泵通过三通阀经导气管分别与承担蓄能器作用的主梁和底部辅梁、上部辅梁、分配器、真空单向阀、真空过滤器以及交叉分布在吊架上配有手动球阀的多组真空吸盘构成两组互为独立的真空吸附机构。所述的翻转驱动机构包括两分设在C型梁A、C型梁B底部梁体上的驱动电机、驱动齿轮和翻转齿轮；其中所述的两驱动电机分别设置在主梁与空心轴承的连接处的主梁侧边梁体上，所述驱动电机的输出轴端设有驱动齿轮，所述的翻转齿轮固定在紧挨空心轴承主梁上，并与驱动电机穿过主梁输出轴端的驱动齿轮啮合连接，由此构成由驱动齿轮通过传动齿轮带动主梁翻转的翻转驱动机构。所述的辅助机构包括吊耳、操作手柄、报警灯和电控箱；所述的吊耳有三个，呈三角形布置在C型梁架机构上部，用以连接行车、吊钩等吊具；所述的报警灯设置在C型梁架A和C型梁架B上；所述电控箱设置在底部支撑梁、底部辅梁之间的电控箱安装板上。所述的真空泵组件设置在辅梁和上支撑梁之间的真空泵安装板上。所述的真空蓄能器分别由中空的辅梁和主梁构成。根据以上技术方案设计的这种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，具有结构简单，制造、使用及维护成本较低，不损伤エ件，上下エ件迅速，适用于多种エ件材料的特点，同时，有效解决了传统真空吊装装置定位精度差，吊送安全系数低的缺陷。在实际应用中具有以下特点I、可以进行对焊接中或焊接后的铝合金带筋板实现水平搬运；这对于实现板材的无损搬运和下料加工是极为有益的；2、可以进行90°翻转，并可实现任何角度停的停顿，适宜部件装配；3、可以进行180°翻身，其中任何角度的停顿，不仅可以用于附件装配，而且也有利于铝合金板翻身施焊。
图I为本实用新型装置的整体结构示意图；图2为C型梁架及其附设构件的安装结构示意图；图3为图2A部放大图；图4为图2B部放大图；图5为真空系统的组成原理示意图；图6为实施例I的带筋铝板剖面图。图中I-C型梁A 2-辅梁3-真空泵4_吊耳5_连接板6_上支撑梁7_C型梁B8-报警灯9-中支撑梁10-电控箱11-真空单向阀12-扶手13-底部支撑梁14-底部辅梁15-驱动电机16-吊架17-吸盘18-吸盘套环19-吊架套环20-主梁21-翻转齿轮22-驱动齿轮23-真空泵安装板24-空心轴承25-电控箱安装板26-三通阀27-真空单向阀28-真空过滤器29-真空压カ表30-分配器31-手动球阀32-真空压カ开关33-无油真空泵34-导气管35-铝合金带筋板36-筋部37-连接焊缝。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实例来对这种可翻转真空吸盘吊排装置进行进一歩的详细说明，以求更为清楚明白地阐述其结构和使用方式。如图1、2所示的这种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空吸盘式吊运装置包括C型梁架机构、真空吸附机构、翻转驱动机构、吊排机构和辅助机构；其中，所述的C型梁架机构为平行设置的C型梁Al和C型梁B7构成的门型悬臂式架体；所述的吊排机构包括若干下部设有真空吸盘17的吊架16、以及将所有吊架16穿套连接在一起的主梁20，所述的主梁20穿置在构成C型梁架机构的两平行设置的C型梁Al和C型梁B7底部梁体末端的两空心轴承24中；所述的翻转驱动机构由同样设置在C型梁Al和C型梁B7底部的翻转电机及匹配的驱动电机15、驱动齿轮22和翻转齿轮21构成；所 述的真空吸附机构由设置在C型梁架机构上部辅梁2上的真空泵组合件3、以及经导气管与真空泵组件3连接的真空蓄能器、单向阀及真空吸盘构成。所述的C型梁架机构包括两平行设置的C型梁Al、C型梁B7构成的门型主架，两C型梁之间由自上而下设置、起连接和固定作用的辅梁2、上支撑梁6、中支撑梁9、底部支撑梁13和底部辅梁14 ;所述的辅梁2和上支撑梁6设于C型梁Al和C型梁B7的上部，所述的中支撑梁9设置于C型梁Al和C型梁B7的垂直部，所述的底部支撑梁13和底部辅梁14设置于C型梁Al和C型梁B7的下部，并在两所述C型梁底部末端梁体上设有与主梁20配合的空心轴承24。所述吊排机构包括主梁20以及与主梁20相垂直、分布在主梁上的若干吊架16，所述吊架16的通过架体中部设置的吊架套环18与主梁20滑动套接，所述吊架16下端设有若干带有手动球阀31的真空吸盘17。所述的真空吸附机构包括真空泵组件3、两套真空蓄能器、若干组真空吸盘17以及导气管(图中未给出)；其中构成真空泵组件3的无油真空泵33通过三通阀26经导气管分别与承担蓄能器作用的主梁20和底部辅梁13、上部辅梁2、分配器30、真空单向阀27、真空过滤器28以及交叉分布在吊架16上配有手动球阀31的多组真空吸盘17构成两组互为独立的真空吸附机构。所述的翻转驱动机构包括两分设在C型梁Al、C型梁B7底部梁体上的驱动电机15、驱动齿轮22和翻转齿轮21 ;其中所述的两驱动电机15分别设置在主梁20与空心轴承24的连接处的主梁侧边梁体上，所述驱动电机15的输出轴端设有驱动齿轮22，所述的翻转齿轮21固定在紧挨空心轴承24主梁20上，并与驱动电机15穿过主梁20输出轴端的驱动齿轮22啮合连接，由此构成由驱动齿轮22通过传动齿轮带动主梁20翻转的翻转驱动机构。所述的辅助机构包括吊耳4、操作手柄、报警灯8和电控箱11 ;所述的吊耳4有三个，呈三角形布置在C型梁架机构上部，用以连接行车、吊钩等吊具；所述的报警灯8设置在C型梁架A和C型梁架B上；所述电控箱10设置在底部支撑梁13、底部辅梁14之间的电控箱安装板25上。所述的真空泵组件3设置在辅梁2和上支撑梁6之间的真空泵安装板23上。所述的真空蓄能器分别由中空的辅梁2和主梁20构成。[0033]所述的翻转齿轮21为圆周大于180度小于270度的弧形齿轮。所述的驱动电机15输出轴端的驱动齿轮22上设有限位机构。以下结合生产实际，进一歩描述本实用新型。待吊装エ件为带筋铝板，表面无透气性。带筋铝板特性外形IOOOOmm(长)X 3000mm (宽)X 8mm (厚)。筋高100mm，筋间距250mm，方向纵向排列。重量最大约为IOOOkgs。根据带筋铝板エ件表面特性来看，筋间距250mm中最平坦距离是65mm左右，则 只可选择尺寸小于65mm的真空吸盘17，由于真空吸盘17直径小，因此单个真空吸盘17所产生的吸カ也较小，吊送エ件所需真空吸盘17的数量则需较多。此处选用尺寸为55mm X 300mm的椭圆形真空吸盘17，真空吸盘数量为48个，单个吸盘的吸カ为25kgf (在60%真空度下測定)，总吸カ达到25kgfX48 = 1200kgf，满足吊送要求。由于真空吸盘17数量较多，为使每个真空吸盘17与板材表面充分结合密封，在各吸盘上均设置有缓冲支架和万向铰接固定器，利用缓冲支架和万向铰接固定器的自调节功能使各真空吸盘17与板材表面充分结合密封，同时在真空吸盘17上部均配有手动球阀31。为保障真空吸盘17吊送的可靠性，本实用新型设置有真空蓄能器，真空蓄能器可以弥补真空吸盘17由于泄露造成的真空度下降，致使真空吸盘17吸力不足，有效防止エ件掉落，提高吊送的安全系数。真空蓄能器的另ー个作用是当本实用新型装置突然断电时，使系统的真空压カ由最高下降至30%时所需的时间大于等于5分钟，为操作员避险和紧急处置留出充裕的时间。由于真空蓄能器不是压力容器。因此，本装置利用连接两C型梁架上设置的辅梁2和吊排上设置的主梁20的内部空间作为分别能保持一定真空度的两路真空蓄能器。其中辅梁2 的内部尺寸为 130mmX130mmX2500mm = 42250000mm3 = 42. 25L,由此构成
ー个真空蓄能器。其主梁20 的内部尺寸为 IOOmmX IOOmmX8000mm = 80000000mm3 = 80L,由此构成
另一真空蓄能器。为了避免当真空吸盘17或分配器30路泄露造成负载掉落，通过在无油真空泵33后端设置三通阀26分成两路分配器管路，并在三通阀26后端每路分配器30管路上设置真空单向阀11进行隔离，使每路分配器30管路保持独立并使用不同顔色的气管进行区分，然后通过两路真空蓄能器分别对应连接两路吸盘，同时真空吸盘17在吊架上交错放置的方式，使得被吊エ件表面的吸附カ均匀，当某一路吸盘发生泄漏时，不会因エ件受力不均发生倾斜或弯折，更进ー步提高了本实用新型装置的可靠性和安全性。本实用新型装置还设有报警单元，当真空度不能满足搬运要求或者突然断电的情况下，报警单元通过报警灯8等报警器发出声光报警信号，提醒操作员不可以起吊或者迅速采取愿意措施，将エ装和设备下降至安全位置或安全高度。通过本实用新型装置的翻转机构，在吊装エ件的过程中，可以通过电控箱10操作驱动电机15，随着驱动电机15的转动，设置在该驱动电机15的输出轴端上的驱动齿轮22也随之转动、并同时驱动与它相互啮合的翻转齿轮21也同步转动。由此驱使与翻转齿轮21固定连接的主梁20在0-180度范围内转动。正是由于主梁20的转动，带动固定在主梁20上的所有吊架16同步翻转，从而达到控制整个铝筋板34エ件翻转的目的，驱动电机15自身带有自锁结构，可以在任意位置停留，方便操作员的安装或加工操作。由于本实施例中吊排上的主梁20较长，考虑采用2台驱动电机15。驱动电机16的计算方法I)エ件重量=1200KG，カ臂=O. 35 ；吊架17 重量=20KGX12 = 240KG，カ臂=O. 09m ；2)转轴输出扭矩Tl = 1200 X O. 35+240 X0. 09 = 442KG. M = 4420N. M ；3)大小齿轮比=4. 5 I ；4)减速机输出扭矩T2 = Tl/5 = 4200/4. 5 = 983N. M ；5)单台减速机输出扭矩T2*/2 = 933. 4/2 = 492Ν. M ；6)设定12秒翻转90度，则减速机输出转速应为5. 6r/min ；7)考虑到可靠性及安全系数，适当放大余量，參照电机減速机样本所选型号为RV90/WB120-290YEJ-0.75F1-DZ。无油真空泵33选用德国BUSCH公司的SV1040-380V-1. 25KW无油真空泵，通过不间断工作，为设备提供真空源。此真空泵3最大真空度为85 %，功率为I. 25KW，流量为40M3/h0此外，在实际使用中，本实用新型装置悬挂在起重机的吊钩上，考虑吊件在翻转过程中重心可能偏移，本实用新型装置在C型梁架上沿设置有呈三角形分布的三个吊耳4，三吊耳结构能有效防止设备由于在吸取エ件时重量分布不对称而造成的偏载，从而使エ件翻转过程中保持平稳状态。I.铝合金板材(及带筋铝板)无损搬运真空吊排装置，可对铝合金板材(及带筋铝板)进行真空吊排搬运及进行0°至180°翻转(中途任何位置均可停顿，井能控制角度)；2.为了提高真空系统的安全可靠性，避免当真空管路泄漏造成负载掉下来。把真空系统分成独立ニ路，在真空泵出口分ニ路，用单向阀作隔离，使用ニ套真空蓄能器，对吸盘分A、B两组，交错放置，并用红、蓝气管区分。3.考虑铝合金板在翻转时真空吊排离地较高，増加ー套线控按钮盒，方便使用。4.铝合金板材无损吊运真空吊排装置，可根据铝板的面积及重量设置吊排的大小和吸盘的数量。
权利要求1.ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空吸盘式吊运装置包括C型梁架机构、真空吸附机构、翻转驱动机构、吊排机构和辅助机构；其中，所述的C型梁架机构为平行设置的C型梁A(I)和C型梁B(7)构成的门型悬臂式架体；所述的吊排机构包括若干下部设有真空吸盘(17)的吊架(16)、以及将所有吊架(16)穿套连接在一起的主梁(20)，所述的主梁(20)穿置在构成C型梁架机构的两平行设置的C型梁A(I)和C型梁B (7)底部梁体末端的两空心轴承(24)中；所述的翻转驱动机构由同样设置在C型梁A(I)和C型梁B(7)底部的翻转电机及匹配的驱动电机(15)、驱动齿轮(22)和翻转齿轮(21)构成；所述的真空吸附机构由设置在C型梁架机构上部辅梁(2)上的真空泵组合件(3)、以及经导气管与真空泵组件(3)连接的真空蓄能器、单向阀及真空吸盘构成。
2.如权利要求I所述的ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的C型梁架机构包括两平行设置的C型梁A(I)、C型梁B (7)构成的门型主架，两C型梁之间由自上而下设置、起连接和固定作用的辅梁(2)、上支撑梁￠)、中支撑梁(9)、底部支撑梁(13)和底部辅梁(14);所述的辅梁(2)和上支撑梁(6)设于C型梁A (I)和C型梁B(7)的上部，所述的中支撑梁(9)设置于C型梁A(I)和C型梁B(7)的垂直部，所述的底部支撑梁(13)和底部辅梁(14)设置于C型梁A (I)和C型梁B (7)的下部，并在两所述C型梁底部末端梁体上设有与主梁(20)配合的空心轴承(24)。
3.如权利要求I所述的ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述吊排机构包括主梁(20)以及与主梁(20)相垂直、分布在主梁上的若干吊架(16)，所述吊架(16)的通过架体中部设置的吊架套环(18)与主梁(20)滑动套接，所述吊架(16)下端设有若干带有手动球阀(31)的真空吸盘(17)。
4.如权利要求I所述的ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在干所述的真空吸附机构包括真空泵组件(3)、两套真空蓄能器、若干组真空吸盘(17)以及导气管；其中构成真空泵组件(3)的无油真空泵(33)通过三通阀(26)经导气管分别与承担蓄能器作用的主梁(20)和底部辅梁(13)、上部辅梁(2)、分配器(30)、真空单向阀(27)、真空过滤器(28)以及交叉分布在吊架(16)上配有手动球阀(31)的多组真空吸盘(17)构成两组互为独立的真空吸附机构。
5.如权利要求I所述的大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的翻转驱动机构包括两分设在C型梁A(I)、C型梁B (7)底部梁体上的驱动电机(15)、驱动齿轮(22)和翻转齿轮(21);其中所述的两驱动电机(15)分别设置在主梁(20)与空心轴承(24)的连接处的主梁侧边梁体上，所述驱动电机(15)的输出轴端设有驱动齿轮(22)，所述的翻转齿轮(21)固定在紧挨空心轴承(24)主梁(20)上，并与驱动电机(15)穿过主梁(20)输出轴端的驱动齿轮(22)啮合连接，由此构成由驱动齿轮(22)通过传动齿轮带动主梁(20)翻转的翻转驱动机构。
6.如权利要求I所述的ー种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的辅助机构包括吊耳(4)、操作手柄、报警灯(8)和电控箱(11);所述的吊耳(4)有三个，呈三角形布置在C型梁架机构上部，用以连接行车、吊钩等吊具；所述的报警灯(8)设置在C型梁架A和C型梁架B上；所述电控箱(10)设置在底部支撑梁(13)、底部辅梁(14)之间的电控箱安装板上。
7.如权利要求4所述的大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空泵组件(3)设置在辅梁(2)和上支撑梁(6)之间的真空泵安装板(23)上。
8.如权利要求4所述的大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空蓄能器分别由中空的辅梁(2)和主梁(20)构成。
9.如权利要求5所述的大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的翻转齿轮(21)为圆周大于180度小于270度的弧形齿轮。
10.如权利要求5所述的大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的驱动电机(15)输出轴端的驱动齿轮(22)上设有限位机构。
专利摘要一种大规格铝合金带筋板真空吸盘式吊运装置，其特征在于所述的真空吸盘式吊运装置包括C型梁架机构、真空吸附机构、翻转驱动机构、吊排机构和辅助机构；其中，所述的C型梁架机构为平行设置的C型梁A和C型梁B构成的门型悬臂式架体；所述的吊排机构包括若干下部设有真空吸盘的吊架、以及将所有吊架穿套连接在一起的主梁，所述的主梁穿置在构成C型梁架机构的两平行设置的C型梁A和C型梁B底部梁体末端的两空心轴承中；所述的翻转驱动机构由同样设置在C型梁A和C型梁B底部的翻转电机及匹配的驱动电机、驱动齿轮和翻转齿轮构成；所述的真空吸附机构由设置在C型梁架机构上部辅梁上的真空泵组合件、以及经导气管与真空泵组件连接的真空蓄能器、单向阀及真空吸盘构成。
文档编号B23K37/047GK202479747SQ20122006380
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者张世海, 徐宏森, 杨齐家, 田慧经, 范杰 申请人:沪东中华造船(集团)有限公司