重載機械類制品料架的設計

包嘉琪+潘文彬

摘 要：料架是材料儲存和處理的基本設備。鑒于重質量產品的特點，公司改進了集裝箱架和設備，改善了收容箱和箱體，通過多層次的庫存能力提高了2-3倍的物流效率。

關鍵詞：材料架，單元容器，材料儲存

引言：大型重型機電設備廣泛應用于能源，電力，交通運輸，港口，礦山等行業，國務院“裝備制造業結構調整和振興規劃”（2009年）和“工業部”高端設備制造業“十二五”發展規劃“被列為重大設備發展戰略重點。大型重型機電設備也是歐美重返工業戰略，重返實體經濟，重塑制造業。

設備通過機械運動實現能量流向材料流轉移，轉化和演化，需要“結構 - 功能 - 性能”的一體化設計。但目前大型重型機電設備的設計主要是基于模塊化思維，系統根據功能結構分為不同單位或子系統，注意單位或子系統自身的表現。該系統靜態設計和單元結構有限元分析方法無法考慮設備中真實復雜的接口行為，系統運動和動力傳遞與耦合，限制了大型重型機電設備的功能和性能。作為“機械工業（重型機械工業）綜合發展水平評估報告”（2011年），中國重型機械設備制造能力自主創新薄弱，嚴重阻礙了中國重型機械行業的發展。

隨著大型重型機電設備的運行空間，過程，能力等需求不斷突破其原有的規模和服務條件限制，如千噸起重，近萬米的鉆井，兆瓦級風力發電，動力實力強，大型部件高可靠性高負荷接觸運動已成為其運行安全生產經濟的瓶頸，迫切需要系統動態設計理論與技術。動態設計的關鍵是動態建模，大規模計算，測試和動態修改。然而，大型重型機電設備的大功率傳輸容易導致機械接口行為失真，電液 - 固耦合，大型組件靈活性等。這種多場 - 多過程 - 多接口問題對于系統的動態建模，精確和復雜的振動計算和測試是一個很大的挑戰。主要困難如下：界面動力學行為的定量描述，多場耦合以及剛性和靈活的結構動態建模，多參數動態模擬與優化優化，大型組件結構動態性能測試等。

為此，該項目突破了傳統設計理念，從全球化，系統化的角度，通過大型重型機電設備的多運動過程，多場耦合，多界面奇異和其他理解現象，機電設備結構動態特性和系統分析了負載，工作狀況，運行環境和系統結構參數之間的動態關系，分析了大型重型動力特性分析與仿真系統研究開發了機電設備。分析了系統的動態特性，建立了大型重型機電設備結構性能綜合測試平臺，實現了大型重型機電設備動態設計關鍵技術突破。

山東博特精工有限公司（以下簡稱“博世精工”）是國內生產廠的重點功能部件。主要產品有四類：一類是螺桿式，包括滾珠絲杠，滾子絲杠和梯形螺絲；二是主軸類，包括一般機床帶主軸，高速主軸，高速主軸和精密機械主軸單元和高速精密主軸；二，軌道，包括滾珠導軌和滾子導軌；其他四個軸產品。博世精工主要產品市場占有率第一，滾珠絲杠市場占有率位居前三甲。

1 機械類制品料架的特點

機械產品機架和液壓靜壓徑向軸承在設計，原理和性能等諸多相似之處，具有以下特點：

（1）摩擦阻力小。機械產品為純液體潤滑，摩擦只能由油層壓力引起的粘度。潤滑劑的粘度遠低于干摩擦，半干摩擦和滾動摩擦摩擦。結果，工件與軸承瓦塊之間的摩擦阻力小，摩擦阻力的功率消耗在低速低，傳輸效率高。

（2）使用壽命長。工件和殼體由一層潤滑油膜和接觸臺分開。表之間的摩擦不直接接觸，所以無論是長期工作還是頻繁啟動，停止，摩擦臺和無磨損，長時間保證精度。

（3）速度范圍廣。機械材料框架在各種相對運動速度下可以保持液體潤滑和承載能力的作用，油膜剛度由相對運動速度變化影響較小。工件是否從低速到高速停止或反轉，支持可以獲得良好的性能。

（4）抗振性能好。油層中的油層具有良好的吸振能力，使工件旋轉平穩。

（5）高精度工件。潤滑油膜具有平均誤差的作用，可以減少工件，軸承不能精確地產生由不良影響引起的誤差。

（6）適應性好。通過適當選擇油室，密封油結構邊緣和燃油流量，可以使靜壓中心架承載能力達到要求指標。使用膠片的尺寸來控制工作條件的大小，使其可以在最合理的條件下工作，以達到高加工精度要求。

由于專業化的批量生產，精密加工，加工技術等諸多產品，在半成品系統更多的地方，如何提高庫存能力，并保護產品質量，已成為商品的寶庫遇到管理問題該廠通過不斷的探索，提出使用模塊化集裝箱集裝箱零件和機架的幾種方法，使倉庫原有的積累變得有序，提高了現場管理水平和物流效率。

2 半成品長軸類零件的放置

最初，博特精工使用市場上的多層擱架放置軸部件。 這些貨架主要是可拆卸的，單臂最大重量約為3噸。 但由于植物的軸剝皮鋼筋每個重量超過3噸，擱板在使用一段時間后，支撐臂下垂和變形。

為了滿足存儲需求，博世精工技術人員決定將市場銷售的懸臂架進行改造。 在查看了懸臂架的技術資料后，他們使用了I型梁作為各種鋼的支撐梁。 計算了工字梁的強度，設計了重型貨架。

經過近一年的使用，4支付單一貨架攜帶10噸貨物沒有出現扭曲現象。 懸臂式貨架最初用于半成品，并已被用于車間。

2.1半成品主軸零件的放置

主軸部件短而重，通常可將7-8部件放置在一組裝載架中。 框架梁通過三個6.3通道垂直焊接焊接，四角與角鐵作為加強件，以防止中間彎曲，使用低碳鋼材料的焊接鉤需要全焊以防止開焊和斷裂。 為了節省空間，部分提升管采用厚壁方管，方管之間穿連接軸，材料可放置多層。 這套裝載架可以搭載叉車，也可以用起重機提升。 其設計原理和物理參見圖2。

2.2半成品螺母的放置

將螺母放在籃子（盒子）中，并將其放置在多層。 箱體的設計原理如圖1所示，由于放置較多的螺母，鋼筋底部的重量被鋼筋加固，包圍8以加強肋條，以確保其在起重中的安全性。

2.3成品螺絲的放置

由于成品螺絲不能碰撞，應由短的裝配架制成，在螺絲上放置有V形方墊并分開（見圖4）裝配架可堆放，堆疊原理同上。

3 結語

隨著大型重型機電設備的運行空間，過程，能力等需求不斷突破其原有的規模和服務條件限制，如千噸起重，近萬米的鉆井，兆瓦級風力發電，動力實力強，大型部件高可靠性高負荷接觸運動已成為其運行安全生產經濟的瓶頸，迫切需要系統動態設計理論與技術。此時料架是必不可少的基本設備。公司通過改進集裝箱架和設備，改善了收容箱和箱體，通過多層次的庫存能力提高了2-3倍的物流效率。

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[4]機電新產品導報（數控機床市場） 2006年10期 ISSN：1003-0093

[5]機械工程師 1989年05期 ISSN：1002-2333

作者簡介：

包嘉琪（1996.11-）男，中國計量大學現代科技學院學生，研究方向：測控技術與儀器。endprint