上飞400Kg伸缩升降桅杆方案设计报告2剖析.docVIP

上飞装备有限公司400Kg伸缩升降桅杆方案设计报告 一、项目来源 上飞装备有限公司新研发项目中，需要将升降台设备举升到一 定高度进行工作。通常采用液压缸举升设备，特点是产品结构简单，价格较低，升降速度快，缺点是液压设备在保压过程中有泄漏，稳定性差，自重较大，有时在工作环境无电源时无法工作。经过分析和研究，上飞装备有限公司予采用电动伸缩升降桅杆举升升降台设备，解决产品存在的问题和稳定性问题，提高产品精度。西安华欧精密机械有限责任公司是专业生产制造数控机床传动用滚珠丝杠副和梯形丝杠副的公司，有从事生产制造电动式和手动式伸缩升降桅杆多年的工作经验，经双方联系和协商，西安华欧精密机械有限责任公司有意承担上飞装备有限公司新研发项目升降平台中的电动伸缩升降桅杆项目，提供优质产品，满足新研发项目的性能要求。 二、上飞装备有限公司要求的产品指标 最大载荷：4000N； 闭合高度：2276mm; 最大高度：6600mm; 总升降行程：4900mm；（=1225×4） 单节升降行程：1225mm； 偏摆角：≤2°； 摆动：≤40mm； 产品概述 伸缩升降桅杆主要由蜗轮蜗杆减速机和升降塔等组成。升降塔底部与蜗轮蜗杆减速机相连接，上端与升降平台相连接，蜗轮蜗杆减速机固定在升降梯底部安装板上。升降塔由滚珠丝杠副及支撑外管和安装固定法兰等组成。工作时，电机将扭矩传递给蜗轮蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机驱动升降塔最内节滚珠丝杠转动，最内节滚珠丝杠驱动串套在一起的空心滚珠丝杠做轴向上下移动，实现升降平台升降功能。 四、技术要求 功能要求 伸缩升降桅杆采用了滚珠丝杠传动和蜗轮蜗杆减速机驱动，这样既提高传动效率，减小动力消耗，又保证伸缩升降桅杆在升降的任何位置能够自锁，不会发生下滑现象，确保工作人员和设备的安全。 伸缩升降桅杆工作时有可能位于野外，升降塔本身具有在升降任何状态时密封防水、防沙尘。 性能要求 举升最大高度（展开高度）：≥5842mm； 收藏高度（闭合高度）： 2276mm； 最大承载能力： ≤400Kg； 上升时间： ≤80s 下降时间： ≤80s 梯形丝杠导程： 20mm 蜗轮蜗杆减速机速比： 60:1 升降桅杆杆体直径不大于φ300mm，桅杆在满负荷状态下，8级风可正常工作。 3、工作及储存环境温度 工作温度：-40℃~+55℃ 储存温度：-40℃~+55℃ 4、单件伸缩升降桅杆外形尺寸图 5、总体升降桅杆工作展开图 2组合升降桅杆展开图 10、2组合升降桅杆闭合图 11、2组合升降桅杆展开图 12、2组合升降桅杆闭合图 五、方案简介 1、伸缩升降桅杆采用4节滚珠丝杠(最内节为实心，其余节为空心)穿套在一起，工作时电机驱动蜗轮蜗杆减速机带动升降塔最内节实心滚珠丝杠转动使其穿套在一起的空心滚珠丝杠轴向移动，空心滚珠丝杠将旋转运动转换为直线运动，实现伸缩升降桅杆升降运动，空心滚珠丝杠端面连接有外载荷，外载荷随空心滚珠丝杠做轴向移动。本方案按400Kg载荷设计了滚珠丝杠尺寸、导程和支撑外管尺寸及蜗轮蜗杆减速机传动比，选取实心滚珠丝杠外径为φ40mm，导程为20mm。 2、伸缩升降桅杆支撑外管采用空心带有键槽的合金结构钢管与带有滑动键的合金结构钢管穿套在一起，最外节合金结构钢外管固定在机架上，其余节合金结构钢外管工作时随滚珠螺母一起做轴向运动（升起或落下），因其采用导向键配合，始终对伸缩升降滚珠丝杠的运动进行导向和支撑，使其运行稳定，工作可靠。 3、蜗轮蜗杆减速机减速比为60:1，电机功率（单台）2KW，电机转速3000rpm。 4升降桅杆驱动方式 较大升降梯中的3台升降桅杆可分别驱动（3套驱动），每 台电机功率为2KW，安装方便，成本较高。较小升降梯中的2台升降桅杆驱动为同样。 较大升降梯中的3台升降桅杆可采用1套驱动系统驱动， 电机功率为7.5KW；较小升降梯中的2台升降桅杆可采用1套驱动系统，电机功率为5.5KW。2套系统安装较复杂，需配备其它机械零部件。 六、设计计算 1、升降速度V 已知: 电机转速n=3000rpm 速比i=62：1 滚珠丝杠螺距P=20 根据公式 升降时间t 已知 V=16.13mm/s 根据公式 3、载荷为400Kg时的扭矩M (单台升降桅杆) 已知：F=4000N 根据公式 F-载荷 P-导程 η-效率 4、载荷为400Kg时的功率P 根据公式 考虑到安全系数，取P=2KW M-扭矩 n-转速3000rpm i-传动比62 摆动：≤40mm 七、升降桅杆结构尺寸确定