楔形锁紧装置的研制_曹义信
楔形锁紧装置的研制
曹义信 宋立存(南京电子技术研究所 210013)【摘要】 本文介绍了应用于LRM(现场可更换模块)的楔形锁紧装置的研制背景、原理、结构组成及在工程中的应用。关键词 楔形锁紧装置 LRM 热阻TheDesignonWedgeLock
【Abstract】 ThispaperintroducesthebackgroundofdesigningofthewedgelockthatusedinLRM(LineRe-placeableModular),andalsodiscussesitsprincipleandstructuretypesandapplicationsinprojects.KeyWords Wedgelock LRM(LineReplaceableModular) Thermalresistance
1 前 言随着科学技术的不断进步,超大规模集成电路的发展和集成电路的普及,使得过去功能单一、体积庞大、独立应用的模拟电路和分立元件被高集成度、体积小而功能众多、资源共享的模块化结构所代替。在电子设备设计中,传统的自下而上的设计方法被现在自上而下的顶层设计思想所代替,即用标准化、模块化的思想,提出了现场可更换模块(LRM)的概念,并得到普及。每一模块具有独立的功能,外形尺寸统一,减少了尺寸的复杂多样性。在维护上,可以在现场将模块取出,换上另一标准模块,系统可立即恢复工作,换下的模块送到指定地点进行维修。电子设备处于恶劣的振动、冲击环境下,尤其是军用电子设备所处的环境条件更为苛刻。所以模块必须用一定的机械装置固定在机箱插槽中,不得晃动、窜动,同时尽量减小模块与机箱壁间的接触热阻。我们决定采用楔形锁紧装置来实现上述功能,并开展研制。图1为装有LRU的机箱及装有楔形锁紧装置的印制板插件。2 原 理根据实际应用,研制了两种类型的楔形锁紧装置(三节式锁紧装置和五节式锁紧装置),如图2和图3所示。每种形式根据模块的外形不同,
有不同图1 装有LRU的机箱及装有楔形锁紧装置的印制板插件
的尺寸系列。三节式和五节式的原理相同,以三节式为例:顺时针旋动螺杆,由于滑座固定在模块(插件或印制板)上,使得滑块沿滑座的斜面移动,直至贴紧另一侧的插槽壁,这样便实现了锁紧的作用;反之,两滑块在簧片的作用下,恢复到原来位置。3 机构分析(1) 滑座为锁紧装置与模块的连接体,螺杆与后滑块的螺纹啮合是引起滑块位移的机械形式。若不采用锁紧螺母,则会发生因振动或逆时针旋动螺杆松开楔形锁紧装置时,螺杆逆时针旋动过大的位移导致后滑块掉入机箱中。采用锁紧螺母则是为了防止这一故障的发生并可控制楔形锁紧装置的最大位移。总第90期 第2期 2001年4月 电子机械工程 Electro-MechanicalEngineeringTotalNo.90 No.2 Apr.2001 收稿日期 2000-07-15
图2 三节式锁紧装置
图3 五节式锁紧装置
(2) 滑座、滑块均为可强化铝合金,螺杆为不锈钢材料。在平时工作中,曾发现有的后滑块螺纹的螺牙磨损严重,螺纹已不能啮合,后滑块在螺杆上晃动。经分析认为:后滑块在铝基体上攻丝,螺牙强度不足,易磨损,所以要在后滑块上安装钢丝螺套。(3) 雷达或其他电子设备中的印制板、插件或模块采用这种楔形锁紧装置来固定,可以提高抗振和散热性能,从而提高整机的可靠性,而且拆装方便。在恶劣振动环境中工作的设备,采用该锁紧装置可大大改善安装的边界条件,提高谐振频率,降低模块的振幅,从而提高了模块的抗振性能。图4所示,热流路径为:发热元器件※导热条※机箱壁※冷却空气。锁紧时,滑块与两侧壁压紧,使得导热条与机箱壁间的接触热阻减小。(4) 滑座与模块的连接形式有几种:螺纹连接、胶接、铆接。采用螺纹连接的优点是锁紧装置装拆方便,不会因装拆锁紧装置而损坏印制板。螺杆的头部形式有几种:一字槽型、十字槽型、内六角型。我们推荐使用内六角型,因为这种结构更加安全、可靠。(5) 五节式楔形锁紧装置提供的加力点较三节的多,而且接触面积较三节的均匀,所以五节式的在抗振、散热性能等方面优于三节式(使用三节式楔形锁紧装置热阻可达2℃/W,五节式可达图4 带有锁紧装置的插件在导槽内的固定形式1.5℃/W)。(6) 该楔形锁紧装置符合行业军标SJ20382.1-93和SJ20382.2-93的要求。长度系列中,三节式的有60、85、110、135、160、185mm尺寸系列,五节式的有135、160、185、210、235mm尺寸系列,适用边长为100mm到280mm的模块。4 结束语这种楔形锁紧装置设计已广泛使用于我单位的电子设备插件中,技术状态较成熟,经历了严格的整(下转第24页)15第2期 曹义信等:楔形锁紧装置的研制 另外,对于深空二号(DS2)任务,MFS柔性聚酰亚胺电路连接片和柔性跨接线已被选择用在穿透器中的MCM电子组件之间的功率和信号传输。在成功地验证深空一号(DS1)和深空二号(DS2)任务之后,MFS技术将准备建造无电缆宇宙飞船的主要承载结构。
3 结 论
当前的卫星封装系统依然利用巨大的”黑盒子”(即,铝机箱),它包含有若干电路板并用体积大的电缆连接到其它的黑盒子。多功能结构设计的概念是把宇宙飞船的电子设备大部分放进了宇宙飞船的壁(总线结构)中,在壁中还包括结构组件和热控制器。通过淘汰电的机箱和电缆连接,MFS设计方法已实现了它的电子设备对总的电子设备封装的体积比最大化的主要目标。依次地,这种最大化的比率导致实质的重量和内部体积的节省。MFS允许超过75%以减少在电缆连接和电子设备封装质量,连带在内部体积上有50%的增加。另外,MFS在至少两个更敏感的方法中有益于将来宇宙飞船的发展。第一,它的固有的模块化支持大量生产和装配,因此大大减小寿命周期成本;第二,淘汰电缆和连接器使在宇宙飞船最后的集成中所需的手工劳动量减到最小,并且稍稍提高了它的坚固性和可靠性。LockheedMartin宇航公司已成功地开发和演示了基本的MFS技术、包括先进的结构复合材料面板、埋入式热控制装置、柔性电路连接片以及柔性相互连接。MFS试验已被置于新千年计划深空一号(NMPDS1)任务中以演示关键技术组件。成功的飞行演示促进MFS技术开发和结合新的设计原理用于将来无电缆的宇宙飞船中。
参考文献〔1〕 RobertL.Staehleetal.,”PlutoMissionProgressReport:LowerMassandFlightTimeThroughAd-vancedTechnologyInsertion,”44thCongressoftheInternationalAstronauticalFederation,Graz,Aus-triaOctober16-22,1993,IAF-93-Q.5.410〔2〕 MichaelObal,andJanetSater,”MultifunctionalStruc-tures:TheFutureofSpacecraftDesign?,”5thInterna-tionalConferenceonAdaptiveStructures,Sendai,Japan,Dec5-7,1994〔3〕 CandidaNunez,”JPLSpacecraftMassTrends,”JetPropulsionLaboratoryInterofficeMemorandum#3132-93-076,February19,1993〔4〕 BrianMuirhead,”TechnologyThrustAreasforMassConstrainedSpacecraft,”AIAA/DARPAConferenceonLightweightSatelliteSystems,NavalPostgraduateSchool,Monterey,CA,Au-gust4-6,1987〔5〕 JoelSerceletal.,”ModularandMultifunctionalSystemintheNewMillenniumProgram,”AIAA34thAerospaceSci-encesMeetingandExhibit,Reno,NV,January15-18,1996,paper#AIAA96-0702
(上接第15页)
机可靠性鉴定试验和大量的用户使用,均取得了非常满意的效果。许多外单位购买这种产品,也受到了好评。由此可见,楔形锁紧装置在电子设备的插件、模块和印制板中是一个非常重要的构件。
参考文献〔1〕 SJ20382.1-93带导热条印制板的锁紧装置Ⅰ型〔2〕 SJ20382.2-93带导热条印制板的锁紧装置Ⅱ型〔3〕 赵墩殳等.电子设备结构设计原理.南京:江苏科学技术出版社,1986〔4〕 生建友.机载电子设备防振动抗冲击设计.电子机械工程,1999.2
曹义信 男,助工,从事电子设备结构设计工作。宋立存 男,研究员,长期从事机载雷达结构总体设计及科研管理工作,为多个国防重点工程的结构总设计师。24 电子机械工程 2001年
无级自锁顶推装置设计
发明与创新
80· ·理论经纬
无级自锁顶推装置设计
何政洋1 庞晓平2 许 鑫2 钱 兴2(1.四川大学锦江学院机械工程学院,四川 眉山 620860;2.重庆大学机械工程学院,重庆 400044)摘 要:依托于苏伊士运河平旋开启桥项目,文中提出了一种用于传递闭合部位处两平旋翼间载荷的新型连接机构——无级自锁顶推装置。该装置主要分为顶推、无级自锁两部分设计安装。顶推过程中通过顶推杆嵌入左箱体传递左右平旋翼间载荷;桥梁运行状态下,楔块、顶推杆和右箱体通过摩擦副实现自锁,电机伺服系统使安装于右旋翼的滑动箱体移动,结合楔块实现顶推杆的无级自锁及解锁功能;整个装置通过高强度摩擦型螺栓固定在两平旋翼表面。仿真结果表明,装置在极限工况下,整体结构受力均匀,关键零部件最大应力值不超过材料许用应力。通过运动学分析和缩比模型实验,验证装置可以实现自锁和解锁功能。鉴于该装置设计思路新颖,结构简单,且成本较低安装简易的特点,使得该装置具有较大的工程实用价值。关键词:开启桥;无级自锁;顶推;电机伺服系统一、引言目前开启桥常见开合形式有平旋式、竖旋式和直升式3种[1]。这种桥梁在建造过程中需要设置连接左右旋翼的机构,其主要功能为固定左右旋翼防止晃动及传递左右载荷,但当前针对开合部位连接形式的设计却较为单一,普遍为插销式连接。如获得美国1992年土木工程杰出成就奖的西雅图平旋桥[2],它采用的就是在河中心设置巨大的锁紧铁栓来把左右双翼的翼梢连接在一起,实现开合部位的连接;又如瑞典的南泰利耶运河新铁路桥[3]、埃及苏伊士运河开启桥等它们的开合部位均是采用插销式连接。这种连接形式虽然简易,但设计的插销往往体积太大过于笨重不易安装,且在使用中常通过额外设置一套液压传动系统来帮助插销杆移动来完成工作,整套设备非常复杂。针对插销式连接的缺点,以钢桁结构平旋桥中的苏伊士铁路大桥为例,参考苏伊士运河桥的施工[4],设计了一套新型连接装置——无级自锁顶推装置。该套机构通过顶推和无级自锁实现桥梁左右旋翼的连接及载荷传递,具有自锁及解锁功能,适应桥梁开合,且装置的动力源仅为一个电机,整套装置结构简易,便于安装。二、装置系统方案设计苏伊士运河平旋开启桥在闭合状态下,开合部位受自然条件影响沿桥纵向间隙波动范围+150mm,通车状态下左右旋翼间最大载荷7000KN,目前平转双翼通过锁紧铁栓连接。根据苏伊士运河平旋开启桥实际工况要求,为实现左右双翼间载荷传递,装置分为顶推、无级自锁两部分设计安装。整体结构示意图如图1,无级自锁部分主要由顶推杆、楔块、丝杆、滑动箱体、右箱体及电机伺服系统和压力传感器组成,其中顶推杆、楔块、丝杆、滑动箱体、右箱体组合在一起实现自锁功能,丝杆、电机伺服系统[5]和传感器组成传动系统[6]帮助自锁机构移动实现无级和解锁功能。顶推杆、左箱体组成顶推部分,其主要起到连接左右旋翼的功能,结合无级自锁部分实现
三片式端面齿盘(鼠牙盘)锁紧结构研究
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三片式端面齿盘(鼠牙盘)
锁紧结构研究
沈阳机床股份有限公司 (辽宁110142) 卢金丽马仕龙王力斌
车铣复合机床的B轴除了需要任意角度锁紧功能
外,还需要固定角度锁紧功能。任意角度锁紧装置是为
了实现任意角度定向加工要求而设计的,固定角度锁紧
是为了满足加工指定角度平面或定向结构的要求。为了
能实现有限指定角度强力切削,一般采用三片式端面齿
盘锁紧。这种锁紧方式可实现B轴的高刚度。下面以实
例说明三齿盘选用计算过程和相关结构,供大家借鉴。
1.齿盘结构
依据本公司一款车铣复合机床的规格和加工要求,
拟定B轴固定角度锁紧扭矩M=4 000N・m,查Voith公
司样本可以得知,标准产品中传递扭矩接近4 000N・m
的旋转齿盘齿面外径为200mm,齿面内径150ram。参考
上述的内外径数据详细设计锁紧结构后,确定旋转齿盘
的齿面外径D=182mm,齿面内径d=143ram(见图1)。
根据 、D、d的数据可以得到旋转齿盘周向力
= =49 231d 0 182 0 143 (N) “ D+ . +. 、
图1三齿盘锁紧结构
1.旋转齿盘2.锁紧齿盘3.固定齿盘 4.辅助锁紧油路入口P:5.松开油路人口P 这里选用的Voith公司端面齿盘的齿形角为6O。
(标准齿形角为40。、60。、9O。),从图2可知,在产生
周向力F 的同时,会产生如下附加的轴向力 (b) 图2齿盘锁紧时的周向力F 和轴向力F 端面齿盘锁紧时,为了防止外载荷作用下齿发生弯
曲,需要拉紧锁紧齿盘实施足够的预载荷。这样外载荷
对于齿根截面的应力分布的影响会很小,从而获得高的
定位刚度和精度。预载荷的大小可以通过下面的公式求得
F =KF =1.8 X28 423=51 162(N)
式中 ——安全系数,介于】.8~3之间,这里暂取
K:1.8。
齿之间的精确啮合高度有公式可以求取,参考标准
F-TR_锁自动化智能防卡作业系统
48 / 2024年第5
期F-TR锁自动化智能防卡作业系统王治国1 武晓宁1 尚 劲1 定 斌21中国铁路北京局集团有限公司石家庄货运中心 石家庄 053000 2中国铁路北京局集团有限公司货运部 北京 100038摘 要:文中基于先进的传感技术、光电扫描技术、自动控制技术和计算机软件技术,采取理论分析和技术设计、试验研究和现场应用相结合的方法解决F-TR锁自动化智能解锁作业系统中光电扫描智能对中、称重传感智能判断、卸箱作业流程软件、车辆防吊起综合智能判断等技术难点,并进行系统集成设计与实现,构建一个高效的、智能的、安全规范的卸箱自动化作业系统,力图使用智能软件和传感仪器确保装卸作业安全,避免司机误操作产生的人为差错。最终,通过实验验证该系统能够稳定可靠并且高效地实现其设计目的。关键词:门式起重机;F-TR锁;自动化;智能化中图分类号:U294.2 文献标识码:B 文章编号:1001-0785(2024)05-0048-05Abstract: In this paper, based on advanced sensing technology, photoelectric scanning technology, automatic control technology and computer software technology, theoretical analysis and technical design, experimental research and field application were combined to solve the technical difficulties in photoelectric scanning intelligent centering, weighing sensor intelligent judgment, unloading operation process software and comprehensive intelligent judgment of vehicle lifting prevention in F-TR lock automatic intelligent unlocking operation system, and the system integration design and implementation were carried out. An efficient, intelligent, safe and standardized automatic operation system for unloading containers was constructed to ensure the safe loading and unloading operations with intelligent software and sensing instruments and avoid human errors caused by drivers’ misoperation. Finally, experiments show that the system can achieve its design purpose stably, reliably and efficiently.Keywords: gantry crane; F-TR lock; automation; intelligence王治国,武晓宁,尚劲等,等.F-TR锁自动化智能防卡作业系统[J].起重运输机械,2024(5):48-52.引 用 格 式0 引言F-TR型集装箱锁闭装置(以下简称F-TR锁)如图1所示,是我国某公司自主研发的新型集装箱锁,其具有结构简单、经久耐用、锁固性和顺畅性适中等优点。由于F-TR锁闭装置布置的结构特点,决定了该锁的锁闭原理是锁芯头部的偏心结构以及该锁组装后其锁头外宽大于集装箱角件孔的外宽,从而产生尺寸干涉以达到锁止的目的。当脱锁作业时,需要集装箱在水平面上产生约2.5º的微小平面转动才能使FT-R锁头顺利退出,如图2所示。在某些非常规情况下集装箱卸车作业时,箱体锁孔角件会与F-TR锁体发生卡滞现象。无法脱钩的主要原因包括:1)转动角度不够;2)转动角度过大;
新型吊钩闭锁装置的研究设计
龙源期刊网
新型吊钩闭锁装置的研究设计
作者:程琦
来源:《科学与财富》2017年第20期
(中车大连机车车辆有限公司 116021)
摘 要:研究分析了两种传统吊钩闭锁装置的使用过程中出现的问题。提出新型吊钩闭锁装置的设计思路及在老式吊钩上安装闭锁装置的方法。
关键词:闭锁装置、无凸耳吊钩、重力
1、背景:起重机吊钩闭锁装置(俗称防脱钩装置)是防止起重吊具从吊钩处滑落,造成重物坠落伤人的重要安全部件。其原理是通过封闭吊钩开口达到安全目的。GB/T10051.4-88《起重吊钩直柄单钩毛胚件》中提出了四种单钩型号,分别为MM型、MMD型、MY型、MYD型,起重MM型及MY型吊钩无装配闭锁装置的凸耳。2007年铁岭钢水包脱落事故造成32人遇难,在事故调查中发现如果吊钩安装闭锁装置就有可能防止事故的发生。此后国家出台一系列措施规范起重机的安全措施,其中就包括严格执行起重机吊钩闭锁装置。在2016年出台的TSG Q7015-2016《起重机定期检验规则》C4.2(2)明确注明“吊钩设置防脱钩装置,并且有效”。现行的吊钩闭锁装置执行标准有两种,一种是GB/T10051.12-2010《起重吊钩 第十二部分:吊钩闭锁装置》如图1所示;另一种是JB/T4207.2-1999《手动起重设备用吊钩闭锁装置》如图2所示。两种型式闭锁装置在日常使用中都存在大量的失效问题。无凸耳吊钩多为锻压制成,不允许焊接,无法安装闭锁装置,长期以来只能整体更换吊钩,费用颇高。
2、传统闭锁装置的分析:两种结构型式原理一样,都是通过双圈弹簧的作用于安全卡达到封闭吊钩开口的目的。使用时通过按压安全卡放入吊具,松开后在弹簧力的作用下安全卡自动复位。此两种型式优点为结构简单、操作易懂、成本低廉、备件充足。图1多用在大吨位的起重机上,安全卡由两块类似三角钢板组成,底部钢板焊接,其存在的问题为:
顶驱IBOP与泥浆泵启动互锁装置的研制与应用
顶驱IBOP与泥浆泵启动互锁装置的研制与应用
发布时间:2022-11-27T08:05:23.989Z 来源:《科技新时代》2022年15期 作者: 王子龙
[导读] 在当前竞争激烈的经济形势下,我们的企业要摆脱困境,立于不败之地,
王子龙
中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院 四川德阳 618000
摘 要:在当前竞争激烈的经济形势下,我们的企业要摆脱困境,立于不败之地,要么进口先进设备,要么对现有设备技术改革加以完善,挖掘潜能,科学的策划,合理的改造。随着油田工程板块设备维修成本较高,局限性等等,工程技术方面井深设计的变化,从浅井到
深井,从深井到超深井,从直井到定向井,从定向井到水平井,从井深的增加,井斜的增加,方位的增加,水平段长的增加。对井下安全
的要求越来越高,对设备要求越来越高 ,从世界钻井机械的发展趋势上看,为适应钻井自动化进步的需求,顶部驱动钻井装置。顶驱在工
作中发挥这巨大的作用,但是也伴随着一些小问题的到来。钻井施工过程中忘记打开顶驱液压旋塞(IBOP)而启动泥浆泵,造成憋泵,安
全销剪断和管线刺漏的风险。增加IBOP互锁功能很好的解决了操作失误带来的安全问题。对这些问题进行了一些整改,保证了人身安全,
设备安全,井下安全,确保了生产任务的圆满完成。
关键词:顶驱IBOP互锁、泥浆泵、安全、效益。
1 引言
顶驱的全称为顶部驱动钻井装置TDS(TOP DRIVE DRILLING SYSTEM),是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。它可从井架上部空间直接旋转钻杆,沿专用导轨向下送进,完成钻杆旋转钻进,循环钻井液,接立柱,上卸扣和倒划眼等多
种钻井操作。该系统显著提高了钻井作业的能力和效率,并已成为石油钻井行业的标准产品。自20世纪80年代初开始研制,已发展为最先
进的整体顶部驱动钻井装置IDS(INTEGRATED TOP DRIVE DRILLING SYSTEM),是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之
楔形锁紧装置的力学性能分析
第29卷第12期 水利电力机械 2007年12月 WATER C0NSERVANCY&ELECTRIC POWER MACHINERY Vo1_29 No.12 Dec.2007
・专题论:t:g-・
楔形锁紧装置的力学性能分析
Analysis of mechanical properties of wedge lock
胡玉琴,陶秋帆,邓宗白 HU Yu—qin,TAO Qiu—fan,DENG Zong—bai (南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016) (College of Aerospace engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China) 摘要:楔形锁紧装置以其牢固的锁紧能力和灵活的可拆卸性能广泛应用于加固机机箱中。通过变形协调 条件等方法对楔形锁紧装置进行受力分析,得出对装置所加的扭矩和保持力之间的关系,并和试验数据加以 比较。 关键词:楔形锁紧装置;变形协调条件;受力分析;平衡;保持力 中图分类号:TB472:TG759 文献标识码:A 文章编号:1006—6446(2007)12—0203—04 Abstract:Wedge locking device is widely used in ruggedization machine chassis due to its firm locking ability and flexible disassembly.Relation between torque and retention force on the device is obtained by carrying out force a— nalysis on locking device with methods like energy method,deformation compatibility condition,etc.Comparion of the relation to test data is performed to correct errors. Key words:wedge lock;deformation coordination;mechanical;equilium;retaining force
