轨道板真空吸盘设计

CRTSⅡ型无砟轨道板真空吊具的设计

——真空泵选型及吸盘的计算

班级：机0801-3

学号：20080603

姓名：赵仕斌

指导老师：王军

CRTSⅡ型无砟轨道板真空吊具的设计Design of vacuum sling of CRTSⅡballastless track slab

摘要：真空吊具作为CRTSⅡ型无砟轨道板预制的重要装备之一，可将轨道板从模具中平稳安全地脱出并搬运到指定的存

板台座。本文主要介绍了真空吊具的主体结构、工作原理

和作业过程，并且对主梁进行了有限元分析，提出了吸盘

真空系统的建立方案。由于真空吊具的机械化程度高、劳

动强度低等优点，真空吊具的应用不但提高了轨道板的机

械化生产水平，而且保证了轨道板的生产质量。

关键词：真空吊具；吸盘；真空泵；轨道板

0 引言

近年来，真空技术的应用越来越广泛，清洁、高效、经济的真空元件和系统的发展，推动了真空技术在设备自动化中的应用，在CRTS Ⅱ型无砟轨道板制造中即采用了真空技术进行吊装。CRTSⅡ型无砟轨道板是我国在引进的德国无砟轨道结构形式基础上，经过消化、吸收、再创新形成的中国特色轨道板，并广泛应用在京津、京沪、石武等高速铁路上，其标准板长6.45 m，宽2.55 m，厚0.2 m，质量为9 t。轨道板采用工厂化预制生产，由于没有吊装运输用的锚拴，轨道板采用真空技术——真空吊具脱模，以保证轨道板平稳安全地从模具中脱出并搬运到指定地点。

1结构组成与工作原理

1.1 结构组成

图1 真空吊具主体结构

轨道板真空吊具悬挂在桥式起重机上，由主体结构、真空系统、液压系统和辅助部件组成。其中，主体结构有主梁（内腔作为蓄能器）、吸盘、扶手等，

如图1所示。真空系统主要包括真空泵、真空过滤器、真空压力开关、破坏阀等元件。液压系统主要有电机、液压泵、液压缸、电磁阀、油箱和其它附件。辅助部件则包括信号

灯、控制箱和连接装置。

1.2 工作原理

真空吊具采用了真空原理，即用真空负压来“吸附”轨道板以达到夹持轨道板的目的。原理图如图2所示：通气口与真空发生装置相接，当真空发生装置启动后，通气口通气，吊具吸盘内部的空气被抽走，形成了压力为P2的真空状态。此时，吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力P1，即P2 < P1，轨道板在外部压力的作用下被提起。吸盘内部的真空度越高，吸盘与轨道板之间贴的越紧。

轨道板真空吊具起吊模板内的轨枕板，如图1-2所示。

图1-2轨道板真空吊具起吊模板内的轨枕板2 真空泵选型

型号选择1-88-50V1型，Hg=67.5cmHg

3.1 吸盘的设计

每个吊具配备4个吸盘。吸盘的技术参数如表所示。

真空吊具最大吸引能力的确定公式：

最大吸引能力=(A×Hg)/73.6 (kg)

式中：A——真空装置的橡胶吸盘完全压缩后，橡胶吸盘在吸重表面上围成的有效面积(cm2)；

Hg——真空装置吸附物品后，形成的稳定真空度用cm表示的水银柱高度；

73.6——换算系数。

3.2 吸盘尺寸计算：

最大吸引能力为（粘合力+轨道板重）和4倍安全系数下的轨道板重中较大的一个，经计算，粘合力+轨道板重=9+15=24T，4倍安全系数下的轨道板重=4×9=.36T，所以最大吸引能力为36T。

根据上式最大吸引能力=(A×Hg)/73.6 (kg)，得A=36000×73.6/67.5=39253.3cm²

从而求得吸盘边长为square（A/4）=990.6mm，取整为1000mm

吸盘的技术参数

图2 吸盘

图3 吸盘底部

图4吸盘工程图

参考文献：

[1]张群生，黄诚.真空技术在设备自动化中的应用[J].装备制造技术，2008，（1）.

[2] 杨汝清.现代机械设计——系统与结构[M].北京：科学出版社，2003.