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作者:洪秋华、赵定元
摘要:以电动葫芦DMR产品为参考,分析了其产品的基本参数,然后分别从产品模块化,轻量化,色彩学,绿色设计,智能化,高可靠性六大方面对DMR葫芦进行了阐述,进而对其先进性,独特性葫芦设计理念进行了总结,为将来在工业4.0阶段葫芦设计提供了一种方向性的基础研究。
关键词:DMR;模块化;轻量化;工业色彩学;智能化
中图分类号:TH+.3文献标识码:A文章编号:-()02--05
Abstract:BasedonDemagDMRelectrichoist,thispaperpresentsthebasicparameters,describestheproductfromthesixaspectsofmodularization,lightweighting,chromatics,greendesign,intelligentizationandhighreliability,andsummarizestheadvancedanduniquedesignconcepts.ItprovidesabasicresearchforhoistdesignbasedonIndustry4.0inthefuture.
Keywords:DMR;modularization;lightweighting;industrialchromatics;intelligentization
0引言
钢丝绳电动葫芦属于一种可以批量化生产的轻小型特种起重设备,它可以与单双梁、悬挂式、门式和旋臂起重机等组合为各种各样的设备。DMR葫芦是基于全球平台一体化产品,本文重点介绍DMR葫芦设计理念的独特性和先进性。
1DMR产品初步了解
首先初步了解DMR葫芦,它共有5个基型,DMR_3/5/10/16/20。额定起重量1t~50t,工作级别1Bm~4m,额定起升高度4.3~54m,滑轮组倍率有2/1、4/1、4/2、6/1、8/1、8/2、12/2。其起升机构就有两种结构形式:C型和直线型。(见图1)对于起升机构应用不同的场合,两种结构又分别有标准净空单梁葫芦(EU)、低净空葫芦(EK)、固定式葫芦(G/F)、双梁葫芦(EZ)等组合。
看上去和前几代产品差不多,其实这一代葫芦囊括了前几代葫芦,并进行了扩充发展,基本覆盖了市场应用场合,“一款葫芦,两种设计,多种可能”。这款产品在整个设计过程中,集最新的工业设计理念,并结合起重机发展趋势,把不断创新的理念融于其中。
2理念分析
2.1模块化设计
DMR的“M”即modular,模块化设计是这款产品的首要体现。在起重机葫芦设计中,能够取代旧式整机设计方法,利用功能相同的葫芦零部件组合成标准化模块,选取几个不同功能的模块组合,可以形成满足客户要求的定制葫芦。它不仅缩短了产品研发和制造周期,而且方便了后期升级维修。首先DMR葫芦上,把卷筒及foot-flange和展开式齿轮器和同轴式减速器分别组成了C型起升机构和直线型起升机构。以此为基础,配合不同的部件,组成了各种各样的形式。如图2。
在起升电机中第一次引用了封闭式coupling概念,将电机和减速器独立设计,利用公司开发的联轴器把它们连接在一起。对售后来说,常见的电机和齿轮器是直连的,若拆电机的话,齿轮器会漏油。在现场维修时,多为高空操作,这样整个流程不人性化,而现在更换电机就变成了及其容易的事情。其次在电机旋转不仅降低了电机对齿轮器冲击,而且也提高了其使用寿命。最后在输出轴上,可以安装不同的检测设备,实时监控电机和减速器的部分功能,实现智能化监控。对起升电机配备了常用的圆柱形转子电机及需要精确载荷定位的F10微速子母电机,保证了客户可以按需选择。
在行走驱动中,针对不同质量的轨道应用场合的不同,可以选择三种行走驱动方式,常用为普通单驱。在轨道不平整场合,可以采用皮带轮进行双驱动,而在某些特定场合中,预留的第二个驱动安装位置,可以便捷地安装第二个驱动单元。这些附加选择都可以方便地实现现场安装。
模块化设计一直贯穿了设计流程,针对客户特殊需求,DMR也提供了大约40种选择,配置灵活,可以按客户的要求量身定制。
2.2轻量化设计
轻量化概念是设计人员必须遵循的理念,这个理念来源于赛车运动,它是指产品生产时,优先保证产品机械强度和安全性能,采用新技术和新材料,技术性降低葫芦的整体质量,以实现轻量化。起重机自重降低,轮压也就下降了,厂房的建设也会降低成本。同时本身质量的降低,会带来更好的稳定性和精确性,使用电量也会减少,在葫芦初期加速性能会相对更好。在DMR设计中,对各个部件在安全可靠的前提下尽可能采用轻型材料。
在起升机构的减速器中,作为最主要受力承载件,以往机械设计中采用铸铁件,现在则采用铸铝件。通过FEA分析,整机在测试中心进行全方位安全性能测试,确保其可行性。在DMR_3/5/10/16系列中,采用铸铝壳体使自重相对降低了60%。以EK-DMR5_H12_4/1为例,整机的质量为.5kg,同样工况下相对于DR-Pro质量降低了7%,相对于DR-Bas质量降低了23%。EK低净空葫芦更是大面积采用铸铝件,包括小车腿、行走驱动箱体、电控箱,这样整体质量降低更多。见图3。
塑料尼龙件在葫芦受力较小的位置使用。例如反滚轮上,EK低净空葫芦起升机构在一侧,重心位置偏移一侧,对于小车侧一般需加配重,DMR采用类似DR的推力反滚轮,其材料就是尼龙,并在里面增加了耐磨剂,从而减小了外形尺寸,降低了葫芦自重。
导绳器在钢丝绳运动中起着关键的安全作用,该产品的导绳器中超过90%部件采用尼龙件,DMR导绳器铸件工程塑料比较特殊,其中加入了耐磨损添加剂及润滑剂,特点是高强度,高韧抗断,耐酸耐磨。同时,钢丝绳出绳位置有特制滚珠滚子轴承压紧轮,它表面经过硬化处理,方便钢丝绳柔顺快速移动,斜拉角度最大能达到±4°而不接触导绳器。
2.3色彩学理念设计
一款被市场认可成功的产品,在于其优异的结构形式,更加体现色彩设计的完美性。色彩学就是利用丰富多彩的颜色,通过人的视觉感官,让人在使用该产品时候,感觉其动态美和静态美。DMR葫芦作为工业产品,不仅是一种工业使用设备,同时也是工业美学产品,它的色彩美观大方,协调,满足使用者的精神需求,提高了整体工作效率,这也是工业产品的升华。
在DMR产品中,葫芦本体大面积采用天蓝色,天蓝色的色感既朴实而又内向,有助于人脑冷静,即使长时间观看,仍然感觉其有较强个性。对操作者而言,头顶上的蓝色就是天上的云,感觉一个深远、平静的空间。
工业设计用色定义上,黄色用来提示留意或告知危险。运动件吊钩罩壳采用黄色,给人敏感、警示的印象。但只要在黄色中加入少量的黑,罩壳盖上的铭牌就是这样的原理,色感和色性感觉变化很大,其色性也变的成熟、随和,这样尽可能让人心里感到安全。
红色在工业设计上用来警告,危险显示,禁止,防火注意,人们只要看到红色标示,就能了解警告危险,提高自己在现场的注意力,电气开关,急停按钮比较醒目突出的标志色彩,保证操作人员在使用设备时进行正确的操作,同时在紧急情况下,操作人员可以及时准确的找到按钮,保证安全生产。
在卷筒盖板的颜色选择中,采用了浅灰色系,这样可以减轻操作者长期使用的心理负担。Reeving系统中,由于上滑轮在物品起升下降时候不停地旋转,采用了黑色,它与白色相对的,在德国,黑色代表了保守,让人感觉有重心感和稳重感,见图4。
利用色彩组合将产品设计理念传达给使用者,加深其对葫芦的印象,增加对品牌的
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