一种新型安全缓冲装置的设计应用

　　摘要：文章介绍了一种新型安全缓冲装置的设计方法，对缓冲元件聚氨酯缓冲器的工作原理、特性以及计算与选取方法进行了论述，并通过具体的数据进行了公式计算与选择过程的解析；在深入分析现场作业条件后，提出了一种能够解决聚氨酯缓冲器不适宜高温条件下工作的设计方案；在保证安全装置整体结构稳定的前提下，通过运动学与力学分析后，对装置涉及到的危险部位的焊接强度给予了充分的理论论证与实际

　　验证。

　　关键词：安全缓冲装置；聚氨酯缓冲器；结构强度；焊接强度；缓冲元件

　　中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0009-02

　　包钢无缝厂Φ400作业区轧制工艺比较复杂，一根合格的钢管需要经过原料、加热、双面定心、1#次穿孔、2#次穿孔、轧管机、均整机、步进炉加热、张力减径机、冷床冷却、矫直、探伤、切管、冷检、打压、包装等多个工艺过程。其中，钢管经过均整机轧制后由7#辊道（钢管输送辊道）输送到下一工序，这时辊道如果反转就会出现钢管后退过位掉到最后一个辊道下面的情况，对轧制过程造成影响并威胁人员的安全。鉴于此，本文提出设计一套辊道安全缓冲装置，安装于辊道最后一个辊子的后面，来解决上述问题。

　　一般安全缓冲装置常用的缓冲器类型有4种：橡胶缓冲器、弹簧缓冲器、液压缓冲器和聚氨酯缓冲器。由于聚氨酯缓冲器与前3种缓冲器相比具有弹性好、吸振容量大、重量轻、撞击方向尺寸短、易于安装与更换等优点，因此，本文选用JHQ型聚氨酯缓冲器。

　　1 安全缓冲装置聚氨酯缓冲器的选取

　　1.1 聚氨酯缓冲器的工作原理

　　聚氨酯缓冲器利用聚氨酯材料特殊的微孔气泡结构吸能缓冲，在受到冲击时，相当于一个带有多气囊阻尼的弹簧，因而其缓冲容量可随碰撞速度的提高而加大。

　　1.2 聚氨酯缓冲器的应用范围、特点与特性

　　聚氨酯缓冲器是新型的安全防护装具，其用途甚广，目前主要应用于矿车、电梯、铝电解多功能机组、船泊、汽车等领域的缓冲和减震，具有较高的吸收冲击功能，良好的抗压回复性；阻燃、绝缘、耐低温耐老化、耐油、弱酸、弱碱的腐蚀，安装维修方便，延长主机使用寿命等特点，是各种存在撞击、振动机械设备理想的安全防护装具，是钢制或橡胶缓冲器的更新换代

　　产品。

　　1.3 聚氨酯缓冲器的计算与选型

　　聚氨酯缓冲器的主要性能参数是缓冲能量、最大缓冲力和缓冲行程，北大核心期刊它们是选用和设计缓冲器的主要依据，也是衡量缓冲器的重要指标。一般地，常用聚氨酯缓冲器有配套产品供应，可以按照所需缓冲器的性能参数进行选用。选用的缓冲器应当保证其缓冲容量、缓冲行程和最大缓冲力均大于且最接近以下计算的要求值。若选用的缓冲器过小，则不能保证安全缓冲；过大，则因其刚度过大而降低缓冲效果。

　　1.3.1 缓冲器碰撞动能E。