双滚桶式焦炉炉盖提升机构的设计与实现

摘要

针对焦炉自动测温的需求,设计一种可搭载于测温机器人上的双滚桶式炉盖提升机构.双滚筒通过同时缠绕两条柔性提升带带动电磁铁实现对铁质炉盖的抓取与释放.以不锈钢材质的提升带为例分析其与滚筒连接处的受力特性,并对其与滚筒形成的组合体进行模态分析,预测提升机构的失效形式可能为根部撕裂.使用不锈钢和碳纤维两种提升带进行提升试验,前者进行七千个提升循环之后在与滚筒连接处撕裂,后者在五万个提升循环之后表面起毛,编织结构松散.为进一步提高碳纤维材质提升带的使用寿命,使用水性聚氨酯对碳纤维作表面包覆处理,利用扫描电镜观测处理前后的碳纤维编织带结构.最后经过试验表明,双滚桶式提升机构使用经过水性聚氨酯包覆处理的碳纤维布,配合电磁铁可实现对铁质炉盖十万次以上的提升动作.