【產(chǎn)品介紹】

   從工作原理和技術(shù)特征上來(lái)說(shuō)，這種桅桿相當(dāng)于一個(gè)多節(jié)氣缸。在使用時(shí)，通過(guò)向氣缸內(nèi)注入和排出空氣，以實(shí)現(xiàn)各節(jié)氣缸上升和下降運(yùn)動(dòng)。

　　各節(jié)氣缸都是由優(yōu)質(zhì)鋁合金材料制成的，整個(gè)制造過(guò)程經(jīng)過(guò)擠壓成型、冷拔、珩磨、機(jī)加工、陽(yáng)極氧化等多道工藝技術(shù)，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)工序，以保證桅桿的質(zhì)量。

【技術(shù)說(shuō)明】

1. 氣缸材質(zhì)——鋁合金6063-T5

型號(hào)：6063鋁合金

主要合金元素為鎂與硅，具有加工性能極佳、優(yōu)良的可焊接性、擠出性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性，易于拋光、上色膜，陽(yáng)極氧化效果優(yōu)良，是典型的擠壓合金。6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽(yáng)極氧化處理后表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于建筑

型材、灌溉管材、供車(chē)輛、臺(tái)架、家具、升降機(jī)、柵欄等用的管、棒、型材。

6063的密度為2.69g/cm3

6063化學(xué)成分：鐵(Fe)0.35

錳(Mn)0.1

鎂(Mg)0.45～0.9

硅(Si)0.2～0.3

鋅(Zn)0.1

鈦(Ti)0.1

鉻(Cr)0.1

銅(Cu)0.1

鋁(Al)余量 熱處理代號(hào)--（名稱）

T1--人工時(shí)效

T2--退火

T4--固溶處理加自然時(shí)效

T5--固溶處理加不完全人工時(shí)效

T6--固溶處理加完全人工時(shí)效

T7--固溶處理加穩(wěn)定化處理

固溶處理：指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻（水冷），以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。

不完全人工時(shí)效：采用比較低的時(shí)效溫度或較短的保溫時(shí)間，獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即獲得比較高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，但耐腐蝕性能可能比較低。

完全人工時(shí)效：采用較高的時(shí)效溫度和較長(zhǎng)的保溫時(shí)間 , 獲得最大的硬度和最高的抗拉強(qiáng)度 , 但伸長(zhǎng)率較低。穩(wěn)定化處理：為使工件在長(zhǎng)期服役的條件下形狀和尺寸變化能夠保持在規(guī)定范圍內(nèi)的熱處理。

2. 密封材料——丁腈橡膠

名稱：丁腈橡膠

性質(zhì)：丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合制得的一類合成橡膠。外觀為淺黃色固體，相對(duì)密度0.91～0.986。丙烯腈在分子鏈中呈無(wú)規(guī)分布，屬非結(jié)晶性橡膠。

丁腈橡膠是一類耐油性能和耐熱性能優(yōu)異的橡膠，由于其結(jié)構(gòu)中有極性腈基存在，因此對(duì)非極性或弱極性的礦物油、動(dòng)植物油、燃料油和溶劑都有較高的穩(wěn)定性。丁腈橡膠有較寬的使用溫度范圍，可在空氣中120℃下長(zhǎng)期使用。丁腈橡膠的耐油性能和耐熱性能隨其丙烯腈含量的增大而提高，但橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性卻隨丙烯腈含量的增大而降低。丁腈橡膠品種牌號(hào)有320多個(gè)，按結(jié)合丙烯腈含量可分：42％～46％為極高腈、36％～41％為高腈、31％～35％為中高腈、25％～30％為中腈和25％以下為低腈5個(gè)品級(jí)。根據(jù)聚合溫度有：高溫聚合丁腈橡膠，以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，30～500℃聚合溫度，也稱硬丁腈橡膠；低溫聚合丁腈橡膠，以過(guò)氧化氫異丙苯-乙二胺四乙酸鈉-硫酸亞鐵-雕白粉為引發(fā)劑，5～100℃聚合溫度，也稱軟丁腈橡膠。軟丁腈橡膠質(zhì)量、加工性能都優(yōu)于硬丁腈橡膠。還有根據(jù)門(mén)尼值大小、物理狀態(tài)和防老劑等進(jìn)行分類的方法。丁腈橡膠主要用于制造耐油橡膠制品，廣泛用于模制品、壓出制品、海綿制品、石棉制品、工業(yè)膠輥、耐油膠鞋、電線電纜、膠黏劑、增塑劑和建筑材料。

3. 防腐性能——硬質(zhì)陽(yáng)極氧化鋁和鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化

鋁及其合金在相應(yīng)的電解液中，在特定的工作條件下，在外加電流的作用下，在陽(yáng)極上形成氧化膜的過(guò)程，稱做陽(yáng)極氧化。鋁及鋁合金經(jīng)硬質(zhì)氧化后表面有較高的硬度、膜厚度、耐磨性和抗腐蝕性。

鋁和鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化與普通陽(yáng)極氧化表面氧化膜主要有以下區(qū)別：

硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 普通陽(yáng)極氧化(以6061為例)

氧化膜硬度 HV≥400 HV<300

氧化膜厚度 >30um-200um 10um

著色特性 最適宜著茶色、黑色 易著各種顏色

針對(duì)不同鋁制品的表面要求，選用不同的氧化工藝。如果只有表面裝飾性要求，選擇普通陽(yáng)極氧化；如果強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品表面硬度和耐磨性要求時(shí)，選擇硬質(zhì)陽(yáng)極氧化。鋁合金與銅合金比較只有1/3重，有些經(jīng)硬質(zhì)氧化的鋁制品取代銅可大大節(jié)約材料成本，同時(shí)又有較長(zhǎng)的壽命。

4. 抗風(fēng)性能——桅桿抗風(fēng)性能與計(jì)算方法

1) 關(guān)于桅桿抗風(fēng)性能的認(rèn)識(shí)

桅桿抗風(fēng)性能是桅桿類產(chǎn)品的重要技術(shù)指標(biāo)之一。每個(gè)客戶都想知道自己所用的桅桿在安裝了負(fù)載物后，能夠承受多大的風(fēng)力，但目前，幾乎沒(méi)有人能準(zhǔn)確回答這個(gè)問(wèn)題。這是因?yàn)槲U的抗風(fēng)性能決定于以下三個(gè)因素：

A桅桿的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)

B桅桿的使用高度

C負(fù)載物的重量、體積和外形

在上述三個(gè)條件都明確的情況下，要得出具體抗風(fēng)性能的指數(shù)，可通過(guò)以下三種方式：

（1） 理論計(jì)算 即使用有限元分析等方法。

（2） 模擬實(shí)驗(yàn) 即將不同等級(jí)的風(fēng)力折算成風(fēng)壓，再使用物理方法（拉力計(jì)）進(jìn)行測(cè)試。

（3） 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 即將桅桿與負(fù)載物置于風(fēng)洞中，模擬風(fēng)速進(jìn)行測(cè)試。

以上三種方法中，第三種方法可以提供較為接近實(shí)際的數(shù)值。但是，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的代價(jià)和條件要求非常高。例如，18米高帶負(fù)載物的桅桿做風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，有沒(méi)有這么大的風(fēng)洞？能否做？要花多少錢(qián)？都是個(gè)難題。所以，對(duì)于桅桿制造商來(lái)說(shuō)，有關(guān)桅桿的抗風(fēng)性能指標(biāo)只能通過(guò)上述前兩種方法來(lái)提供。

2）桅桿抗風(fēng)性能的計(jì)算方法

　　例如：A4-270-2300-7600升降桿抗風(fēng)性能計(jì)算，按基準(zhǔn)風(fēng)速為100km/h進(jìn)行。

　　1、技術(shù)條件

　　1.1、升降桿設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)風(fēng)速▽=100km/h≈28m/s

　　1.2、在▽=28m/s時(shí)，估算出升降桿可受到的風(fēng)阻力D。

　　1.3、升降桿共4節(jié)，具體尺寸見(jiàn)表。

2.抗風(fēng)計(jì)算

2.1 抗彎截面系數(shù)

由于頂端管材底部是桅桿最薄弱的地方，承受彎矩也較大，只要202mm外徑的管材可以保證正常使用，整個(gè)桅桿就可以保證使用。202mm外徑抗彎截面系數(shù)

w=πd2／32 ﹛1-﹙do/d ﹚4﹜=3.14×2022/32 ﹛1－﹙190/202 ﹚4﹜=181332mm2

2.2 陣風(fēng)系數(shù)

所謂陣風(fēng)系數(shù)Kg就是在觀察時(shí)間內(nèi)的最大瞬時(shí)風(fēng)速V2與平均風(fēng)速V2的比值，它隨觀察時(shí)間，平均風(fēng)速，地形，地面粗糙度，基準(zhǔn)風(fēng)速所取重現(xiàn)期等因素有關(guān)。一般Kg在1.2－1.5之間，在這里取Kg＝1.3。V2=▽Kg=28×1.3=36.4m/s

2.3 升降桿不同直徑段的雷諾數(shù)

2.3.1雷諾數(shù)

R2=V2d/V= 36.4×0.202/0.15×10﹣4=4.9×103

V－空氣運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，為0.15×10﹣4m2／s

d－管徑

2.3.2

由升降桿各段的雷諾數(shù)的變化范圍來(lái)確定升降桿的阻力系數(shù)CD 。

由于升降桿的長(zhǎng)細(xì)比較大，且外表很光滑，因此我們可以視升降桿為光滑二維桿，下圖給出了光滑二維

圓柱體的阻力系數(shù)CD 與雷諾數(shù)Re 的關(guān)系曲線。

由曲線可以看出，升降桿的Re范圍正好處于CD =1.2的區(qū)域內(nèi)。

2.4 升降桿頂節(jié)頂端風(fēng)阻力

D=CD·2/2PV22dlKg2

　 =1.2×２/20×36.42×0.202×1.7×1.32

　 =57.67kg

2.5 強(qiáng)度校核

σmax=Mmax/W=37.4×20×27×2000／20222=5.4Mpa

6063-T6下σ=205Mpa，為確保安全，取σ=160Mpa

因?yàn)?/span>σmax＜σ ，所以桅桿可以承受100km/h的風(fēng)速，在有機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)的情況下，桅桿承受的風(fēng)力可以

成倍增加，可以承受11級(jí)風(fēng)速。

　　3）提高桅桿抗風(fēng)性能的方法

　　在使用現(xiàn)有規(guī)格的桅桿的情況下，要提高桅桿的抗風(fēng)能力，可以采取下面幾種方法：

　　1） 根據(jù)天氣條件，升降桅桿。風(fēng)大時(shí)，把桅桿降下來(lái)。風(fēng)小時(shí)，把桅桿升起來(lái)。

　　2） 使用抗風(fēng)纖繩。正確及時(shí)的使用纖繩，可以極大的提高桅桿的抗風(fēng)性能。

5. 負(fù)載性能——桅桿負(fù)載計(jì)算方法

6. 保持性能——桅桿高度保持方法

氣動(dòng)升降桅桿是通過(guò)向桅桿內(nèi)腔注入和排出壓縮空氣實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)的。其高度的保持是在缸體內(nèi)保存一

定量壓縮氣體實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)稱“保壓”。

要做到保壓，就要求桅桿的密封性能好，氣源輸入與輸出的控制閥門(mén)密封性能好。但是，從理論上講，

密封性能再好，空氣也會(huì)慢慢泄露，即所謂“微泄露”現(xiàn)象。因此，保持高度與保壓只是一個(gè)相對(duì)的概

念。如果需要長(zhǎng)期保持某一高度，就需要不斷補(bǔ)充空氣，這可以通過(guò)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如在氣路上安裝

壓力檢測(cè)裝置，當(dāng)氣壓低于某個(gè)值時(shí)，就啟動(dòng)氣泵進(jìn)行補(bǔ)氣。除此以外，還可以采取另外一種方法保持

桅桿高度，即“機(jī)械保持”。參見(jiàn)自鎖桅桿部分說(shuō)明。

（保壓公式）壓力公式

氣缸內(nèi)推力計(jì)算公式

F=１/4πd2P

F為氣體產(chǎn)生的推力（N）

d為桅桿活塞直徑（cm）

P為工作壓力（MPa

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