互換性在施工升降機裝配調(diào)試中的應(yīng)用

宋艷芳，許志立

（廣州市特種機電設(shè)備檢測研究院，廣東 廣州 510000）

施工升降機的運動部件主要由吊籠和傳動機構(gòu)（即傳動小車）兩部分組成。吊籠為一框型鋼結(jié)構(gòu)，其運動是通過安裝在吊籠上的滾輪沿導(dǎo)軌架做垂直方向運動，傳動機構(gòu)由電動機、電磁制動器、彈性聯(lián)軸節(jié)、渦輪蝸桿減速機及傳動齒輪等組成。吊籠和傳動機構(gòu)之間通過內(nèi)置有超載傳感器的銷軸（40mm）彈性聯(lián)接在一起（如圖1、圖2所示），并通過傳動機構(gòu)上的齒輪和導(dǎo)軌架上的齒條嚙合產(chǎn)生動力，使吊籠運行。在廠內(nèi)的裝配調(diào)試過程中，可以通過調(diào)整滾輪來微調(diào)傳動板和吊籠的在導(dǎo)軌架上的位置以實現(xiàn)兩者的配合，但由于實際生產(chǎn)過程中存在加工誤差以及構(gòu)件焊后變形過大等因素，易導(dǎo)致傳動板耳板孔和吊籠耳板孔不同心，無法實現(xiàn)配合，無法穿入銷軸，嚴重影響了施工升降機的裝配性。

1 施工升降機裝配調(diào)試中存在的問題

圖1 傳動板與吊籠

圖2 傳動板、吊籠、傳感器銷軸

施工升降機的傳動板和吊籠上面均裝有滾輪，包括背滾輪、側(cè)滾輪及附滾輪，滾輪結(jié)構(gòu)如圖3所示，均為偏心輪結(jié)構(gòu)，其偏心距一般為3mm或4mm，受限于滾輪偏心距的大小，通過滾輪來調(diào)整吊籠與傳動板相對于導(dǎo)軌架的位置其調(diào)整幅度也僅限于一個很小的范圍內(nèi)。而施工升降機在廠內(nèi)的裝配調(diào)試過程中，選取吊籠和傳動板前沒有做任何技術(shù)測量，可以說是隨機選取的，當(dāng)把吊籠和傳動板放入導(dǎo)軌架時，經(jīng)常出現(xiàn)吊籠和傳動板上面的耳板孔不同心，銷軸無法插入。據(jù)廣州某施工升降機生產(chǎn)廠數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，出現(xiàn)該現(xiàn)象的調(diào)試數(shù)量已占到施工升降機調(diào)試總數(shù)量的近30%。

圖3 滾輪結(jié)構(gòu)圖

目前，廠內(nèi)針對上述問題多采用“燒耳朵”法來解決，即通過在單邊僅有1塊耳板的吊籠耳板上（傳動板單邊有2塊耳板）耳板孔位置用氣割割下一個偏心環(huán)，然后再焊入一個相同直徑大小的圓環(huán)（圖4），從而改變耳板上孔的位置，以配合傳動板上的孔，俗稱“燒耳朵”現(xiàn)象。但實際的生產(chǎn)中“燒耳朵”現(xiàn)象不僅影響傳動板與吊籠的聯(lián)接質(zhì)量，更耗費了大量的人力和時間，嚴重制約著裝配調(diào)試的速度。在裝配過程中由于裝配人員一般都非專業(yè)焊工，受限于其焊接水平，很難保證補焊圓環(huán)的焊接質(zhì)量，甚至在后期的使用過程中出現(xiàn)圓環(huán)脫落，施工升降機無法使用的情況，且1臺需要“燒耳朵”的裝配調(diào)試時間通常是正常裝配調(diào)試時間的兩倍以上，大大降低了生產(chǎn)效率。

圖4 燒下來的偏心環(huán)及補焊上的圓環(huán)

分析以上問題，導(dǎo)致吊籠和傳動板最后無法裝配的原因是多方面的，既有工藝設(shè)計方面的原因也有工藝裝備質(zhì)量方面的原因。

1）生產(chǎn)工藝的不妥導(dǎo)致吊籠和傳動板在加工工程中發(fā)生變形，尤其對吊籠主梁而言，在其焊接的加工過程中需要多次進行矯正及測量工序，但多數(shù)廠家都忽視了此環(huán)節(jié)，導(dǎo)致主梁焊后變形過大、直線度差，從而最終影響吊籠的形狀。工人為了增加計件數(shù)量，使得吊籠和傳動板整體焊好后在模具上的冷卻時間達不到工藝文件的要求，冷卻時間不足導(dǎo)致其焊后變形。

2）耳板的加工誤差、耳板焊接質(zhì)量及其焊接后的變形。

3）各個廠在生產(chǎn)過程中都有加工吊籠和傳動板的特制模具，但在使用過程中由于磨損等因素，都會影響到最后制作出來的吊籠和傳動板形件精度。

2 互換性的概念

零部件的互換性是指在同一規(guī)格的一批零部件中，任取其一，不需任何挑選或附加修配（如鉗工修理）就能裝在部件或機器上，達到產(chǎn)品規(guī)定的使用性能要求。遵循互換性原則，不僅能顯著提高勞動生產(chǎn)率，而且能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。

互換性技術(shù)中包括完全互換性和不完全互換性。在機械裝配時，當(dāng)機器裝配精度要求很高時，如采用完全互換會使零件公差太小，造成加工困難，成本很高。不完全互換性是指零部件在裝配時需要選配（但不用進一步加工）就能裝成具有規(guī)定性能的部件或者機器，采用不完全互換，可容許較大的零件制造公差，利用選擇裝配的方法將相配件按尺寸大小分為若干組，然后按組相配，同組內(nèi)的各零件能實現(xiàn)完全互換，不完全互換式可以顯著降低零件的制造成本。

在施工升降機生產(chǎn)過程中，標準節(jié)因其需用量大，且加工質(zhì)量直接影響到將來施工升降機運行的安全，各廠對其加工精度均有較高的要求，對其加工工藝和工藝裝備都有明確的規(guī)范，加工出來的標準節(jié)可以實現(xiàn)安裝互換性的要求。但由于吊籠和傳動板在廠內(nèi)裝配調(diào)試過程中，兩者之間不屬于小誤差的裝配精度，故而各廠家都忽視兩者裝配間的互換性，或者說基于成本的考慮，放棄了兩者間的裝配互換性。這是導(dǎo)致出現(xiàn)上述“燒耳朵”現(xiàn)象的主要原因。但如何把互換性的思想應(yīng)用到施工升降機吊籠和傳動板的裝配調(diào)試過程中，或者說如何通過更方便更實效更經(jīng)濟的方法來實現(xiàn)兩者之間的互換性具有重要的現(xiàn)實意義，此也是解決“燒耳朵”現(xiàn)象的根本方法。

3 互換性在吊籠和傳動板裝配上的應(yīng)用

結(jié)合當(dāng)前施工升降機的調(diào)試現(xiàn)狀，本文提出以下兩種方法來實現(xiàn)吊籠和傳動板在裝配調(diào)試過程中互換性。

1）施工升降機在出廠前的裝配調(diào)試過程中，傳動板和吊籠的選擇是隨機的，在裝配之前沒有經(jīng)過任何測量，缺乏一種通過測量而獲取準確數(shù)據(jù)來保證裝配互換性的方法。為此可以通過建立一種有效的數(shù)據(jù)測量方法，選擇合適的基準點，構(gòu)建一個包含傳動板和吊籠三維尺寸信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)庫中包括有吊籠耳板孔與傳動板耳板孔的位置公差及精度、兩者耳板孔和導(dǎo)軌架的位置公差與精度以及傳動板兩邊耳板上兩圓孔的同軸度公差等數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)庫自動模擬匹配傳動板和吊籠，然后有目的地選擇吊籠和傳動板進行裝配組合，實現(xiàn)兩者的不完全互換性裝配。但該方法會增加裝配調(diào)試前測量環(huán)節(jié)，增加了工序，相應(yīng)地增加了成本。

2）通過改變結(jié)構(gòu)設(shè)計，改變傳動板和吊籠的聯(lián)接方法，減小因吊籠生產(chǎn)過程中的變形誤差對裝配的影響。如采用活動耳板，即在傳動板結(jié)構(gòu)形式不變情況下，把吊籠耳板設(shè)計為可拆卸耳板，其中可拆卸耳板和吊籠上面的孔均為鵝蛋孔，增加了可拆卸耳板的調(diào)整范圍。通過調(diào)整活動耳板的位置，以配合傳動板，然后通過4個8.8級的高強度螺栓連接可拆卸耳板和吊籠，如圖5、圖6所示，實現(xiàn)吊籠和傳動板的直接裝配，從而避免“燒耳朵”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖5 可拆卸耳板

圖6 可拆卸設(shè)計吊籠頂部結(jié)構(gòu)

新的設(shè)計方法，在調(diào)試后可把耳板拆卸下來，從而降低了吊籠的高度，對于某些因運輸對吊籠高度有嚴格要求時，也提供了便利。該設(shè)計在個別廠家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，且取得了較好的效果。

4 結(jié) 語

在吊籠和傳動板廠內(nèi)裝配調(diào)試過程中，“燒耳朵”現(xiàn)象嚴重影響了調(diào)試速度和產(chǎn)品質(zhì)量，浪費了大量的調(diào)試時間。新的改進結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的采用，實現(xiàn)了吊籠和傳動板在裝配過程的互換性，解決了廠內(nèi)生產(chǎn)的實際問題，提高了裝配調(diào)試的效率，減少了調(diào)試工人的勞動強度，降低了調(diào)試成本，從而大大提高產(chǎn)品的市場競爭力。

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