集裝箱平車鎖座組裝方法工藝研究

張 維

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

集裝箱平車鎖座組裝方法工藝研究

張 維

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

闡述了集裝箱平車鎖座組裝過程和鎖座厚度快速選擇法,設(shè)計(jì)并制造柔性鎖座組裝裝置，通過集裝箱平車的批量生產(chǎn)任務(wù)驗(yàn)證了該方法的可行性。

集裝箱平車；鎖座；平面度；整體組裝

現(xiàn)有集裝箱平車鎖座組對工藝采用卷尺直接測量方式進(jìn)行定位組對，工藝方法比較原始，組對尺寸誤差較大，影響鎖座組裝精度，特別是對于鎖座較多的車型，拉線測量的時(shí)間相對較長，嚴(yán)重影響了鎖座組對效率，亟需改進(jìn)。

1 平車鎖座組裝技術(shù)要求

從集裝箱平車使用性能上分析，決定落箱質(zhì)量的要素主要有兩點(diǎn)，一是集裝箱平車同一集裝箱4個(gè)鎖座承載面的平面度，即同一集裝箱4個(gè)鎖座承載面的位置高度是否在同一平面內(nèi)；二是集裝箱平車同一集裝箱4個(gè)鎖座的位置尺寸，即同一集裝箱4個(gè)鎖座之間的長度、寬度及對角線差值符合產(chǎn)品制造要求。

以某A型集裝箱平車為例，該車共有26個(gè)鎖座，位置分布如圖1所示，鎖座位置關(guān)聯(lián)尺寸較多，其組裝技術(shù)要求具體如下：

圖1 A型集裝箱平車鎖座分布圖

(1)平面度要求。鎖座組焊后，同一集裝箱使用的鎖座，其承載面平面度需滿足：

10英尺集裝箱不大于3 mm,20英尺集裝箱不大于4 mm,40英尺集裝箱不大于6 mm；鎖座厚度允許在24～28 mm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

(2)位置尺寸要求。鎖座組焊后，同一集裝箱使用的鎖座，其位置尺寸要求如下：

2 鎖座組裝方法分析

根據(jù)A型集裝箱平車鎖座組裝的技術(shù)要求分析，既要保證各個(gè)鎖座的平面度又要保證各鎖座間的位置尺寸，所以鎖座組裝的合理工藝步驟應(yīng)為：

首先根據(jù)平面度要求，確定各鎖座位置所需組裝的鎖座厚度值，根據(jù)厚度值選擇對應(yīng)鎖座；

其次根據(jù)鎖座位置尺寸對各個(gè)鎖座進(jìn)行定位，定位完畢后進(jìn)行鎖座焊接。

其中，平面度即同一集裝箱鎖座承載面構(gòu)成的平面與理想平面的差值，其計(jì)算方法為同一對角線處兩鎖座承載面高度之和與另一對角線處兩鎖座承載面高度之和的差的絕對值，即平面度Y=|(X1+X3)-(X2+X4)|。其中，X1、X2、X3、X4均為正數(shù)，X1、X3為同一對角線處鎖座高度數(shù)值；X2、X4為另一對角線處鎖座高度數(shù)值，如圖2所示。

圖2 同一集裝箱鎖座高度示意圖

3 原鎖座組裝工藝

3.1 原鎖座組裝步驟

(1)使用水準(zhǔn)儀測量各鎖座位置高度尺寸。

(2)通過所測量的數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)鎖座平面度尺寸要求，計(jì)算并確認(rèn)各位置所需鎖座的厚度尺寸。

(3)根據(jù)各鎖座間距尺寸(長度、寬度、對角線)要求，通過拉線測量確定其鎖座組裝位置尺寸。

(4)對各鎖座進(jìn)行定位焊接。

(5)鎖座組裝完畢，將車體吊至下一工序。

3.2 原鎖座組裝工藝計(jì)算強(qiáng)度及鎖座厚度選擇

通過分析集裝箱平車圖紙及鎖座組裝要求， 可以看出10英尺集裝箱鎖座共有5個(gè)，20英尺集裝箱鎖座共有5個(gè)，40英尺集裝箱鎖座共有2個(gè)。組裝過程如圖3所示。

圖3 原有鎖座組裝過程示意圖

(1)當(dāng)進(jìn)行鎖座厚度選擇時(shí)，若鎖座厚度選擇正確，則需計(jì)算平面度12次，由于各鎖座相互關(guān)聯(lián)，每個(gè)鎖座均為3組集裝箱鎖座共有，即每當(dāng)調(diào)整其中1個(gè)鎖座時(shí)，需重新計(jì)算平面度3次，而在實(shí)際計(jì)算中，鎖座厚度調(diào)整率在20%以上(約6個(gè)鎖座)，則需增加計(jì)算次數(shù)至少18次，即每輛車鎖座平面度至少計(jì)算30次以上。

(2)當(dāng)厚度選擇完全正確，進(jìn)行位置定位時(shí)，每個(gè)集裝箱鎖座測量長、寬及對角線時(shí)至少需測量6次，組裝該集裝箱平車全車鎖座時(shí)共需測量鎖座次數(shù)：6×(5+5+2)=72(次)；計(jì)算對角線差次數(shù)：5+5+2=12(次)。

(3)由以上數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)鎖座組裝成功時(shí)，全車鎖座組裝仍需測量72次，同時(shí)對角線差計(jì)算12次，若發(fā)生測量位置錯(cuò)誤等情況，需要測量和計(jì)算的數(shù)據(jù)將會(huì)更加龐大，批量生產(chǎn)時(shí)，若使用原始的鎖座厚度選擇方法和直接測量定位的方法進(jìn)行組裝，將嚴(yán)重影響組裝效率及質(zhì)量。所以，減少鎖座厚度選擇次數(shù)和位置定位測量計(jì)算的次數(shù)是提高平車鎖座組裝效率的關(guān)鍵。

4 平車鎖座組裝工藝研究

4.1 鎖座厚度快速選擇法

經(jīng)查詢相關(guān)資料并分析論證，設(shè)計(jì)了專用鎖座厚度計(jì)算軟件，通過軟件計(jì)算出各集裝箱鎖座平面度尺寸，當(dāng)進(jìn)行厚度調(diào)整時(shí)，該軟件可直接顯示出各平面度變化，而無需進(jìn)行再次計(jì)算，如圖4所示。

為直觀顯示數(shù)據(jù)是否正確，為平面度及鎖座上平面距中梁上平面高度差計(jì)算表設(shè)置了紅綠顏色自動(dòng)顯示功能，當(dāng)滿足各平面度等各限定條件時(shí)則數(shù)據(jù)合格，即用綠色顯示，當(dāng)不滿足限定條件時(shí)則數(shù)據(jù)不合格，即用紅色進(jìn)行顯示。當(dāng)平面度和鎖座距中梁上平面高度差數(shù)據(jù)全為綠色時(shí)，則所有鎖座厚度數(shù)據(jù)符合組裝要求。如有紅色數(shù)據(jù)顯示則根據(jù)其數(shù)值大小調(diào)整相應(yīng)鎖座厚度使其符合要求即可。

4.2 集裝箱平車鎖座通用組對裝置

由于集裝箱平車各鎖座相互關(guān)聯(lián)尺寸較多，只有當(dāng)所有鎖座相對位置固定時(shí)，使其整體移動(dòng)才可以達(dá)到快速組裝的目的，使用全車鎖座整體組裝的工藝方法是多鎖座車輛快速組裝的捷徑。集裝箱平車鎖座通用組對裝置就是在該工藝的基礎(chǔ)上研究并設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)主要包括基座組成、移動(dòng)鐵馬組成、縱向微調(diào)裝置、三鎖座組對單元、單鎖座組對單元、雙鎖座組對單元、導(dǎo)向立柱等部分，如圖5所示。

(1)基座組成由縱向邊梁、橫梁、連接梁及連接板組成，縱向邊梁采用分段結(jié)構(gòu)，各分段使用連接板及螺栓進(jìn)行連接固定，其中縱向邊梁安裝鐵馬處設(shè)置了多列柔性調(diào)整孔，可根據(jù)車型的不同長度進(jìn)行調(diào)整。

(2)可移動(dòng)鐵馬組成包括手柄、絲杠、導(dǎo)框、移動(dòng)鐵馬和帶軌道框架等。當(dāng)車體吊放至可移動(dòng)鐵馬組成上時(shí)，搖動(dòng)兩端可移動(dòng)鐵馬手柄即可實(shí)現(xiàn)車體橫向定位及調(diào)整，確保車體橫向位置準(zhǔn)確。

圖4 鎖座數(shù)據(jù)檢測

圖5 集裝箱平車鎖座通用組對裝置

(3)縱向微調(diào)裝置包括龍門架、縱向微調(diào)絲杠、導(dǎo)向柱和推鐵等，縱向微調(diào)絲杠設(shè)有杠桿安裝孔，當(dāng)車體橫向定位后通過轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠使推鐵接觸并推動(dòng)車輛端部可實(shí)現(xiàn)車體縱向位置的調(diào)整及定位。

(4)鎖座組對單元由單鎖座組對單元、雙鎖座組對單元及三鎖座組對單元構(gòu)成，各單元結(jié)構(gòu)類似、原理相同，均包括滑動(dòng)鎖頭、軸承、旋轉(zhuǎn)臂、固定支座等，其中滑動(dòng)鎖頭由于受重力作用可向下滑動(dòng)，而滑動(dòng)端尾部設(shè)有限位防止其掉落，同時(shí)滑動(dòng)鎖頭可根據(jù)鎖座不同形狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)更改。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂打開時(shí)為豎直狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)車體的吊入及吊出；當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂關(guān)閉時(shí)為水平狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)鎖座組對功能，當(dāng)對車體橫向及縱向定位完畢后，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)臂并提起滑動(dòng)鎖頭，在滑動(dòng)鎖頭下方放置所要組裝的鎖座，使滑動(dòng)鎖座完全落入鎖座孔中，即完成鎖座定位，將各鎖座定位焊接后，向上提起滑動(dòng)鎖頭并打開旋轉(zhuǎn)臂即可將車體吊出。鎖座組對單元如圖6所示。

(a)單鎖座組對單元 (b)雙鎖座組對單元 (c)三鎖座組對單元圖6 鎖座組對單元示意圖

(5)導(dǎo)向立柱由立柱、座板、筋板等組焊而成，其作用是防止車體在吊入或吊出過程中與各鎖座組對單元發(fā)生磕碰損壞，同時(shí)也對裝置外側(cè)起到安全限位的作用。

4.3 組裝工藝步驟

(1)使用水準(zhǔn)儀測量各鎖座位置高度。

(2)根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)，按照相關(guān)鎖座平面度尺寸要求，計(jì)算并確認(rèn)各位置所需鎖座厚度尺寸。

(3)打開裝置中的各旋轉(zhuǎn)臂，將車體吊入該裝置中，分別對車體進(jìn)行橫向和縱向定位，當(dāng)滑動(dòng)鎖頭

完全落入各梁上蓋板鎖座安裝孔后，車體位置即為正確位置，可以進(jìn)行鎖座組對。

(4)關(guān)閉各旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂中的滑動(dòng)鎖頭所處位置即為鎖座組裝位置。

(5)在裝置滑動(dòng)鎖頭處放置所需組裝的鎖座，使滑動(dòng)鎖頭完全落入鎖座中，則鎖座定位完成。

(6)定位焊接完畢后，將車體吊入下一工序進(jìn)行鎖座焊接。

4.4 組裝方法的優(yōu)點(diǎn)

(1)該方法只需在批量生產(chǎn)之初，對集裝箱平車鎖座進(jìn)行尺寸校對，在批量生產(chǎn)過程中無需人工繁瑣的測量及計(jì)算，將所有計(jì)算交由電腦軟件執(zhí)行，同時(shí)可以進(jìn)行直觀判斷并調(diào)整。

(2)由于鎖座的組裝質(zhì)量完全由裝置定位完成，其組裝質(zhì)量大幅提高。

(3)該裝置具有良好的柔性，可適應(yīng)不同車型、不同位置、不同鎖座的組裝要求。

5 結(jié)束語

運(yùn)用專用軟件快速進(jìn)行鎖座厚度選擇，并使用集裝箱平車鎖座通用組裝裝置可以大幅提高生產(chǎn)效率，有效控制整車制造質(zhì)量。該方法已成功應(yīng)用于生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果?！?/p>

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)01-0034-03

2015-03-30

張 維(1984-)，男，本科學(xué)歷，工程師,從事貨車組裝工藝技術(shù)工作。

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