一種在汽車(chē)總裝輸送線中使用的摩擦輪驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與使用

沈俊雄

摘 要：摩擦輪驅(qū)動(dòng)是汽車(chē)制造總裝輸送線常用的驅(qū)動(dòng)方式之一，實(shí)際使用中會(huì)遇到很多結(jié)構(gòu)性缺陷的問(wèn)題。介紹的是一種汽車(chē)裝配輸送線上用的彎段摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、摩擦輪裝置、摩擦輪支架及轉(zhuǎn)軸、壓緊輪裝置、壓緊輪支架及轉(zhuǎn)軸、摩擦輪和壓緊輪之間的聯(lián)系桿及緩沖裝置、檢測(cè)裝置等組成。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便的柔性摩擦輪驅(qū)動(dòng)能真正達(dá)到小裝備解決大難題的效果，希望能為汽車(chē)制造總裝輸送有此期待的同行提供有益幫助及參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)制造；總裝輸送；摩擦輪驅(qū)動(dòng)；設(shè)計(jì)；使用

中圖分類(lèi)號(hào)：U468.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.013

0 引言

在汽車(chē)制造總裝生產(chǎn)工藝中，車(chē)體輸送線常使用懸掛鏈驅(qū)動(dòng)和摩擦輪驅(qū)動(dòng)兩種方式。其中摩擦輪驅(qū)動(dòng)由于具有靜音、無(wú)需潤(rùn)滑、更換簡(jiǎn)單、故障影響面小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在汽車(chē)制造總裝生產(chǎn)工藝中得到大力推廣。然而，由于限于各設(shè)備制造廠家技術(shù)不一，行業(yè)內(nèi)使用的摩擦驅(qū)動(dòng)還存在信譽(yù)度低、維護(hù)工時(shí)高、維護(hù)難度大等問(wèn)題。本文將對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行探討及改善方案的設(shè)計(jì)與使用進(jìn)行分享。

1 原有摩擦輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及缺陷

原有彎道摩擦輪壓緊輪支架由外徑φ42圓管折彎件組成。圓管折彎件之間的聯(lián)接靠螺栓擰緊剛性聯(lián)接（如圖1，A）， 圓管折彎件安裝底座是焊接而成的剛性結(jié)構(gòu)（如圖1，B）。該結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題：（1）聯(lián)接螺栓容易斷裂（如圖2），每周需進(jìn)行更換；（2）焊接部位容易裂焊；（3）摩擦輪容易磨損。

2 原有摩擦輪結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性

總裝輸送線是由摩擦輪驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)力為摩擦輪及壓緊輪的摩擦力F=μN(yùn)，其中N為摩擦輪對(duì)臺(tái)車(chē)滑桿的正壓力，驅(qū)動(dòng)輪的正壓力由彈簧提供，而壓緊輪支架完全是剛性聯(lián)接，這個(gè)正壓力完成由支架變形來(lái)提供。從圖3可知，壓緊輪從臺(tái)車(chē)進(jìn)入前到進(jìn)入后發(fā)生了一個(gè)向外傾斜的動(dòng)作。在長(zhǎng)期的塑性變形作用下，聯(lián)接螺栓松動(dòng)或斷裂，焊接點(diǎn)裂焊，需每周進(jìn)行點(diǎn)檢來(lái)減少故障發(fā)生率。

3 原有摩擦輪壓緊輪支架受力情況

從圖4可知，結(jié)合有限元分析，壓緊輪支架受到最大250 MPa的交變應(yīng)力。該應(yīng)力雖然低于壓緊輪支架圓管材料Q345理論極限應(yīng)力345 MPa。但從圖5分析得到，壓緊輪實(shí)際所受250 MPa應(yīng)力下，壽命只達(dá)到萬(wàn)次級(jí)別，并未達(dá)到持久極限，理論上壓緊輪桿達(dá)到萬(wàn)次級(jí)別就可能斷裂，與使用兩周左右螺栓松動(dòng)、斷裂或焊點(diǎn)裂焊的事實(shí)相符。

4 技術(shù)方案

為了對(duì)應(yīng)本方案第三款所提出的輸送線摩擦輪驅(qū)動(dòng)存在的三大問(wèn)題，提出了如圖6所示方案。本方案主要有三部分組成，分別為：

（1）摩擦輪裝置：摩擦輪、摩擦輪支架（圖6，A）及其摩擦輪旋轉(zhuǎn)中心（圖6，D）；

（2）壓緊輪裝置：壓緊輪、壓緊輪支架（圖6，B）及其壓緊輪旋轉(zhuǎn)中心（圖6，E）；

（3）摩擦輪裝置和壓緊輪裝置聯(lián)系彈簧拉桿（圖6，C）。

5 方案創(chuàng)新性

5.1 整體柔性結(jié)構(gòu)

根據(jù)臺(tái)車(chē)滑桿的不同運(yùn)動(dòng)位置，摩擦輪支架（圖7，A）及壓緊輪支架（圖7，B）隨著各自的旋轉(zhuǎn)中心（圖7，D和E）進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，避免了像原有機(jī)構(gòu)剛性聯(lián)接那樣造成支架的疲勞斷裂。

5.2 摩擦輪、壓緊輪相關(guān)聯(lián)

摩擦輪、壓緊輪通過(guò)彈簧拉桿（圖7，C）聯(lián)系在一起，彈簧聯(lián)系桿末端是關(guān)節(jié)軸承（圖7，F(xiàn)），可進(jìn)行柔性擺動(dòng)。在彈簧力作用，摩擦輪及壓緊輪同時(shí)提供給臺(tái)車(chē)滑桿壓緊力，提供更可靠的驅(qū)動(dòng)力，避免摩擦輪打滑，也避免摩擦輪由于過(guò)度張緊而磨損。

5.3 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)受力更合理

從圖8可知道，改造后驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)整體內(nèi)應(yīng)力在140MPa左右徘徊，結(jié)構(gòu)本身受力變化不大。從圖9可知，機(jī)構(gòu)所受內(nèi)應(yīng)力持久極限以下，理論上結(jié)構(gòu)可以達(dá)到持久壽命。

從圖10看出，摩擦輪驅(qū)動(dòng)力與彈簧壓緊力成正相關(guān)關(guān)系，摩擦輪驅(qū)動(dòng)力由彈簧拉桿提供，而非支架變形提供。

6 結(jié)論

此摩擦輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在我們近幾年的使用中，得到不斷完善取得良好的效果。同時(shí)，可根據(jù)摩擦使用的直道、彎道、直彎道等實(shí)際位置進(jìn)行擺臂的調(diào)整，達(dá)到最佳效果。

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