間歇式牽引生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張友東（新疆機(jī)械研究院股份有限公司，新疆 烏魯木齊830013）

間歇式牽引生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張友東
（新疆機(jī)械研究院股份有限公司，新疆 烏魯木齊830013）

文中介紹了一種利用原有軌道裝配線和移動小車，加設(shè)低壓信號控制系統(tǒng)，在保障安全的前提下，用液壓油缸作為動力驅(qū)動農(nóng)機(jī)總裝裝配工序間的移動，取代人力推進(jìn)方式的裝置。

間歇式；往復(fù)動作；生產(chǎn)線；牽引；液壓驅(qū)動

0　引言

新疆農(nóng)機(jī)生產(chǎn)重點(diǎn)企業(yè)—新疆波曼機(jī)械制造有限責(zé)任公司承擔(dān)包括自走系列玉米收獲機(jī)、青貯收獲機(jī)、秸稈收獲機(jī)的裝配工作，裝配生產(chǎn)大型自帶動力及割臺部分的整機(jī)產(chǎn)品，但整機(jī)裝配僅依靠建廠初期在地面鋪設(shè)的一條工字鋼地軌，工序之間的移動基本是靠人力推動，在生產(chǎn)數(shù)量較少的情況下，人工推動尚不影響生產(chǎn)效率，然而隨著產(chǎn)量的不斷增加，逐臺反復(fù)地進(jìn)行人力推動勞動強(qiáng)度大、效率低，制約了裝配線的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。一套專業(yè)的輸送鏈設(shè)備最少的投資約為120萬元，施工期要6個(gè)月以上，影響了裝配工作的進(jìn)行。為此，公司技術(shù)人員從實(shí)際出發(fā)，利用成熟的工藝路線，在原有基礎(chǔ)上自主設(shè)計(jì)制造了一套總裝線整機(jī)移動的裝置，該裝置以液壓泵驅(qū)動油缸，聯(lián)動拖輥，用拖輥上的擋塊與支撐小車接駁，間歇式短距離多次往復(fù)運(yùn)動，使在生產(chǎn)線上裝配的10～16臺整機(jī)同步位移至下一個(gè)設(shè)定工位。裝置安裝有效長度為96m，由12段6 m長的拖輥連接而成。

1　間歇式牽引生產(chǎn)線的組成

該裝置由三部分組成

（1）機(jī)械部分：地面下拖輥總成、小車棘爪機(jī)構(gòu)、油缸和油缸行程控制、蓋板防護(hù)裝置；

（2）液壓動力部分：電動機(jī)、液壓泵、液壓管路和接頭、油缸、控制閥、蓄能器、液壓油箱；

（3）電器控制部分：總控電柜、工位柜安全控制信號系統(tǒng)。

機(jī)械部分是執(zhí)行部件，液壓部分提供動力輸出，電器部分用來控制動作。

2　裝置的工作過程

液壓油驅(qū)動油缸在油壓作用下進(jìn)行伸出和回縮動作帶動牽引拖輥總成進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。用行程開關(guān)的安裝位置調(diào)整油缸行程的長度，保證拖輥總成上的每一個(gè)擋塊都要可靠地與小車上的棘爪進(jìn)行接駁，通過機(jī)械行程開關(guān)控制油缸的行程長度和轉(zhuǎn)換油壓方向，計(jì)數(shù)傳感器反饋信號控制油缸的動作次數(shù)，達(dá)到預(yù)設(shè)值后系統(tǒng)停止，等待下一次循環(huán)（圖1）。

圖1　裝置工作原理

驅(qū)動的順序是：電動機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動油泵（圖2中2）→油泵將液壓油輸出→液壓油輸入油缸（圖2中3）→油缸推動拖輥（圖2中4）→拖輥帶動擋塊移動→推動棘爪（圖3）→帶動支撐小車承載的整機(jī)移動（圖2中5）。

圖2　整機(jī)工作過程

每次短距離移動后，由控制柜（圖2中1）控制液壓閥（圖2中2）向油缸反向供油，油缸回收，回收到預(yù)設(shè)位置后再重復(fù)油缸伸出，如此反復(fù)。

圖3　棘爪結(jié)構(gòu)

3　生產(chǎn)線主要工作部件

3.1機(jī)械部分

3.1.1拖輥總成

拖輥總成由中間的一根方管和支撐它的輪轂、軸及多個(gè)嵌入軸承形成在槽鋼軌道中可移動的元件聯(lián)接而成（圖4），在槽鋼導(dǎo)軌內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，其截面圖如5（a）。拖輥上方連接了驅(qū)動擋塊組，拖輥兩端左右設(shè)計(jì)了橫向限位（如圖4（b）），使拖輥的驅(qū)動擋塊始終處于牽引裝置的中間位置。

3.1.2支撐小車

帶棘爪機(jī)構(gòu)的支撐小車與已裝配前后橋的機(jī)架連接成一個(gè)整體（圖2），通過支撐小車上的棘爪與固定在拖輥擋塊接觸后駁接所有小車，帶動小車移動，許多組這樣的小車就實(shí)現(xiàn)了同步移動。

支撐整機(jī)前部的小車沒有棘爪機(jī)構(gòu)，由后面小車推動完成移動。

圖4　拖輥總成

圖5　拖輥截面

圖6　支撐小車

3.1.3蓋板防護(hù)

圖7　蓋板防護(hù)示意

在拖輥蓋板與導(dǎo)軌槽鋼的上翼面之間的縫隙加了一道貫通兩支導(dǎo)軌的立板，形成一個(gè)雜物不能逾越的門檻，能有效防止散落的螺栓螺母和雜物由此落入導(dǎo)軌內(nèi)部（圖7）。

3.2液壓部分

用一個(gè)變頻器控制的可調(diào)速電機(jī)做為驅(qū)動液壓泵的動力源，用一個(gè)四位三通換向閥控制油壓方向，通過高壓油管向油缸輸入壓力，使油缸產(chǎn)生伸出和回縮動作，推動拖輥產(chǎn)生往復(fù)動（圖8）。

圖8　液壓部分

3.3電器控制部分

圖9　電器控制部分

（1）XW1為收回限位開關(guān)，KM2為收回限位繼電器，XW2為伸出限位開關(guān)，KM3為伸出限位繼電器KM30為自動伸出繼電器，KM140為自動收回繼電器，KM50為手動伸出繼電器，KM60為手動收回繼電器。

（2）當(dāng)SB03扳至自動工位且各個(gè)工位都準(zhǔn)備就緒完成，按下SB130，油缸伸出，當(dāng)油缸觸碰到XW2限位開關(guān)時(shí)，油缸自動收回。在油缸收回過程中觸碰到XW1后，在設(shè)定工作循環(huán)未完成過程中，按下SB131油缸停止工作，再次按下SB130油缸伸出，繼續(xù)工作，直至完成一個(gè)工作循環(huán)。

（3）SB03扳至手動工位，長按SB150油缸伸出直至碰到限位XW1，油缸停止伸出，松開SB150，長按SB160油缸收回，直至觸碰到限位XW2，油缸停止收回。SB150與SB160只能長按一個(gè)，同時(shí)按下油缸不動作，且有可能發(fā)生電氣故障。

（4）上述2與3中油缸的位置默認(rèn)為油缸觸碰到XW1且XW1的觸電動作。

4　使用注意事項(xiàng)

（1）導(dǎo)軌的下翼面不允許有雜物附著或滯留；

（2）小車導(dǎo)軌上不允許有阻礙輪子前進(jìn)的物品；

（3）拖輥移動時(shí)，作業(yè)人員不可在機(jī)架以下的任何部位繼續(xù)工作；

（4）生產(chǎn)線移動時(shí)禁止進(jìn)行手工對位安裝工作（如發(fā)動機(jī)座與機(jī)架孔的安裝），作業(yè)人員的手絕不能伸入安裝孔內(nèi)。

5　結(jié)語

本裝置的移動動作通過總控制柜上的可調(diào)計(jì)數(shù)器設(shè)定一次工位位移的次數(shù)來控制不同長度機(jī)型的移動距離，或通過變頻器微量調(diào)整其運(yùn)行速度，從而調(diào)整運(yùn)行效率，除基礎(chǔ)施工外，所有裝備含安裝在內(nèi)費(fèi)用控制在10萬元以內(nèi)，生產(chǎn)線制作和安裝45天即告完成，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，大大降低了制造裝備成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］陳宇航，胡珈銘，劉階萍，王瑩.某企業(yè)裝配生產(chǎn)線的布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究［J］.物流技術(shù)，2011，30（1）：116～119.

［2］劉寶順.往復(fù)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［3］中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.液壓傳動實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984．

［4］戴朝永.GSK Link總線式數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，25（6）：166～168.

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.03.010

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1007-7782（2016）03-0028-03

2016-06-12