動車散熱器組裝升降臺設計

車元朋　王涵玉

摘 要： 隨著高鐵時代的邁進，高鐵及動車組的產(chǎn)量明顯增長，因此需要通過改善老舊工藝，以滿足產(chǎn)能要求。該文針對某企業(yè)車間動車散熱器組裝作業(yè)，開發(fā)設計散熱器組裝升降臺，提高散熱器組裝作業(yè)效率，降低工人勞動強度。升降臺采用剪叉式結(jié)構(gòu)，并用虛位移原理計算推力。設計氣動回路，控制定位銷及旋轉(zhuǎn)臺動作。

關鍵詞： 升降臺；剪叉臂；生產(chǎn)線；氣動

引言

由于市場需求的增長，要求企業(yè)必須提高產(chǎn)能滿足市場需求。合理的工藝裝備可以在企業(yè)既定人員甚至縮減人員的情況下，大大提高企業(yè)產(chǎn)能。

此次開發(fā)設計的散熱器組裝升降臺，用于改善動車散熱器組裝作業(yè)，在此之前，散熱器的組裝完全依靠天車進行平移、旋轉(zhuǎn)、升降，存在大量的吊裝作業(yè)，危險系數(shù)大，作業(yè)效率低。基于這一現(xiàn)狀，并結(jié)合現(xiàn)場條件，將新開發(fā)設計的散熱器組裝升降臺與車間現(xiàn)有翻轉(zhuǎn)設備連成一條生產(chǎn)線。通過制作多種胎具對應多種型號散熱器，可以實現(xiàn)散熱器的組裝、定位、旋轉(zhuǎn)、升降、翻轉(zhuǎn)功能。

1 基本結(jié)構(gòu)及說明

組裝臺的升降為剪叉式結(jié)構(gòu)，通過升降螺桿調(diào)節(jié)。臺面升降范圍500～700mm，并且在500、600、700mm三個作業(yè)高度分別有機械鎖止。

臺面滾筒兩側(cè)有導向板對胎具導向。胎具移動到旋轉(zhuǎn)升降臺位置，通過扳動手動閥，分別使中心定位銷和側(cè)邊定位銷插入工裝定位孔。需要對胎具進行旋轉(zhuǎn)時，先扳動手動閥使旋轉(zhuǎn)升降臺起升，起升后胎具底面會高出兩側(cè)的導向板，接著扳動側(cè)邊定位銷手動閥，使側(cè)邊定位銷下降并脫離胎具（此時中心定位銷仍處于頂出狀態(tài)），人工推動胎具或散熱器零部件，可使胎具繞中心定位銷在萬向球支撐面上旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到指定方向后，將側(cè)邊定位銷頂出，對胎具定位，防止其轉(zhuǎn)動，再將旋轉(zhuǎn)升降臺下降至低位。當前工位作業(yè)完成后，將兩個定位銷下降至低位，脫離胎具，人工推動胎具，沿滾筒移動至后續(xù)工位。

折疊滾輪臂能夠90°向內(nèi)折疊，多個組裝升降臺串聯(lián)后，通過折起折疊滾輪臂，人員可以由此處通道穿過至生產(chǎn)線對面。折疊滾輪臂在折疊和打開位置均有插銷鎖止。

組裝升降臺在滾筒空隙處設計擋板，防止組裝中零件掉入組裝臺內(nèi)。

2 剪叉臂設計及推力計算

升降臺有效行程為200mm，考慮盡量降低剪叉臂上升推力，將起始角度設計為θ1=20°。當組裝升降臺處于最低位時，剪叉臂的靜安裝空間高度約h1=260mm，則剪叉臂桿長為L=h/sinθ1=260/sin20°≈760mm。當組裝升降臺上升至最高位時，剪叉臂與水平夾角θ2=arcsin（h2/L）=arcsin（460/760）≈37.3°。

運用虛位移原理計算剪叉臂推力。虛位移原理：具有理想約束的靜止質(zhì)點系，其平衡的必要和充分條件是：所有主動力在任何虛位移上的虛功之和等于零。在圖2所建立的坐標系中，θ為剪叉臂與水平方向夾角，y為組裝升降臺上升的距離，x為推桿推出的距離，Q為載荷，F(xiàn)為推桿推力。

3 氣動回路設計

組裝臺的定位銷以及旋轉(zhuǎn)升降板的上下均通過氣缸驅(qū)動，且在工作臺兩側(cè)均能控制氣缸動作。

4 結(jié)語

對生產(chǎn)工藝的適當改進，不但能夠提高作業(yè)效率、減輕勞動強度、降低安全風險，同時有利于規(guī)范作業(yè)，制定標準文件。但設備的引進，必須要結(jié)合實際條件，合理增加。

參考文獻

[1]張策.機械原理與機械設計[M].上冊.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[2]成大仙.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[3]左健民.液壓與氣動技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[4]朱孟生.改善工藝裝備對企業(yè)產(chǎn)能影響的研究[J]，工業(yè)設計，2015（10）：123-123.

[5]段慧文.剪叉機構(gòu)計算與虛位移原理[J]，演藝科技，2012（05）：33-37.

作者簡介：車元朋 遼寧大連 男1988年10月 王涵玉 遼寧沈陽 男1987年1月 沈陽新松機器人自動化股份有限公司，遼寧省沈陽市 110168。