全氣動(dòng)寬度自調(diào)節(jié)車身吊裝裝置的研究與開發(fā)

高建路

（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252024）

1 引言

客車主要分為底盤和車身兩大部分，大部分廠家采用分離式生產(chǎn)[1]方式。分離式生產(chǎn)方式就是在客車車身涂裝完畢、底盤改制管路施工完畢后再合成整車，合成整車后再進(jìn)行總裝內(nèi)飾安裝。車身與底盤這一“會(huì)師”，必須用吊具將整車抓起，移動(dòng)到底盤的上方，找對(duì)位置后，再進(jìn)行落下，這一過程為車身與底盤的“合車”。

目前，大部分廠家或生產(chǎn)企業(yè)采用傳統(tǒng)機(jī)械吊具，其弊端是，不同車型因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形不同，其寬度也不同，幅寬差別達(dá) 440mm之多，這就造成了設(shè)備吊爪寬度不能自動(dòng)適應(yīng)，產(chǎn)品只能分線生產(chǎn)或通過使用多種吊具來滿足相應(yīng)車型的需要，并且吊爪為機(jī)械手動(dòng)機(jī)構(gòu)，客車的抓緊和放開全靠四個(gè)工人上車去操作，危險(xiǎn)系數(shù)大，生產(chǎn)效率低下，給生產(chǎn)組織、生產(chǎn)線布局和生產(chǎn)周期帶來一定的沖擊和影響。

2 全氣動(dòng)寬度自調(diào)節(jié)的車身吊裝裝置

2.1 思路與原則

吊裝裝置具能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)吊爪的寬度，使其能夠適應(yīng)不同尺寸的車身，并且吊爪能夠自動(dòng)對(duì)正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了工人工作時(shí)的危險(xiǎn)性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)吊裝裝置（如圖1所示）包括框架體1及吊爪4[2]，在框架體1上平行間隔設(shè)有兩個(gè)滑軌2，兩滑軌2分別設(shè)在框架體1的前側(cè)和后側(cè)。如圖1所示。

圖1 本吊裝裝置放置狀態(tài)

圖2 本吊裝裝置中的傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖

在每個(gè)滑軌2的兩端均卡接有一與其滑動(dòng)連接的滑塊3，在每個(gè)滑塊3上設(shè)有一吊爪4。在吊爪4與吊裝物的接觸部設(shè)有軟連接裝置[6]。在每個(gè)滑軌2內(nèi)設(shè)有一雙向絲桿5[3]，雙向絲桿5的的兩端部與滑軌2內(nèi)的兩滑塊3螺紋連接。在框架體1的中部設(shè)有一氣動(dòng)馬達(dá)6，氣動(dòng)馬達(dá)6的輸出端與傳動(dòng)軸7相連，傳動(dòng)軸7與滑軌2及雙向絲桿5相垂直設(shè)置，傳動(dòng)軸7通過傳動(dòng)裝置8與每個(gè)滑軌2內(nèi)的雙向絲桿5相連（如圖2所示）。

在每個(gè)滑軌2的兩端部均設(shè)有限位裝置[4]，限位裝置包括設(shè)在滑軌2兩端部外側(cè)的兩外限位擋塊9及設(shè)在滑軌2兩端部?jī)?nèi)側(cè)的兩內(nèi)限位擋塊10，滑軌2上的兩滑塊3分別設(shè)在滑軌2端部的外限位擋塊9和內(nèi)限位擋塊10之間。在滑軌2上每個(gè)外限位擋塊9處設(shè)有外限位開關(guān)，在滑軌2上每個(gè)內(nèi)限位擋塊10處設(shè)有內(nèi)限位開關(guān)[5]（如圖3所示），從而實(shí)現(xiàn)了兩吊爪4寬度的自動(dòng)保證，并且防止滑塊3移出滑軌2。

圖3 本吊裝裝置中的限位裝置結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)軸7[6]、傳動(dòng)裝置8來驅(qū)動(dòng)滑軌2內(nèi)的雙向絲桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與雙向絲桿5兩端部相配合的兩滑塊3相互靠近或背離，從而實(shí)現(xiàn)兩滑塊3上的兩吊爪4的閉合或張開，使兩吊爪4能夠適應(yīng)不同尺寸的車身。并且雙向絲桿5能夠帶動(dòng)與其配合的兩滑塊3實(shí)現(xiàn)同步靠近或背離，從而實(shí)現(xiàn)兩滑塊3上的兩吊爪4同步閉合或張開，因此本方案能夠自動(dòng)對(duì)正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖5 本吊裝裝置的氣動(dòng)原理圖

圖中說明：

1S——二位三通手動(dòng)換向閥（2個(gè)，自鎖按鈕），右位是常態(tài)位；

2S——二位三通行程換向閥（2個(gè)），右位是常態(tài)位；

3S——雙壓閥（2個(gè)）；

4S——三位五通氣動(dòng)換向閥（1個(gè)）；

5S——?dú)鈩?dòng)馬達(dá)（1個(gè)）。

在滑軌2上每個(gè)外限位擋塊9處設(shè)有外限位開關(guān)，在滑軌2上每個(gè)內(nèi)限位擋塊10處設(shè)有內(nèi)限位開關(guān)，能夠使控制裝置對(duì)動(dòng)力裝置自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車身的定位、吊起、放開的自動(dòng)化[7]。

在框架體1上設(shè)有吊裝環(huán)11[8]，通過吊裝環(huán)11將裝置與行車相連。

在吊爪4與吊裝物的接觸部設(shè)有軟連接裝置，防止吊爪4與車身碰撞，造成車身的損傷。

整個(gè)裝置的動(dòng)力為氣動(dòng)馬達(dá) 6，控制系統(tǒng)氣動(dòng)原理圖[9]如圖5所示。

2.3 具體使用方法

在吊裝前，控制裝置控制氣動(dòng)馬達(dá)6動(dòng)作，氣動(dòng)馬達(dá)6通過傳動(dòng)軸7、傳動(dòng)裝置8來驅(qū)動(dòng)滑軌2內(nèi)的雙向絲桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與雙向絲桿5兩端部相配合的兩滑塊3相互背離，使兩吊爪4向外張開到最大開度，將懸掛本吊裝裝置的行車開到吊裝物的上方，再手動(dòng)控制行車向下移動(dòng)，使本吊裝裝置緩緩下落到吊裝物上方適當(dāng)?shù)奈恢??？刂蒲b置控制氣動(dòng)馬達(dá)6動(dòng)作，通過傳動(dòng)軸7、傳動(dòng)裝置8、雙向絲桿5、滑軌2使吊爪4閉合。當(dāng)其中一個(gè)吊爪4碰到吊裝物時(shí)，觸動(dòng)內(nèi)限位位開關(guān)，氣路控制系統(tǒng)將氣動(dòng)馬達(dá)6的氣路切斷，使吊爪4不再內(nèi)移，從而實(shí)現(xiàn)兩吊爪4寬度的自動(dòng)保證，此時(shí)，吊爪4的閉合動(dòng)作結(jié)束。

然后控制行車[10]上行，將吊裝物升起，移動(dòng)到目的地。

當(dāng)需要吊爪4松開時(shí)，控制裝置控制氣動(dòng)馬達(dá)6反向動(dòng)作，通過傳動(dòng)軸7、傳動(dòng)裝置8、雙向絲桿5、滑軌2使吊爪4張開。當(dāng)?shù)踝?觸動(dòng)外限位位開關(guān)時(shí)，控制裝置將氣動(dòng)馬達(dá)6的氣路切斷，使吊爪4不再外移，從而實(shí)現(xiàn)兩吊爪4寬度的自動(dòng)保證，此時(shí)，吊爪4的放開動(dòng)作結(jié)束。然后控制行車上行，將本吊裝裝置升起，脫離吊裝物，準(zhǔn)備下一次的動(dòng)作。

3 結(jié)論

動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)軸、傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)滑軌內(nèi)的雙向絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，雙向絲桿能夠帶動(dòng)與其配合的兩滑塊實(shí)現(xiàn)同步靠近或背離，從而實(shí)現(xiàn)兩滑塊上的兩吊爪同步閉合或張開，并且自動(dòng)對(duì)正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

在滑軌上每個(gè)內(nèi)、外限位擋塊處設(shè)有限位開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車身的定位、吊起、放開的自動(dòng)化。

自從該裝置應(yīng)用以來，以前因手動(dòng)操作行車吊裝裝置時(shí)出現(xiàn)的碰車、不對(duì)正問題徹底解決了，一次吊裝施工合格率達(dá)到了 100%，制造成本較低，操作容易，使用方便，性能可靠，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)和使用要求，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)，對(duì)客車行業(yè)來說，具有較高的推廣價(jià)值。