L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施探討

徐愛蓮

【摘?要】L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)是把工件或產(chǎn)品以球面呈現(xiàn)的一種半自動(dòng)化或自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，它有水平方向和垂直方向兩個(gè)旋轉(zhuǎn)。隨著建筑機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域的量產(chǎn)化、自動(dòng)化，為方便操作，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，統(tǒng)一產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)一致，使生產(chǎn)科技化，于是產(chǎn)生了一個(gè)新的機(jī)械領(lǐng)域—變位機(jī)械;L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)則是變位機(jī)領(lǐng)域的綜合體，佼佼者。變位機(jī)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了建筑機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，自身也在不斷改進(jìn)和發(fā)展，其適應(yīng)性、應(yīng)用性是重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】L臂雙回轉(zhuǎn);變位機(jī);設(shè)計(jì)要點(diǎn);質(zhì)量控制

引言

變位機(jī)根據(jù)不同要求和不同產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，總體來說：首先要了解產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，產(chǎn)品形狀確定變位機(jī)形式，一旦確定使用L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)，就要計(jì)算產(chǎn)品重心，L臂大小，電機(jī)功率，旋轉(zhuǎn)速率等設(shè)計(jì)參數(shù)，從而制定設(shè)計(jì)方案、細(xì)化分解圖紙進(jìn)行生產(chǎn)加工，成品交付使用。

1、L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)基本結(jié)構(gòu)形式

L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)主要包括5大系統(tǒng)：L臂、動(dòng)力箱、平臺(tái)、大回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、小回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

L臂變位機(jī)基本結(jié)構(gòu)形式見下圖1：

2、設(shè)計(jì)工程中需注意的要點(diǎn)

作為較精密設(shè)備在設(shè)計(jì)工程中有許多需要注意的地方，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）裝夾方式及位置

工件或產(chǎn)品在變位機(jī)上的裝夾方式，直接影響工件或產(chǎn)品加工率，根據(jù)工件或產(chǎn)品的幾何形狀，允許裝夾的部位，需要加工的位置，以及放置的穩(wěn)定性、吊裝的部位，來確定裝夾方式，一般選取工件或產(chǎn)品的工作位置;

（2）裝夾位置

裝夾在工件或產(chǎn)品的什么位置，一般根據(jù)以下幾點(diǎn)確定：

①盡量避開加工位置;

②比較牢固或穩(wěn)定的位置;

③明顯，方便操作的位置。

（3）中心

確定了裝夾方式，那么裝夾在L臂上的什么位置，如何裝夾，那就是選取中心。在L臂上放置（裝夾）位置主要側(cè)重于中心，中心決定了產(chǎn)品在L臂上的位置，也就是水平旋轉(zhuǎn)中心，從而確定L臂大小;中心既可以是產(chǎn)品或工件按裝夾方式放置時(shí)的幾何中心，也可以是裝夾位置中心;這時(shí)的中心盡量與裝夾放置時(shí)的重心重合，因?yàn)橹匦暮椭行牡闹睾隙葲Q定L臂上旋轉(zhuǎn)功率的大小。

（4）重心

確定了L臂大小后，結(jié)合產(chǎn)品的重心，三維建模來計(jì)算產(chǎn)品和L臂組合體的重心（如L臂上旋轉(zhuǎn)所需減速機(jī)電機(jī)較大，則需要考慮增加減速機(jī)電機(jī)后的重心），由重心決定垂直方向的旋轉(zhuǎn)中心，也就是旋轉(zhuǎn)中心在L臂上的位置，重心和旋轉(zhuǎn)中心的重合度決定L臂旋轉(zhuǎn)功率的大小。

（5）傳動(dòng)方式

各個(gè)位置的傳動(dòng)方式是有所在位置決定的，一般來說，主傳動(dòng)采用鏈輪鏈條傳動(dòng)，動(dòng)力箱與L臂之間采用回轉(zhuǎn)支承，次傳動(dòng)盡量使用齒輪傳動(dòng)，L臂與工作臺(tái)之間為回轉(zhuǎn)支承。

（6）垂直方向的旋轉(zhuǎn)高度

垂直方向的旋轉(zhuǎn)高度，一般由產(chǎn)品或工件的幾何尺寸決定，但有時(shí)工件或產(chǎn)品不規(guī)則，可以選擇合適高度，然后限制旋轉(zhuǎn)角度或把L臂設(shè)計(jì)為可升降即可。

（7）方便操作

設(shè)備達(dá)到國家勞動(dòng)、安全、衛(wèi)生部門的要求，符合人體工程學(xué);

3、L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)質(zhì)量控制措施

為了確保變位機(jī)的使用安全及生產(chǎn)質(zhì)量，從設(shè)計(jì)、加工，到裝配、安裝、電氣元件匹配，需要對(duì)L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)進(jìn)行全過程質(zhì)量控制。

（1）設(shè)計(jì)選材

①用于本設(shè)備的鋼材/型材選用合格的材料，其力學(xué)性能必須符合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及國家對(duì)相關(guān)材料力學(xué)性能參數(shù)之規(guī)定;

②所用標(biāo)準(zhǔn)件均選用國內(nèi)外知名品牌;

③傳動(dòng)，嚙合件以及緊固件采用45#鋼及錳鋼，其表面淬火處理，保證表面硬度和耐磨性;

（2）加工制作

①由具有資質(zhì)經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行施工操作;

②所有接觸面均為加工面;

③液壓，氣動(dòng)，電氣元件，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，安全可靠，壽命長，響應(yīng)迅速，能夠保證設(shè)備在額定負(fù)荷下連續(xù)工作，無漏氣、漏油、漏電等現(xiàn)象，持續(xù)穩(wěn)定工作;

④非加工面拋丸處理，防銹等級(jí)達(dá)Sa2.5級(jí)。

⑤L臂雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)，傳動(dòng)較為精密，應(yīng)對(duì)所有焊接后的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行消除應(yīng)力處理，如沒有消除焊接應(yīng)力，使用一段時(shí)間后，焊接結(jié)構(gòu)件容易變形，造成傳動(dòng)部件之間相對(duì)位移，出現(xiàn)卡阻或間隙過大有噪音?，F(xiàn)代變位機(jī)制造周期短，一般不用時(shí)效去除應(yīng)力，采用振動(dòng)法或退火法。

（3）裝配和測(cè)量

設(shè)備質(zhì)量的保證，裝配工藝和測(cè)量必不可少，一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的裝配師，一組精密高效的檢測(cè)工具是保障，裝配完畢空載試運(yùn)行不能出現(xiàn)卡阻、異響、噪音;動(dòng)作到位;帶件試運(yùn)行除不能出現(xiàn)上述異常外，設(shè)備也不能出現(xiàn)抖動(dòng)、顫動(dòng)，電機(jī)無異響、發(fā)熱、冒煙等。

（4）安裝接地

變位機(jī)一般用于工件和產(chǎn)品的組對(duì)、焊接，對(duì)傳動(dòng)部件和電機(jī)必須進(jìn)行焊接接地保護(hù)。采用導(dǎo)電性能好的銅作為接地材料，安裝在工作臺(tái)與L臂之間，用銅線與底座連接，防止傳動(dòng)件黏連和電機(jī)擊穿。必要時(shí)在L臂和動(dòng)力箱連接處也安裝一套;可靠的電焊機(jī)接地回路，可以有效防止電氣元件，軸承等部件損傷，導(dǎo)電裝置安裝隱蔽且安全。

（5）外觀處理

設(shè)備的外觀也是產(chǎn)品質(zhì)量的一部分，表面處理也要做到盡善盡美，所有結(jié)構(gòu)件進(jìn)行除油、防銹、防腐處理，工件表面無油、銹，防銹等級(jí)達(dá)Sa2.5級(jí)后油漆，各個(gè)部件上應(yīng)有標(biāo)識(shí)或涂裝不同顏色，方便區(qū)分。

（6）電氣元件選用

如果以上是人體是衣服，那么電氣就是腦袋，是靈魂。電氣零件的選取、匹配就是腦袋的開發(fā)。一定要選用國內(nèi)外知名品牌，合理布線，做到美觀適用。電控箱和手控盒上各種按鈕布置位置便于操作者操作，有啟動(dòng)、停止、正傳、反轉(zhuǎn)，點(diǎn)動(dòng)正傳、點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)、急停按鈕及指示燈。具有斷電自鎖保護(hù)功能，一旦突發(fā)斷電情況，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，控制盒輕巧耐用，可以懸掛在翻轉(zhuǎn)機(jī)上，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，安全可靠，壽命長。對(duì)于外露的部件有外殼防護(hù)，防止焊渣飛濺。

結(jié)束語

總而言之，在L臂變位機(jī)設(shè)計(jì)中，注重要點(diǎn)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，盡可能優(yōu)化至最佳，在保證使用安全的情況下，成本最低;把質(zhì)量從源頭（設(shè)計(jì)）開始控制，嚴(yán)格按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)要求設(shè)計(jì)制造。

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（作者單位：中鐵十五局集團(tuán)電氣化工程有限公司）