裝配工具控制器系統(tǒng)在平衡重叉車安裝中的應(yīng)用

于雷

【摘 要】平衡重式叉車設(shè)備在前部有升降貨叉，車體尾部有用于平衡的重塊，作為一種特殊載重車輛，在港口以及車站與企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用較多，主要用于貨物的裝卸、堆垛與搬運(yùn)等等，同時(shí)一些較小規(guī)模的叉車還可以應(yīng)用在船艙、火車或集裝箱內(nèi)部?；诰唧w使用功能的不同，可以針對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，因而叉車大多具有一定的適用性。本文結(jié)合平衡重叉車在安裝工作當(dāng)中的應(yīng)用裝配工具控制器系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)，如安裝工具、自動(dòng)鎖螺絲的安裝以及控制臂的定位等展開(kāi)分析，希望可以給相關(guān)設(shè)備安裝工作的開(kāi)展提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】裝配控制器;平衡重叉車;控制臂;螺絲系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TG95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）21-0067-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.030

叉車作為一種應(yīng)用較為廣泛的工業(yè)搬運(yùn)車輛，在港口以及車站、機(jī)場(chǎng)與企業(yè)工廠車間當(dāng)中都得到了推廣，發(fā)揮著重要的作用，現(xiàn)在已經(jīng)成為了托盤運(yùn)輸以及集裝箱運(yùn)輸當(dāng)中必不可少的設(shè)備。隨著物流行業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)于叉車也有了新的需求，在物料搬運(yùn)工作當(dāng)中的作用也越來(lái)越重要。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的背景之下，叉車也在越來(lái)越多地取代人工搬運(yùn)物料的情況，而叉車式的機(jī)械化搬運(yùn)也在逐漸占據(jù)主流。本文基于實(shí)際項(xiàng)目，對(duì)于裝配工具控制器系統(tǒng)在平衡重式叉車當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為電動(dòng)叉車安裝工藝升級(jí)改造，與其他叉車相比起來(lái)，該電動(dòng)叉車EFG3/4/5系列有著更為小巧的外觀以及緊湊的布局，載重能力較大，為3-5t，在室內(nèi)以及室外多種環(huán)境中都能取得較好的應(yīng)用效果。但是，在叉車的組合與安裝方面出現(xiàn)了一定的困難：在安裝過(guò)程中，應(yīng)用現(xiàn)有的安裝工藝及流程，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)工作的相關(guān)要求。為此，本項(xiàng)目擬應(yīng)用自動(dòng)鎖螺絲系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)操作，在此過(guò)程中，需要做好相關(guān)設(shè)備選型以及安裝要點(diǎn)總結(jié)等工作。

2 設(shè)計(jì)構(gòu)思與方案

2.1 叉車技術(shù)參數(shù)與主要性能

EFG4系列四輪電動(dòng)叉車有著更高的能源使用率，應(yīng)用三相交流電技術(shù)與緊湊型控制技術(shù)、液壓系統(tǒng)加以結(jié)合，從而讓叉車的性能得到提高，并有效控制了能耗。結(jié)合VDI循環(huán)測(cè)量結(jié)果來(lái)看，EFG4系列的能耗僅為同類型競(jìng)品的90%，實(shí)現(xiàn)了約10%的能源節(jié)約[1]。

叉車配置情況可以結(jié)合具體需求來(lái)進(jìn)行定制，舉例來(lái)說(shuō)，應(yīng)用Efficiency與Drive&lift plus加強(qiáng)模塊可以對(duì)于叉車的行駛速度以及起升速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高叉車設(shè)備的易用性。與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了自由轉(zhuǎn)向，結(jié)合應(yīng)用習(xí)慣來(lái)調(diào)節(jié)操作組件、并經(jīng)由扶手的優(yōu)化可以搭載不同身形的駕駛員。

新型緊湊提升門架也可以大幅拓寬操作者的視野范圍，可以說(shuō)是現(xiàn)如今市面上同類產(chǎn)品當(dāng)中，所提供的視野最寬的。內(nèi)部嵌套式結(jié)構(gòu)極為緊密，同時(shí)也對(duì)于鏈條與軟管布局進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)在橫梁上也定制了兩個(gè)窗口。在車身輪廓方面，出于堅(jiān)固性與穩(wěn)定性的需要，進(jìn)行了相應(yīng)的加固，同時(shí)儲(chǔ)物空間的應(yīng)用也體現(xiàn)了人性化理念?，F(xiàn)階段EFG4系列已經(jīng)可以很好地適應(yīng)于室內(nèi)以及室外操作的需要，有效地節(jié)約了用戶的成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗[2]。

2.2 核心裝配情況分析

本項(xiàng)目的安裝區(qū)域以及核心裝配情況如下：

在貨叉、機(jī)箱與配重組裝方面，其應(yīng)用的螺絲為M24，扭矩為1000Nm，數(shù)量為9個(gè);

馬達(dá)安裝方面，應(yīng)用的螺絲型號(hào)為M16，扭矩為280Nm，數(shù)量為7個(gè)，共計(jì)兩個(gè)馬達(dá)，因而應(yīng)用螺絲數(shù)量為14個(gè);

水平方向螺絲，應(yīng)用螺絲型號(hào)為M14，所知為123Nm，數(shù)量為2個(gè);

回升旋具桿部位的螺栓，扭矩為206Nm，數(shù)量為1個(gè)。

2.3 裝配工具控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

如圖1所示，為本項(xiàng)目應(yīng)用的裝配工具控制器[3]。

3 裝配工具控制器系統(tǒng)與安裝要點(diǎn)

3.1 安裝工序及工具甄選

在M24螺絲方面，該規(guī)格的螺絲共計(jì)應(yīng)用9處，在設(shè)計(jì)方案中，其扭矩為714nm+15/-5Nm，在應(yīng)用手動(dòng)工具來(lái)進(jìn)行安裝的情況下，可以達(dá)到扭矩要求的板手已經(jīng)有了較大的自重量，約為18kg，完成設(shè)備安裝的難度較高。此外，在本工序上還需要對(duì)安全問(wèn)題給予足夠的考慮，該規(guī)格的工具無(wú)論是掉落傷人還是墜落地面，都會(huì)造成較為嚴(yán)重的后果。與此同時(shí)，該車型的車身內(nèi)部安裝空間較為狹窄，無(wú)法應(yīng)用較大尺寸的氣動(dòng)工具，可以應(yīng)用電動(dòng)工具來(lái)完成操作。

在M16螺絲安裝方面，該規(guī)格螺絲在兩側(cè)共計(jì)安裝14處，在裝配過(guò)程中，其扭矩需要達(dá)到256Nm+15/-5Nm。因而與M12螺絲的安裝相比，其空間更為狹窄，同時(shí)螺絲帽設(shè)計(jì)厚度僅有3.3mm，與正常范圍相比較低，因而如果應(yīng)用手動(dòng)安裝，很容易造成工傷事故，在設(shè)備的選用上，也同樣以電動(dòng)工具為宜。

結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，應(yīng)用手動(dòng)工具來(lái)完成一顆螺絲的安裝，所需要的時(shí)間約為50s，而如果應(yīng)用電動(dòng)工具來(lái)進(jìn)行螺絲的安裝，預(yù)案安裝時(shí)間為5s，換言之，如果應(yīng)用電動(dòng)工具來(lái)完成螺絲的安裝，共計(jì)23顆螺絲的安裝時(shí)間可以從1150s降低到115s，共計(jì)節(jié)約1035s，其生產(chǎn)效率也將會(huì)大幅提高。

3.2 自動(dòng)鎖螺絲系統(tǒng)

在具體螺絲安裝過(guò)程中，設(shè)計(jì)部門針對(duì)其中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了重新計(jì)算，并且做出了一系列改進(jìn)，如將8顆M23螺絲的扭矩進(jìn)行了修正，從720N提高到了1000N+117N/-46N，但是整體設(shè)計(jì)方面，與車身相連接、用于平衡重量的8顆螺絲型號(hào)輻射與平衡重之間的連接件實(shí)際內(nèi)部寬度十分有限，僅為65cm，扭矩高于1000N的電動(dòng)工具也由于其內(nèi)部空間過(guò)于狹小而無(wú)法使用的情況。

在平衡重式叉車的整體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，左右輪胎以及相關(guān)配重區(qū)域都是叉車裝配當(dāng)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，應(yīng)用的均為M16與M24螺絲，依照原計(jì)劃，也需要加入M12螺絲，這樣即可以將電動(dòng)工具應(yīng)用至全部區(qū)域的組裝工作當(dāng)中。但是M24扭矩出現(xiàn)了一定的變化，同時(shí)項(xiàng)目組也針對(duì)安裝空間進(jìn)行了重復(fù)性的檢查與評(píng)估。如果將M12螺絲應(yīng)用到M16與M24前或中間部位，則很容易造成互相干涉的問(wèn)題，與此同時(shí)，符合于M16與M24扭矩的電動(dòng)螺絲安裝人也無(wú)法進(jìn)入到M12的安裝范圍當(dāng)中，僅僅可以訂制特殊套筒來(lái)完成工作。與此同時(shí)，M12設(shè)計(jì)所知較低，為123N+18N/-6N。但是結(jié)合電動(dòng)螺絲安裝工具的情況來(lái)看，仍然沒(méi)有設(shè)備可以覆蓋到123-1000N的范圍之下，加之公差以及穩(wěn)定性方面的因素，已經(jīng)無(wú)法應(yīng)用一把電動(dòng)工具來(lái)完成工作，需要應(yīng)用兩把電動(dòng)工具才能讓安裝質(zhì)量得到保證[5]。

在這種情況下，一方面會(huì)造成成本的提升，同時(shí)這類情況也會(huì)在一定程度上影響到安裝質(zhì)量，經(jīng)研討后，將其中的M12螺絲安裝取消，在底盤平衡重與左右驅(qū)動(dòng)單元部位應(yīng)用M24以及M16螺絲，這樣一方面可以避免安裝干涉帶來(lái)了弊病，同時(shí)也便于安裝設(shè)備的選型。

3.3 電控及控制臂安裝定位

所應(yīng)用的Power Focus 4000系統(tǒng)需要110/220伏交流電源提供能源動(dòng)力支持，對(duì)于扭矩能力在200Nm以上的工具，建議每個(gè)擰緊控制器使用220伏交流電源。結(jié)合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況來(lái)看，用于工件安裝的空間并不寬，因而機(jī)械臂與扭矩槍的連接方式于其內(nèi)部所應(yīng)用的空間情況有著決定性的影響作用。在這種背景下，就需要多家工具廠商來(lái)通過(guò)協(xié)商進(jìn)行選型，并選擇最為合適的方案與設(shè)計(jì)，從而保證項(xiàng)目的可靠性。

在扭矩槍的設(shè)備選型方面，需要結(jié)合連接件的設(shè)計(jì)方案來(lái)選擇，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，需要注意的是本項(xiàng)目的安裝以及組合環(huán)節(jié)方面，料件大多需要放置于工裝車上來(lái)開(kāi)展作業(yè)，同時(shí)用于安裝M24與M16螺絲的工位也在工件的兩側(cè)，因而需要將工具安裝位置調(diào)整為區(qū)域的中間，以便于讓扭矩槍可以順利地進(jìn)行兩側(cè)螺絲裝配工作。與傳統(tǒng)的固定點(diǎn)位安裝相比起來(lái)，在工具車上料安裝過(guò)程中，需要對(duì)于工具自身的反作用力實(shí)現(xiàn)更好的控制，因而機(jī)械臂連接部分的設(shè)計(jì)也就成為了整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中最為關(guān)鍵的部分。

經(jīng)過(guò)一系列的對(duì)比與模擬實(shí)驗(yàn)，選擇應(yīng)用三級(jí)機(jī)械臂設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行安裝，確定方案后，則需要及時(shí)地測(cè)試，尤其是電動(dòng)扭力槍的測(cè)試，該扭力槍的下限可以經(jīng)過(guò)調(diào)整，達(dá)到100N，同時(shí)在后續(xù)的相關(guān)穩(wěn)定性測(cè)試方面也可以達(dá)到預(yù)期效果。在后續(xù)使用當(dāng)中，即便基于提高工作效率的需要，對(duì)于設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，也可以成功地裝配M12螺絲，并入該工作站當(dāng)中。

4 測(cè)試與裝配驗(yàn)收

相關(guān)流程規(guī)定中，設(shè)備安裝調(diào)試結(jié)束后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行一個(gè)月后進(jìn)行最終驗(yàn)收。在項(xiàng)目完成后，對(duì)于實(shí)際裝配質(zhì)量進(jìn)行了驗(yàn)收，經(jīng)檢驗(yàn)，裝配部分符合于設(shè)計(jì)需要，起到了一定的節(jié)約作用，成本減少了10%，在一定程度上彌補(bǔ)了本項(xiàng)目其他環(huán)節(jié)的超支問(wèn)題。并且本項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及后續(xù)改進(jìn)均取得了良好的效果，可以推廣應(yīng)用。

5 結(jié)論

現(xiàn)階段我國(guó)物流行業(yè)的發(fā)展速度越來(lái)越快，而叉車是物流行業(yè)中的一種重要工具，因而其生產(chǎn)制造也得到了行業(yè)內(nèi)越來(lái)越廣泛的重視，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日趨完善。本文首先介紹了項(xiàng)目概況，之后結(jié)合設(shè)計(jì)構(gòu)思方案進(jìn)行了分析，從叉車技術(shù)參數(shù)以及主要性能、核心裝配情況與裝配工具控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案等角度出發(fā)，重點(diǎn)說(shuō)明了裝配工具控制器系統(tǒng)與安裝要點(diǎn)，希望可以給相關(guān)設(shè)備安裝工作的開(kāi)展提供一些參考。

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