動車車鉤氣閥組件的彈性圓柱銷自動壓裝機研究

張靜，李云鵬，劉政

（山東中車同力達智能機械有限公司,山東濟南250000）

0 引言

在高鐵用車鉤緩沖器的技術領域中，常利用彈性圓柱銷（以下簡稱彈性銷）實現裝配固定，如中間車鉤的氣閥座的固定和福伊特常溫自動車鉤的電氣車鉤等均用到了彈性銷，彈性銷具備公差要求范圍相對較大的特點。安裝彈性圓柱銷，是基于金屬的彈性變形，與零件的孔面產生摩擦力，完成結構的固定。為了保證結構穩(wěn)定，需要采用過盈配合，一般過盈配合的裝配不可拆卸?？捎萌斯ゅN擊法、壓力機壓入法、冷裝法、熱裝法等裝配。

本文以中間車鉤中的氣閥組件作為研究對象，在組裝過程中，彈性銷原采用手工預組裝，壓機壓入，效率低，出現壓裝不合格后，需要拆除彈性銷重新壓裝，費時費力。為保證產品裝配質量,設計了一款自動壓裝結構，方便安裝，保證精度。氣閥組件結構見圖1。

1 彈性圓柱銷裝配所遇到的問題

1.1 彈性圓柱銷的裝配技術要求

保證彈性圓柱銷端面至定位套筒孔上端面高度為2 mm；安裝前氣閥座的定位面和定位套筒銷的彈性銷安裝孔保持豎直，保證彈性圓柱銷的壓裝無遮擋；不允許碰傷定位套筒外表面。氣閥座結構如圖2 所示。

圖1 氣閥組件

1.2 改進前的裝配方法

早期裝配的工藝采用人工錘擊法，至少需要兩名工人，一人負責固定氣閥組件，保證氣閥座和定位套筒的角度，一人通過錘子敲擊安裝圓柱銷。

圖2 氣閥座

1.3 改進前常見裝配問題

圓柱銷的安裝主要靠工人視覺，經常發(fā)生敲壞彈性圓柱銷和定位軸套的現象；敲擊是逐次完成的，容易發(fā)生偏離，傷害到氣閥座，有時彈性銷發(fā)生斷裂后，堵塞在定位孔，維修困難；裝配的精度依靠工人的熟練度，對工人要求高，且精度無法保證；敲擊普遍超過1 分鐘，效率低，生產節(jié)奏不穩(wěn)定。

2 自動壓裝機構的設計

根據現場實際情況，和氣閥組件的特點，設計了一種壓裝結構，實現氣閥組件的固定和彈性銷的自動壓裝，減少了人力的參與，提高了裝配精度和效率。此工藝可分為6 個工序，如圖3 所示，整體結構如圖4 所示。

2.1 全自動上料

彈性銷的自動上料是基于振動傳輸機實現的，通過定向傳輸機構，可將彈性銷以規(guī)整的姿態(tài)依次傳送到指定位置，完成自動上料過程。根據彈性銷的外觀特性，確定圓形振動盤更節(jié)省空間且更方便上料[1]，一次上料數量可達到200 個。振動傳輸機的結構如圖5 所示。

2.2 固定夾緊機構

彈性圓柱銷放置到定位裝置中，配合柱頭，實現彈性圓柱銷的固定；

圖3 氣閥組件彈性銷壓裝工藝流程

下方的定位銷與彈簧配合，可實現上下移動和復位，當氣閥組件放置工位上時，銷自動彈起，固定定位套筒和氣閥座，同時當壓緊機構壓入彈性銷時，定位銷跟隨下移，不影響彈性銷的壓裝。工裝結構如圖6 所示。

圖4 整體結構

圖5 震動輸送機

2.3 壓裝機構

固定好氣閥組件后，氣缸下壓，將圓柱銷壓裝到指定位置；導向機構的導向桿配合后端彈簧，保證導向的穩(wěn)定。壓裝結構如圖7 和圖8 所示。

圖6 工裝機構

圖7 氣動壓裝結構1

3 彈性圓柱銷壓裝機控制系統的設計

3.1 氣動系統設計

整機運行的動力源為0.4~0.6 MPa 的氣源，氣動系統由氣缸、過濾組合件、電磁閥、氣動閥等元器件組成。將車間氣源引入設備，氣體通過三聯件，過濾雜質，調整到所需壓力，并傳入系統，電磁閥控制氣缸快、慢進，實現壓裝控制。氣動部分原理見圖9。

3.2 控制系統的設計

圖8 氣動壓裝機構2

彈性圓柱銷壓裝機采用獨立電氣系統的設計，可實現手動和自動設計；有啟動、急停按鈕和安全光柵保護裝置。

手動模式的工作流程為：氣閥組件放入定位裝上→定位銷彈起，固定氣閥座和定位套筒→啟動壓裝→壓裝到預定位置→復位→取出氣閥組件。

4 結論

針對生產線中對于氣閥組裝的動作要求，開發(fā)了一種彈性圓柱銷壓裝機。生產結果表明該控制系統具有良好的可行性和可靠性。投入生產后節(jié)約大量人力成本。避免了資金的浪費，為企業(yè)帶來了一定的經濟和社會效益，具有一定的推廣價值。

圖9 氣動原理圖