液壓移動雙箱吊具雙箱移動系統(tǒng)的模塊化裝配工藝研究

張海東　羅陸昌

摘 要：液壓可移動雙箱吊具的雙箱移動系統(tǒng)是整個吊具的核心部件之一，其裝配作業(yè)空間狹小，需要多次用到行車起吊零部件，對其它工位的正常作業(yè)造成影響。由于裝配的空間限制，加大了工人的勞動強度，同時也影響了裝配質(zhì)量。而采用模塊化裝配工藝，通過使用工裝夾具，將原裝配工序分解，解決了裝配空間不足、裝配效率低等問題，降低了工人勞動強度，保證了裝配質(zhì)量，縮短了吊具的總裝周期。

關(guān)鍵詞：液壓雙箱吊具 雙箱移動系統(tǒng) 模塊化 裝配工藝

Research on Modular Assembly Technology of Double-box Moving System of Hydraulic Mobile Double-box Spreader

Zhang Haidong Luo Luchang

Abstract：The double-box moving system of the hydraulic movable double-box spreader is one of the core components of the entire spreader. Its assembly workspace is small， and it needs to use crane lifting parts many times， which will affect the normal operation of other stations. Due to the space limitation of assembly， the labor intensity of workers is increased， and the assembly quality is also affected. The modular assembly process is used to decompose the original assembly process using tooling fixtures， which solves the problems of insufficient assembly space and low assembly efficiency， reduces labor intensity of workers， ensures assembly quality， and shortens the final assembly cycle of the spreader.

Key words：hydraulic double-box spreader， double-box mobile system， modularization， assembly process

1 模塊化裝配工藝的概述

模塊化裝配就是將整機定義為由幾個主要部件組成，首先將這幾個部件預先組裝起來，成為幾個模塊，然后在總裝線上將這些模塊裝配起來。根據(jù)流水式標準作業(yè)的要求，將串行式生產(chǎn)流程改為并行式生產(chǎn)流程，有利于消除瓶頸工序，進而縮短整機的裝配周期。同時也可提高部件的裝配質(zhì)量，便于實現(xiàn)裝配的工裝化、自動化。模塊化裝配反作用于設(shè)計層面，又能推動模塊化設(shè)計的發(fā)展。目前，模塊化裝配已廣泛應用于汽車制造、工程機械，軍工裝備等裝備制造行業(yè)。

2 液壓雙箱吊具的雙箱移動系統(tǒng)

吊具的雙箱移動系統(tǒng)由中間吊點裝置和雙箱平移機構(gòu)組成。雙箱平移機構(gòu)上中的小橫梁和移動油缸與吊具底梁主結(jié)構(gòu)相連。如圖1所示。

中間吊點裝置由對稱的四個吊點組成，分布于吊具底梁主結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。每個釣吊點主要由移動架、轉(zhuǎn)銷箱機構(gòu)、中間升降油缸裝置等組成。其中轉(zhuǎn)銷箱機構(gòu)又由轉(zhuǎn)銷、轉(zhuǎn)柄，轉(zhuǎn)銷護套、頂銷、轉(zhuǎn)銷油缸等組成。同側(cè)的兩個吊點裝配后，轉(zhuǎn)銷的中心距離有公差要求。中間吊點裝置通過下推桿與雙箱平移機構(gòu)相連，沿著底梁主結(jié)構(gòu)上的導軌作平行移動。

雙箱移動機構(gòu)主要由下推桿、小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動油缸等組成。下推桿的一端與雙箱移動油缸由連接銷軸組件相連，小橫梁Ⅰ、Ⅱ用于支撐下推桿和雙箱移動油缸等，下推桿由壓板組件固定其軌道，可以在小橫梁上做平移運動。如圖2所示。

此種吊具的亮點在于它具有單箱、雙箱兩種工作狀態(tài)，吊具電氣系統(tǒng)可控制吊具在工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中自動完成各動作。雙箱移動系統(tǒng)正是這一關(guān)鍵功能的核心部件。

3 傳統(tǒng)裝配方式存在的問題

3.1 傳統(tǒng)吊點裝置的裝配

傳統(tǒng)的裝配方式是四個吊點裝置分別裝配，然后再將其裝配至底梁主結(jié)構(gòu)上。

由于移動架和轉(zhuǎn)銷箱均是焊接件，成形后的誤差較大，就會偶爾出現(xiàn)裝配后尺寸、形位超差的情況。一旦出現(xiàn)這種情況，就要在總裝工位上調(diào)整或者拆下來調(diào)整。在總裝工位調(diào)整就會影響總裝的進度，拆下來調(diào)整又會出現(xiàn)一次調(diào)整不到位而需要反復調(diào)整的情況。

3.2 傳統(tǒng)雙箱平移機構(gòu)裝配

傳統(tǒng)的雙箱平移機構(gòu)裝配，是先裝配小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ，因為它是其余零件的承載體。然后從底梁主結(jié)構(gòu)的中間空檔中吊裝下推桿，由于下推桿的整體寬度大于底梁主結(jié)構(gòu)的中間空檔，所以起吊時，下推桿必須傾斜，一端從小橫梁中間穿過，然后再把下推桿調(diào)整至水平狀態(tài)，調(diào)整其水平位置后，將其放置在下橫梁上。然后吊裝平移油缸，裝銷軸，銷軸卡板、減模塊壓板等小零件。整個過程需要四次吊裝，出于安全考慮，吊裝時其他裝配工位需要暫停作業(yè)。在裝配減摩塊壓板、銷軸組件和壓板組件時，工人需在底梁主結(jié)構(gòu)里蹲姿作業(yè)或者鉆到底梁下面半蹲仰姿作業(yè)。這些都導致裝配效率低下。

雙箱移動系統(tǒng)的裝配本身就比較復雜繁瑣，再加上傳統(tǒng)裝配方式的缺陷，導致其成為吊具整機裝配的瓶頸工序。

4 模塊化裝配總體方案

雙箱移動系統(tǒng)模塊化裝配工藝的思路是將吊點裝置與雙箱平移機構(gòu)的裝配從總裝工序中剝離，利用合適的工裝夾具，在預裝工位分別裝配。然后再將裝配好的模塊串入整機裝配。

4.1 吊點裝置的模塊化裝配方案

根據(jù)吊點裝置在吊具整機中的工作環(huán)境，制作出一套預裝工裝，工裝具有底梁主結(jié)構(gòu)同樣尺寸的上導軌和下導軌，可以完全模擬出中間吊點在底梁主結(jié)構(gòu)上裝配的工況。如圖3所示。

在此工裝上完成四個吊點裝置的裝配，包括移動架配對、轉(zhuǎn)銷箱機構(gòu)裝配、中間升降油缸裝置裝配等。并在此工裝上完成裝配結(jié)果的檢測，裝配誤差的調(diào)整。經(jīng)檢測合格后，從工裝上取下來，直接轉(zhuǎn)至吊具總裝工位，將四個吊點裝置裝至底梁主結(jié)構(gòu)上。

4.2 雙箱平移機構(gòu)的模塊化裝配方案

雙箱平移機構(gòu)的零件較多，且較為分散，對裝配位置要求較高。其模塊化裝配的思路就借助一個剛性的工裝托架，將平移機構(gòu)中的下推桿、小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動油缸按照在吊具中的相對位置固定在工裝托架上，考慮到裝配時的實際情況，工裝還應具有移動和升降功能。方案如圖4所示。

1）小橫梁Ⅰ和小橫梁Ⅱ的定位是其它各零件定位的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，其端部的腰形孔就是雙箱平移機構(gòu)與底梁主結(jié)構(gòu)連接的接口。由于腰形孔的方向是機構(gòu)的寬度方向，所以寬度方向在托架上只采用粗定位，機構(gòu)長度方向的定位要求較高，因此在托架上采用專用的定位塊定位，且用偏心夾具夾緊。托架上還設(shè)計有導向板，在托架起升過程中，引導小橫梁端部腰形孔和底梁主結(jié)構(gòu)上的安裝孔對齊。

2）雙箱移動油缸采用固定在托架上的V型塊定位，以保證其中心線與下推桿中心線重合。便于安裝連接銷軸組件。

3）下推桿根據(jù)定位好的小橫梁Ⅰ和小橫梁Ⅱ，直接裝到小橫梁上面的導軌槽里，壓板組件將其固定。下推桿的尾部也各有一個定位板，目的是控制預裝時整個平移機構(gòu)的總長。否則平移機構(gòu)從底梁柱結(jié)構(gòu)下方通過升降裝置起升時會與底梁主結(jié)構(gòu)干涉。此定位板的作用就是把整個平移機構(gòu)的實際總長進行“壓縮”，以避開與底梁主結(jié)構(gòu)的干涉點。在平移機構(gòu)升至安裝位置，還是要恢復其實際總長的，故此在下推桿的翼板外側(cè)設(shè)計安裝了四個微型直流電動推桿，通過推動下推桿的翼板，恢復其實際長度，也就是將雙箱移動油缸的安裝孔推至安裝位置。

4）工裝的升降靠的是一套液壓剪式升降機構(gòu)，自帶一臺小型蓄電池液壓站為其提供動力。蓄電池同時為直流電動推桿提供電能。工裝的升降、電動推桿的伸縮控制按鈕，集成在一個有線遙控器上，操作方便靈活。

5）工裝的底部裝有萬向輪，方便工裝從預裝工位到吊具總裝工位之間移動。避免使用行車起吊，也方便平移機構(gòu)在底梁主結(jié)構(gòu)下面裝配時姿態(tài)的調(diào)整。

雙箱平移機構(gòu)的模塊化裝配就是設(shè)計了一個可移動升降的工裝托架，工人在總裝線之外預裝工位對各零件進行裝配，調(diào)整下推桿導軌與壓板之間的間隙，檢測裝配后兩個油缸安裝孔的距離，檢測下推桿翼板位置是否與吊點上接口尺寸一致。然后將工裝托架移至底梁主結(jié)構(gòu)下面，起升至裝配位置，如圖5所示。把小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動油缸裝配至吊具底梁主結(jié)上。如圖6所示。在零件裝配階段不會對總裝造成影響，工人可以在比較舒服的位置進行操作，提高了裝配效率，降低了工人的勞動強度，保證了裝配質(zhì)量。

5 總結(jié)

通過對液壓雙箱吊具雙箱移動系統(tǒng)的傳統(tǒng)裝配工藝進行分析，找出了在裝配雙箱移動系統(tǒng)時存在的頻繁起吊、裝配調(diào)整不便、影響吊具的總裝周期等問題，根據(jù)雙箱移動系統(tǒng)自身的特點，設(shè)計出模塊化裝配工藝。采用合適的工裝夾具分別完成吊點裝置和雙箱移動機構(gòu)的裝配，二者在預裝工位完成各自的安裝、調(diào)整工作，使之在吊具總裝工位可直接裝配，同時也保障了裝配質(zhì)量?？s短了吊具的總裝周期。

目前在港口機械行業(yè)，模塊化設(shè)計正受到重視，作為工藝設(shè)計人員，也應該多去思考使用模塊化裝配。必要時采用工裝夾具，就可以大大提高裝配效率，降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品競爭力。

參考文獻：

[1]馬貝方，李斌.總裝工藝模塊化裝配設(shè)計[J].汽車工藝與材料，2010（10）：6-13.