雙層公交車骨架在電泳時的超限處理方案

史昌詢

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雙層公交車骨架在電泳時的超限處理方案

史昌詢

廈門金龍旅行車有限公司

由于雙層公交車整車骨架質量超出陰極電泳車間雙軌自行輸送系統的承載能力，高度超出電泳烘房的門高，本文就如何解決這一問題提出一套工藝方案。

整車骨架；陰極電泳；超高；超重；工藝；方案

為了提高客車骨架的防腐能力，廈門金旅公司在2008年建成了大型客車整車骨架陰極電泳生產線。在正常的工藝流程中，整車骨架用手動鎖緊機構固定在由底架和小車兩部分組成的工藝滑撬上，之后進入電泳池。此時，需將滑撬底架和整車骨架一起吊掛到電泳車間的環形雙軌自行輸送系統上，而滑撬小車不上吊掛。因雙軌自行輸送系統的設計允許載荷為6 500 kg，滑撬底架的質量為1 500 kg，則整車骨架的最大允許質量為5 000 kg。

電泳完工后的整車骨架將進入烘房，這時工藝滑撬的底架和小車都要隨整車骨架一起進入。烘房的門高為4 500 mm，工藝滑撬的高度580 mm，則烘房門高允許進入的整車骨架的最大高度為3 920 mm。

此外，根據電泳工藝的需要，整車骨架與滑撬底架之間設計了絕緣結構。

然而，我公司在4月份接到了一批雙層公交車的訂單，整車骨架質量達6 000 kg，高度達3958 mm。這在生產中就出現了超重、超高的矛盾。最佳的解決辦法應該是能在進電泳池和進烘房時取消滑撬底架，但是，滑撬底架是電泳線設計的一個有機組成部分，主體采用20#工字鋼和16 mm厚的鋼板制成，具有固定整車骨架、與雙軌自行運輸系統進行運動匹配、完成在電泳池中的各項動作等功能，經過了實踐的檢驗，安全性和可靠性良好。若突然取消，一旦發生差池， 6 t多重的整車骨架脫落，將電泳池砸壞造成電泳溶液泄漏，那后果將相當嚴重！因此，應該做深入細致的工作，徹底弄清各個運動關系和相關的要求等問題，然后再分析取消滑撬底架的可行性。

1 雙軌自行輸送系統的組成、運動關系等簡介

如圖1，整車骨架在電泳車間各工位運轉時，通過手動鎖緊機構固定在工藝滑撬的底架1上。底架兩側共有四支吊座，分別與四根活動吊桿2下方的吊鉤相連。活動吊桿的上方通過鉸鏈與吊架3相連，可以沿車長方向擺動，下部吊鉤可在水平面上360°旋轉。活動吊桿的高度遠大于整車骨架的高度，吊架與滑撬底架之間可容納整個整車骨架。吊架通過四根軟性的吊帶4連接于環形雙軌自行輸送系統上部的運輸車6上。運輸車上的兩臺電機5與吊帶組成四帶提升裝置，可分別控制前面兩根和后面兩根吊帶的升降。運輸車通過滾輪在環形雙軌自行輸送系統的軌道7上行駛[1]。

1-工藝滑撬的底架；2-活動吊桿（4根）；3-吊架；4-吊帶（4根）；5-電機（兩臺）；6-運輸車；7-環形軌道（雙軌）

滑撬底架的吊座結構見圖2，可以看出，底架主要由20#工字鋼組成，吊座的主體由110×110×116 mm的實體方鋼，在內部加工出15°錐角的圓錐形孔，再在上部焊接16 mm的鋼板制成。整體強度和剛度均較高。

圖2 滑撬底架的吊座結構圖

活動吊桿的吊鉤結構見圖3，其頭部鉤銷上部為球形，整體強度和剛度均較強。

圖3 活動吊桿的吊鉤結構圖

兩者的裝配關系如圖4所示。

圖4 活動吊桿的吊鉤與工藝滑撬底架的吊座裝配圖

從圖4可以看出，吊鉤鉤銷的頂部球形與滑撬底架的吊座上蓋板之間有1mm的間隙。在電泳過程中，為了保證所有的管腔和縫隙均被均勻的電泳，以及在電泳后管腔內的電泳液可以完全流出，整車骨架需在電泳池中沿前后方向反復傾斜。這主要通過四帶提升裝置控制吊架和滑撬底架來實現。當整車骨架、滑撬底架和吊架一起傾斜時，4根活動吊桿卻需要一直保持直立狀態。這樣，在吊桿的吊鉤與滑撬底架的吊座之間就產生了旋轉運動。但這個旋轉運動究竟是吊座繞著吊鉤鉤銷的頂部球形做類似于球型鉸接的運動，還是吊座以自身的前邊線或后邊線為支點支承在吊鉤底座的上平面做旋轉運動？很多人認為是前者。但究竟如何，先分析如下：

由圖4中A向來看，當整車骨架由水平狀態逐步傾斜時，由于吊鉤鉤銷的頂部球形與吊座的上蓋板之間有1 mm的間隙，滑撬底架的吊座只能支承在吊鉤底座的上平面上，繞著吊座底平面的前邊線（在反向傾斜時就是后邊線）來旋轉，如圖5所示，吊座底平面的前邊線或后邊線即為圖中的M點。在旋轉過程中所產生的角從0開始逐步加大。當角達到最大值7.5°時，吊座與吊鉤的鉤銷接近于碰上。角的大小由四帶提升裝置通過程序自動控制。

圖5 活動吊桿的吊鉤與工藝滑撬底架的吊座之間的運動關系圖

由此可見，在整車骨架傾斜時，吊鉤的鉤銷和吊座間的運動關系并非類似于球形鉸接的關系，而是吊鉤的鉤銷相當于吊座的限位銷。這一點通過實際查驗得到了證明。

此外，因整車骨架與滑撬底架之間絕緣，雖滑撬底架與活動吊桿未絕緣，但是，整車骨架與活動吊桿之間還是絕緣的。

2 具體的解決方案

在清楚了上述問題之后，即可設想將滑撬底架取消，讓活動吊桿直接鉤在雙層公交車骨架的下方，省出滑撬底架的質量和高度，解決超重超高問題。具體方案為：在整車骨架的下方對應于原滑撬底架吊座的位置焊接四件支座，活動吊桿的吊鉤直接鉤在這些支座上。此外，由于取消了滑撬底架，原滑撬小車將直接支承在整車骨架的底部。因這點較為簡單，本文略去不述。

具有替代功能的支座結構如圖6所示，上部的鐵框用 6 mm鋼板焊接而成，底部用沉頭螺栓連接有酚醛層壓布板。與工藝滑撬底架所用的20#工字鋼等材料及其尺寸相比，支座尺寸很小，且其質量幾乎可以忽略。

圖6 替代滑撬吊座功能的支座結構圖

吊鉤與支座的配合關系如圖7所示。

圖7 替代滑撬吊座功能的支座與吊鉤的裝配圖

當整車骨架在電泳池中傾斜時，吊鉤的鉤銷保持直立，支座隨整車骨架一起傾斜。二者不能發生運動干涉。從圖7中的A向看，此時的運動校核如圖8所示。（說明：①角的實際最大值為7.5°，圖中按8°進行校核，是考慮了實際運行中的誤差因素。②圖中僅示出了一個方向的運動校核，另一個方向同理）。

圖8 替代滑撬吊座功能的支座與吊鉤的裝配圖

圖8是按圖3、圖6的零件尺寸進行運動校核的，可以看出，在極限狀態下，吊鉤的鉤銷與支座之間的最小間隙為1.7 mm，未發生干涉，說明零件尺寸取值合理。

因本方案取消了滑撬底架，將支座直接焊接在整車骨架的底部，因此整車骨架上需要根據實際做具體的加強。加強方案本文略去不述。

活動吊桿與整車骨架之間需絕緣。從圖6、圖7和圖8中可以看出，支座的結構是將酚醛層壓布板用沉頭螺栓固定在上部的鐵框上，沉頭螺栓未露出酚醛層壓布板的下表面。同時，酚醛層壓布板的孔徑比上部鐵框的孔徑小。這樣，活動吊桿的吊鉤底座僅能與支座的酚醛層壓布板接觸，吊鉤鉤銷也僅能接觸酚醛層壓布板的孔壁，而不能接觸到上部鐵框的孔壁。因酚醛層壓布板是絕緣材料，故此結構即可實現二者之間的絕緣要求。

3 在生產中的實際運行

盡管有詳細的分析，但因為在電泳池上運動時事關重大，為確保安全起見，在第一次試運行時，特意采取了如下措施：

⑴進電泳池之前，將整車骨架掛上活動吊桿的工位，人工控制四帶提升裝置，做整車骨架的模擬傾斜運動，以期提前發現問題。結果一切正常。

⑵在電泳車間首次運行時，工人爬到環形雙軌自行輸送系統的運輸車上，監視電泳過程的實際運行狀態，隨時準備通過運輸車上的控制裝置采取人工干預、停車等措施來解決運行中的意外情況。結果一切順利。

4 結語

本方案最終順利地解決了廈門金旅公司雙層公交車在電泳時的超高和超重問題，得到了客戶的贊許。同時，本方案解決超重問題的思路，可以擴大應用到金旅公司的13.7 m系列車型和12 m系列車型中骨架較重的車型上，真正使金旅公司的產品實現全系列的電泳工藝。目前，推廣應用的工作正在推進中。

[1] 郭鳴.雙軌小車懸掛輸送系統廈門金龍旅行車大客車整車陰極電泳涂裝線上的應用[J]. 中國科技博覽，2009（18）：300-302.

A Resolution Over-large Framework of Double-decker City Bus Undergoing Electrophoresis

Shi Changxun

(Xiamen King Long Van Co.,Ltd., Xiamen Fujian 361022, China)

The total weight of completed double-decker bus framework exceeds the carrying capacity of the double track automatic conveyance system of cathode electrophoresis workshop, while the height of the bus is over the height of the door of electrophoresis torrefaction room. A set of technical solutions to electrophoresis of the bus framework are presented.

completed vehicle framework; cathode electrophoresis; height exceeding, overweight; process; scheme