擺桿與滑橇轉掛結構的變形分析及尺寸計算

竇志遠（秦皇島煙草機械有限責任公司,河北秦皇島066000）

擺桿與滑橇轉掛結構的變形分析及尺寸計算

竇志遠
（秦皇島煙草機械有限責任公司,河北秦皇島066000）

本文主要通過分析擺桿輸送系統在輸送車身過程中轉掛結構所發生的常見配合干涉問題，對轉掛結構上滑橇支桿的長度進行了尺寸計算，得到最佳尺寸，給出防范措施，進而減少轉掛干涉，以便后期維護保養。

滑橇；擺桿；干涉；變形

擺桿輸送車身廣泛應用于汽車涂裝生產線，其作用主要為承載焊裝白車身進行前處理及電泳等工藝處理，設備運行精度高，廣泛適用于大批量生產。車身鎖緊在滑橇上，通過滾床輸送到前處理工藝入口，再轉掛到擺桿上，滑橇和擺桿之間的轉掛機構不僅能夠承受滑橇和車身，而且還要通電保證電泳線的工藝，因此，轉掛結構的穩定性是保證車身能夠順利通過并完成前處理電泳線的重要因素。

1擺桿輸送系統

1.1擺桿結構

擺桿輸送系統由兩條同步運行的鏈條和“U”型擺桿、驅動單元、張緊單元、輸送鏈、進口輥床、出口輥床、入口塔、出口塔、軌道系統、接油槽系統、潤滑系統、鋼結構等部分組成，行走機構位于槽體上方兩側（有效的避免輸送鏈油滴污染車身），出入槽角度最大可達45°（大大減輕車頂氣袋現象），具有自動裝卸功能。這不僅縮短了前處理、電泳線的工藝長度，節約了槽體空間，更降低了工程建設投資和生產過程中維修保養費用。同時，其行走軌道布置在槽體兩側，并配置接油裝置，大大減少擺桿輸送鏈對槽液的污染，而且便于后期維修保養，提高勞動生產率。

1.2轉掛結構功能

白車身從焊裝生產線出來，經過鎖緊裝置將白車身和滑橇緊密的結合在一起，然后通過轉掛設備過度到擺桿上，進行前處理電泳等一系列工藝處理，轉掛位置有前處理、電泳入口和出口，共四處，轉掛頻繁，極易發生故障。

因此，要求擺桿和滑橇之間的轉掛結構必須有一下幾點功能：

（1）該結構要保證滑橇進出擺桿的流暢；

（2）白車身和滑橇侵入槽液時受浮力作用，很容易脫離擺桿，因此還要能夠具有防脫離作用；

（3）擺桿和滑橇的輸送姿態不唯一，所以要求轉掛結構需要不完全鎖緊。

1.3轉掛結構組成及原理

擺桿和滑橇轉掛結構組成，工作原理為：出入槽時，擺桿受重力作用保持垂直狀態不變，滑橇以擺桿支桿為中心軸旋轉，擺桿擋鐵旋轉到滑橇擋板上方，這樣滑橇擋板就可以阻擋滑橇脫離。

2轉掛結構干涉分析

在滑橇和擺桿轉掛過程中，擺桿支桿和滑橇擋板經常受到損壞發生變形，直接造成滑橇落不正擺桿、脫離擺桿等事故，現具體分析其影響因素。

2.1干涉關鍵尺寸

隨著白車身不斷進出槽體，滑橇支桿和滑橇之間摩擦頻繁，滑橇支桿會逐漸縮短，因此實際應用時為了保持滑橇支桿長度在符合生產的范圍內，會在擺桿支桿的頂端安裝頂帽（其中根據工藝和環境等因素綜合考慮，前處理采用聚氨酯頂帽，電泳采用銅帽），同時仍需要定期更換頂帽來保證滑橇支桿的高度。

另外，在忽略其他微小變形的情況下，擺桿支桿和滑橇之間摩擦為最大變形處，即滑橇支桿長度為轉掛結構干涉的關鍵尺寸。因此，滑橇支桿長度應該有一個滿足正常生產的合理范圍。

2.2滑橇支桿長度在允許誤差范圍內

在允許誤差范圍內時，滑橇和擺桿正常配合，滑橇支桿獨自承受滑橇和白車身的重量，不會發生干涉變形。

2.3滑橇支桿長度小于允許誤差下限

當滑橇支桿長度剛剛開始小于允許誤差時，無論是水平行走還是出入槽體時，擺桿支桿和擺桿擋鐵共同承受滑橇和白車身所給的壓力，擺桿擋鐵對滑橇支桿的力N方向。

隨著擺桿出入槽體，出入槽角度為45°，滑橇支桿受力方向在90°之間不斷循環，擺桿支桿向上彎曲。隨著擺桿支桿頂端不斷的磨損，滑橇支桿長度每減少1mm，擺桿支桿向上變形將增加1mm。滑橇支桿有向上折斷的趨勢。當滑橇支桿長度繼續減少，在出入槽體時，滑橇行走梁將和擺桿橫梁發生干涉，滑橇受力滑橇支桿有向下折斷的趨勢。

2.4滑橇支桿長度大于允許誤差上限

當滑橇支桿長度大于允許誤差時，滑橇支桿獨自受滑橇所給的壓力，擺桿擋鐵不會和擺桿支桿發生干涉。但是在擺桿出入槽時，擺桿擋鐵和滑橇擋板發生干涉，滑橇支桿將受擺桿叉子壓力N，壓力方向為發生干涉時擺桿叉子垂直擺桿支桿的方向，發生干涉時擺桿支桿受力范圍在α之間，擺桿支桿向下彎曲，滑橇擋板向外側變形。因此，通過控制滑橇支桿長度可以有效的避免擺桿和滑橇之間的干涉，下面通過對滑橇支桿進行尺寸計算，意在得到滿足生產的滑橇支桿尺寸。

3　滑橇支桿尺寸計算

3.1尺寸計算前提

計算H值首要前提就是無論水平行走還是出入槽體，都要避免轉掛結構發生以下三種干涉情況：

（1）擺桿支桿和擺桿擋鐵之間干涉；

（2）擺桿擋鐵和滑橇擋板之間干涉；

（3）擺桿橫梁和滑橇行走梁之間干涉。

3.2滑橇水平行走時

當H值增大，擺桿支桿不會和任何部分發生干涉。但當H值減少，擺桿擋鐵和擺桿支桿距離將減少，減少到零時便會發生干涉，為避免干涉，需要滿足公式1。

3.3滑橇出入槽體時

當H值增大，擺桿擋鐵和滑橇擋板距離將減少，減少到零時便會發生干涉，為避免干涉，需要滿足公式2。

當H值減少,滑橇行走梁和擺桿橫梁之間距離將減少，減少到零時發生干涉，為避免干涉，需要滿足公式3。

最后，綜合公式（1）、（2）、（3）可得到H值的安全范圍，即

H值標準值為222mm，也就是說，H值的可允許誤差范圍為[-7.5mm,10.5mm]。

3.4尺寸驗證

電泳滑橇和擺桿尺寸配合部分尺寸數據（單位：mm）

為了驗證計算所得H值范圍結論，隨機分別抽取現場10個電泳滑橇和擺桿進行測量，所測數據如表所示。

通過測量數據可以發現，除了H值，其余所有尺寸波動范圍都在±3mm以內，從而證明了H值對擺桿和滑橇配合的影響最大，生產維護時，只要保證H值在允許誤差范圍內就可以大大減少滑橇和擺桿之間的干涉問題。

4　維護措施

在實際現場，通過觀察擺桿支桿變形損壞情況可以發現，大部分支桿都是向下彎曲，進而發生折斷，因此，可以得到結論，實際生產中，滑橇支桿頂帽的磨損對擺桿和滑橇干涉影響最大。針對頂帽的磨損，應當定期檢查擺桿H值，及時更換尺寸發生變化較大的頂帽，并做記錄，更換的頂帽要求嚴格控制尺寸。新頂帽嚴禁超過232.5mm，磨損減至214.5mm時必須更換頂帽。這樣就可以最大程度的減少滑橇和擺桿之間的干涉，進而避免轉掛時滑橇落不正現象，并保證擺桿和滑橇在槽體內時滑橇不脫離擺桿，從而減少設備事故，提高設備壽命，降低生產成本。

5　結束語

本文分析了滑橇和擺桿轉掛結構干涉的原因，并針對原因計算轉掛結構的相關尺寸，最終得到滑橇支桿高度的可允許誤差范圍，并對誤差提出對應防范建議措施，避免滑橇和擺桿之間的干涉。而實際生產中，滑橇和擺桿之間的問題很多，而且有些十分復雜，這都需要我們不斷的深入研究，來保證生產的順利進行和人員安全。