動車散熱器組裝升降臺設計

車元朋　王涵玉

摘 要： 隨著高鐵時代的邁進，高鐵及動車組的產量明顯增長，因此需要通過改善老舊工藝，以滿足產能要求。該文針對某企業車間動車散熱器組裝作業，開發設計散熱器組裝升降臺，提高散熱器組裝作業效率，降低工人勞動強度。升降臺采用剪叉式結構，并用虛位移原理計算推力。設計氣動回路，控制定位銷及旋轉臺動作。

關鍵詞： 升降臺；剪叉臂；生產線；氣動

引言

由于市場需求的增長，要求企業必須提高產能滿足市場需求。合理的工藝裝備可以在企業既定人員甚至縮減人員的情況下，大大提高企業產能。

此次開發設計的散熱器組裝升降臺，用于改善動車散熱器組裝作業，在此之前，散熱器的組裝完全依靠天車進行平移、旋轉、升降，存在大量的吊裝作業，危險系數大，作業效率低。基于這一現狀，并結合現場條件，將新開發設計的散熱器組裝升降臺與車間現有翻轉設備連成一條生產線。通過制作多種胎具對應多種型號散熱器，可以實現散熱器的組裝、定位、旋轉、升降、翻轉功能。

1 基本結構及說明

組裝臺的升降為剪叉式結構，通過升降螺桿調節。臺面升降范圍500～700mm，并且在500、600、700mm三個作業高度分別有機械鎖止。

臺面滾筒兩側有導向板對胎具導向。胎具移動到旋轉升降臺位置，通過扳動手動閥，分別使中心定位銷和側邊定位銷插入工裝定位孔。需要對胎具進行旋轉時，先扳動手動閥使旋轉升降臺起升，起升后胎具底面會高出兩側的導向板，接著扳動側邊定位銷手動閥，使側邊定位銷下降并脫離胎具（此時中心定位銷仍處于頂出狀態），人工推動胎具或散熱器零部件，可使胎具繞中心定位銷在萬向球支撐面上旋轉，旋轉到指定方向后，將側邊定位銷頂出，對胎具定位，防止其轉動，再將旋轉升降臺下降至低位。當前工位作業完成后，將兩個定位銷下降至低位，脫離胎具，人工推動胎具，沿滾筒移動至后續工位。

折疊滾輪臂能夠90°向內折疊，多個組裝升降臺串聯后，通過折起折疊滾輪臂，人員可以由此處通道穿過至生產線對面。折疊滾輪臂在折疊和打開位置均有插銷鎖止。

組裝升降臺在滾筒空隙處設計擋板，防止組裝中零件掉入組裝臺內。

2 剪叉臂設計及推力計算

升降臺有效行程為200mm，考慮盡量降低剪叉臂上升推力，將起始角度設計為θ1=20°。當組裝升降臺處于最低位時，剪叉臂的靜安裝空間高度約h1=260mm，則剪叉臂桿長為L=h/sinθ1=260/sin20°≈760mm。當組裝升降臺上升至最高位時，剪叉臂與水平夾角θ2=arcsin（h2/L）=arcsin（460/760）≈37.3°。

運用虛位移原理計算剪叉臂推力。虛位移原理：具有理想約束的靜止質點系，其平衡的必要和充分條件是：所有主動力在任何虛位移上的虛功之和等于零。在圖2所建立的坐標系中，θ為剪叉臂與水平方向夾角，y為組裝升降臺上升的距離，x為推桿推出的距離，Q為載荷，F為推桿推力。

3 氣動回路設計

組裝臺的定位銷以及旋轉升降板的上下均通過氣缸驅動，且在工作臺兩側均能控制氣缸動作。

4 結語

對生產工藝的適當改進，不但能夠提高作業效率、減輕勞動強度、降低安全風險，同時有利于規范作業，制定標準文件。但設備的引進，必須要結合實際條件，合理增加。

參考文獻

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作者簡介：車元朋 遼寧大連 男1988年10月 王涵玉 遼寧沈陽 男1987年1月 沈陽新松機器人自動化股份有限公司，遼寧省沈陽市 110168。