拖拉機變速箱裝配生產線及應用

李 明，張 磊，朱曉歡

（遠大石川島農機（沈陽）有限公司 遼寧 沈陽 110027）

1 引言

變速箱是拖拉機傳動系的核心部件，因此其裝配質量直接影響整機性能。由于技術條件限制目前國內拖拉機生產企業仍然沿用比較落后的手工裝配方式，由于此種生產方式人為因素占比較大，因此產品質量穩定性差，生產效率低，產能提升遇到瓶頸。因此采用自動化程度高的對接裝置代替人工作業是解決以上問題的方法。

拖拉機變速箱生產線采用制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，這個生產線將成為智能工廠的一部分。隨著工業4.0在機械行業的逐步推廣，“智能工廠”、“智能生產”，這種主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用迫在眉睫。

2 拖拉機變速箱結構分析

拖拉機變速箱主要D箱和M 箱兩部分組成，D箱為最終傳動箱，內部裝有差速器，和左右半軸相連，用于實現傳動功能和差速功能。M箱為齒輪箱，內部裝有前進、后退檔位齒輪，1-4檔位齒輪和同步器，用于實現換擋變速功能。

3 拖拉機變速箱裝配生產線工作原理

生產線采用地腳高度可調、便于安裝拆卸的支架式電力輥筒拖動運輸線將零部件自動運輸上線。輥筒上表面距地面高度700mm。

齒輪軸等零件以周轉筐為單位，直接配送到壓裝工位滾道線上線端，周轉筐按D、M箱部裝線四個工序編號、工序識別碼（供機器自動識別）。待壓裝完畢后使用配送車配送至周轉筐物流線專用上料口。上料口處設置顯示屏，顯示當前需要的周轉筐編碼。配送人員按當前顯示編碼依次上料。（上料編碼與主線托盤順序一致。）若上錯料，則上料口處輸送線停止并報警，操作者手動操作將錯誤料筐退回，將正確料筐上線后，按動啟動按鈕，上料口處傳輸恢復正常。

圖1

D、M箱部裝線主線上料口處設置顯示屏，顯示當前需要的箱體名稱。配送車按顯示順序依次上料。

D、M箱部裝線主線后方并列設置自動周轉筐物流線，在主線1-4序裝配工位前設置與主線垂直的周轉筐上線工位、空周轉筐舉升返回裝置。

周轉筐物流線為上下兩層，下層與主線高度一致，用于輸送裝滿零件的周轉筐，上層比下層高350mm。用于空周轉筐返回。

配送車將帶有編號和識別碼的周轉筐配送到周轉筐物流線專用上料口統一上線，周轉筐上線后，到對應工位前機器掃碼自動識別，若此筐為一工位周轉筐，則自動進入一工位周轉筐緩存區。一工位主線周轉筐上線工位為空位且得到上線指令，擋停機構放行，周轉筐進入主線周轉筐上線工位。操作者使用周轉筐內零件進行裝配，當周轉筐內最后一件零件被取出后，操作者按動周轉筐返回按鈕，舉升機構將周轉筐升起至上層返回線高度，周轉筐由返回線自動返回，舉升機構落回至主線平面以下。此工位裝配內容完成后，操作者按下放行按鈕，箱體自動傳送至下序。下一件待裝配箱體自動傳送至此裝配工位后，下一件周轉筐自動傳送至主線周轉筐上線工位，如此往復循環。二、三、四工位工作循環與一工位相同。

D、M箱部裝工位第一工位設置D、M箱舉升、D箱反轉裝置和托盤返回上線裝置。

D箱上線時采用倒置方式上線,當D箱傳輸至第一工位時，先安裝四驅分動箱。安裝完畢后，D箱舉升、反轉裝置將D箱升起一定高度并反轉，同時托盤返回上線裝置將返回的托盤傳送至D箱下方，此時機構將D箱落下，放于托盤上。

D箱平穩放置于帶有專用支架的托盤上進行裝配，本序內容裝配完畢后，擋停機構放行。D箱由傳輸線傳輸至后續裝配工位。

托盤為D、M箱通用，D箱配有專用支架，此支架與通用托盤使用定位銷固定，可以快速拆卸。M箱直接放置于托盤上。

當M箱上線至第一工位后，舉升裝置將M箱升起一定高度，同時返回的托盤傳送至M箱下方，舉升機構將M箱落下，放于托盤上。進行M箱一序作業內容裝配，裝配完畢后，操作者按動電鈕，擋停機構放行，M箱由傳輸線傳輸至后序裝配工位。

主線1-4序旋轉裝配工位旋轉臺可進行360°電動旋。帶有托盤定位功能和旋轉鎖定功能，托盤旋轉和鎖定均為電動。箱體與裝配工位旋轉托盤可靠定位連接后可整體旋轉，托盤每旋轉90°即可鎖定，可正反轉，鎖定裝置采用腳踏控制，鎖定裝置為常鎖狀態。

D箱、M箱部裝線上方需配備照明、氣管路等輔助設施。每工位配備平衡器并吊掛氣動工具。每工位再預留一處一分二氣源快速接口，便于接駁氣動工具。平衡器吊掛點及氣源快速接口需可靠固定。

線體承載強度應滿足整線放滿D箱、M箱零件后仍可正常運行，生產線采用模塊化設計,根據功能分段。模塊之間連接可靠，便于擴展。

生產線動力傳動機構封閉,封閉結構便于維修并且拆卸方便,防止操作人員及工件卷入產生線造成安全隱患。生產線設置完善的安全保護裝置，防止零部件掉落。

配送物料分別以一個D箱箱體和四個周轉筐、一個M箱箱體和四個周轉筐為單位配送。如圖1所示。

4 結語

拖拉機變速箱生產線的使用，不僅提高了裝配精度，提高了產品的穩定性，而且將此工序操作工人數量由6人減少到4人。此工序的裝配時間由原10分鐘減少到現在的3分鐘。不僅減少了人的因素對產品質量穩定性的影響。此生產線以工業4.0為目標，成為工廠內工業4.0的一個環節，制造數據化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產品供應。從長遠考慮更降低了生產企業的用人成本。提高了生產效率。

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