支腿油缸自動裝配裝置的設計

□ 呂紅瑞 □ 張偉偉 □ 王瑞兵 □ 靳志剛 □ 邱紅亮

山西航天清華裝備有限責任公司 山西長治 046012

1 設計背景

由于某型號專用汽車年產任務成倍增加,現有裝配技術難以保證該專用汽車快速有效裝配,因此迫切需要設計一種能夠提高裝配效率、保證裝配質量一致性的新裝配方式。通過調研,筆者找到制約裝配效率的瓶頸問題,并著手解決。

某型號專用汽車支撐結構由汽車底盤、車架、支腿、起豎裝置、保護筒等組裝而成,支腿中支腿油缸的安裝采用人工地坑裝配模式,裝配周期長,裝配效率低,質量穩定性差,難以滿足生產需求。

為了提高支腿油缸裝配自動化水平,降低工人勞動強度,提高裝配效率,需要設計一種滿足要求的支腿油缸自動裝配裝置,從而提高該型號專用汽車的裝配效率,為完成年產任務提供堅實保障。

2 傳統裝配工藝流程分析

專用汽車支腿為方筒結構,內部安裝有內脹式鎖緊支腿油缸。支腿起豎過程中,支腿油缸從支腿方筒伸出,支腿油缸下端的支腿盤可以支撐在不同形式的地面上,并承載載荷。支腿的安裝過程中,將支腿油缸置入支腿方筒內,將支腿油缸的上支耳與支腿方筒上端的支耳連接。

傳統上安裝專用汽車支腿油缸,采用地坑安裝方法。將支腿油缸置于地坑中對應專用汽車車架上支腿方筒對中位置的輔助安裝板上,吊車起吊輔助安裝板,起吊過程中需人工保持支腿油缸與支腿方筒的對中性,然后由人工完成支腿油缸與支腿方筒支耳的連接裝配。

針對傳統方法裝配效率低、對中性差、費時費力等弊端,筆者從支腿安裝工藝設計、工藝裝備設計、關鍵零部件選用三個方面,開展支腿油缸自動裝配裝置的研制。

3 設計要求

支腿油缸自動裝配裝置的設計目的是將支腿油缸按照對中要求送入支腿方筒內,設計思路是設計一個輔助安裝平臺固定支腿油缸,然后夾緊支腿油缸,使支腿油缸保持豎直;調節支腿油缸左右前后的位置,使支腿方筒的中心與支腿油缸中心重合;舉升輔助安裝平臺,將支腿油缸推入方筒內,直到支腿油缸的上支耳與方筒上端的支耳對中;連接兩支耳,裝配完成。可見,支腿油缸自動裝配裝置必須滿足以下要求:具有升降功能的輔助安裝平臺,平臺具有夾緊功能,平臺能完成多自由度移動,方便支腿油缸與支腿方筒的對中。

4 設計方案

支腿油缸自動裝配裝置為地坑式電動安裝形式,由舉升平臺、底座、固定座、夾緊機構、滑臺組成,如圖1所示。

圖1 支腿油缸自動裝配裝置

5 關鍵零部件選用

5.1 舉升平臺

目前,市場上成熟的自動升降機構有很多,液壓油缸升降帶動剪叉機構具有結構緊湊、行程大、運行平穩、噪聲小、承載大、起始位置低、易于操作等優點。筆者選用液壓油缸升降帶動剪叉機構實現支腿油缸自動裝配裝置的自動升降。為了降低舉升平臺的高度,具備多自由度移動,裝置底平面安裝萬向輪。控制部分采用常規電氣控制,通過按鈕來實現舉升平臺的升降。在舉升平臺臺面上設置牛眼,能實現支腿油缸各方向的移動。舉升平臺的結構如圖2所示。

圖2 舉升平臺結構

通過選型,舉升平臺的參數見表1。

表1 舉升平臺參數

為了調節方便,支腿油缸自動裝配裝置底平面帶四個萬向輪,萬向輪為高彈性橡膠輪,型號為SB-6509-648,承載力為3 500 N,帶剎車。

5.2 固定座與底座

為了能使支腿油缸自動裝配裝置的夾緊機構固定在舉升平臺上,配置了固定座、底座,底座焊接在裝置底平面上,固定座一端通過螺栓固定在底座上,上端留有夾緊機構安裝接口。固定座與底座布置如圖3所示。

5.3 夾緊機構

夾緊機構的結構如圖4所示。夾緊機構由手輪、導軌、左右旋絲杠、夾緊臂、尼龍板組成。夾緊機構的夾緊過程為:旋轉手輪,帶動左右旋絲杠旋轉;左右旋絲杠上的夾緊臂沿導軌從左右方向向中間移動,夾緊支腿油缸。為了避免對支腿油缸產生磕碰,在夾緊臂上安裝有尼龍板。

圖4 夾緊機構結構

通過選型,夾緊機構外購件見表2。

表2 夾緊機構外購件

6 使用方法

支腿油缸自動裝配裝置的使用步驟如下:① 將支腿油缸自動裝配裝置放入地坑;② 將待安裝的專用汽車底盤駛入地坑上方,進行制動;③ 啟動地坑蓋板油缸,打開地坑;④ 將需裝配的支腿油缸吊入支腿油缸自動裝配裝置的舉升平臺上,啟動裝置上的夾緊機構,將支腿油缸夾緊;⑤ 啟動舉升平臺,將支腿油缸舉升至接近專用汽車底盤車架位置處停止,調整支腿油缸與支腿方筒的對中位置及角度,再次啟動舉升平臺將支腿油缸舉升至要求位置,并連接兩者支耳;⑥ 將舉升平臺降至底部,繼續完成其它位置支腿油缸的安裝。

7 結束語

筆者調研分析了某型號專用汽車支腿傳統裝配方式,為解決支腿油缸安裝效率低、費工費力問題,設計了支腿油缸自動裝配裝置。支腿油缸自動裝配裝置的應用改變了傳統支腿油缸人工安裝的模式,提高了支腿油缸自動化裝配水平,降低工人勞動強度,為某型號專用汽車年產任務完成提供了堅實保障。