一種剪式升降輸送裝置的改造與應(yīng)用

鄒益來

（司米廚柜有限公司，廣州 511300）

在工廠生產(chǎn)制造中，剪式升降輸送裝置可滿足不同作業(yè)高度的升降和輸送需求。剪式升降機(jī)是升降機(jī)的一種，工作原理與剪刀的工作原理類似，區(qū)別在于將手動(dòng)驅(qū)動(dòng)改為油缸驅(qū)動(dòng)，并增加了導(dǎo)向裝置。剪式升降裝置在家具工廠中大量使用，尤其在車間的某工序上、下料上的使用，具有傳輸升降平穩(wěn)、準(zhǔn)確、載重量大及易操作等特點(diǎn)，可有效解決各類升降難點(diǎn)。但是，隨著使用年限的增長，設(shè)備故障次數(shù)與故障時(shí)間隨之增加。因此，針對(duì)剪式升降平臺(tái)在實(shí)際使用中存在的問題，改造剪式升降裝置平臺(tái)的零部件或結(jié)構(gòu)，以縮短設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)現(xiàn)場的運(yùn)行效率，提高維修作業(yè)時(shí)的安全性。另外，設(shè)計(jì)剪式升降平臺(tái)的安全支撐桿，可以規(guī)避剪式平臺(tái)因突然下降造成作業(yè)人員存在的擠壓風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1 剪式升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與工作原理

剪式升降平臺(tái)由行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電動(dòng)控制系統(tǒng)、滑動(dòng)承重系統(tǒng)及支撐機(jī)構(gòu)等部分組成。它的工作原理主要分為上升和下降。上升原理是指剪叉式升降機(jī)的液壓系統(tǒng)中液壓油通過葉片泵會(huì)形成一定的壓力，經(jīng)過濾油器、電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥以及平衡閥等部件進(jìn)入液壓缸下端，使油缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到臺(tái)面上升的目的。下降原理是指當(dāng)油缸的活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓油經(jīng)過電磁換向閥進(jìn)入液壓缸的上端，油缸的下端回油經(jīng)過平衡閥、液控單向閥、節(jié)流閥及電磁換向閥回到油箱[2]。

剪式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。液壓系統(tǒng)采用液壓泵與液壓缸共同作用實(shí)現(xiàn)升降功能，工作原理與剪式升降機(jī)的工作原理類似。通過腳踏開關(guān)踩踏，信號(hào)傳輸至電動(dòng)控制箱，液壓泵開始工作，電磁閥打開，油泵吸入液壓油，推動(dòng)油缸中的活塞運(yùn)動(dòng)，油缸軸開始伸出變長來推動(dòng)剪刀支架運(yùn)動(dòng)，使滑動(dòng)承重輪滾動(dòng)，升降機(jī)上升，完成頂升交叉臂架的垂直上升。當(dāng)上升至需要位置時(shí)，感應(yīng)器將信號(hào)傳輸至電動(dòng)控制箱，液壓油泵停止工作，電磁閥關(guān)閉。下降動(dòng)作流程如下：首先，通過腳踏開關(guān)踩踏，下降信號(hào)傳輸至電動(dòng)控制系統(tǒng)；其次，液壓油泵止回閥打開，通過機(jī)身重量壓動(dòng)液壓油返回油箱實(shí)現(xiàn)下降；最后，下降至低位需要位置時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)將信號(hào)傳輸至電動(dòng)控制系統(tǒng)，止回閥關(guān)閉，升降機(jī)停止下降[3]。當(dāng)升降機(jī)頂升交叉臂架垂直上升、下降時(shí)，液壓油在限速閥和流量調(diào)節(jié)閥的監(jiān)控下，通過電磁閥流回油箱。油缸過載時(shí)，油泵輸出的壓力油通過溢流閥（安全閥）直接流回油箱。為了防止油管破裂而發(fā)生失控下降事故，每個(gè)油缸進(jìn)油（兼作回油）管路上設(shè)有單向限速閥。

剪式升降平臺(tái)在某家居櫥柜工廠的現(xiàn)場情況，如圖2所示，主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間的板件物料輸送。例如：封邊、排鉆工序中的上下料，可減少操作人員的手動(dòng)搬運(yùn)動(dòng)作；通過升降裝置，利用具有輸送功能的平臺(tái)，能夠解決生產(chǎn)流水線間的高度差問題。同時(shí)，這個(gè)高度差能根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際高度通過腳踏液壓裝置調(diào)整平臺(tái)高度的升降。由于工廠多變的工序流程，板件物料需從高處的滾筒線一利用剪式升降平臺(tái)將其輸送至低處的滾筒線二，見圖2。這一布局特點(diǎn)決定了剪式升降輸送平臺(tái)在工序流程中的重要性和不可替代性[4]。

超出額定荷載且長時(shí)間運(yùn)行會(huì)對(duì)剪式升降平臺(tái)造成極大損害，尤其是零部件。該平臺(tái)經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)備故障包括油缸漏油、電磁換向閥損壞、升降腳踏開關(guān)失靈、剪刀架內(nèi)銅套磨損異響、活動(dòng)承重輪磨損、軸承壞以及承重輪導(dǎo)軌磨損等。較長的故障處理時(shí)間給生產(chǎn)現(xiàn)場帶來了較長的等待時(shí)間，會(huì)極大降低生產(chǎn)效率，且維修現(xiàn)場存在因液壓裝置突然失效而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要改善剪式升降平臺(tái)，提高生產(chǎn)現(xiàn)場的運(yùn)行效率，降低維修過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2 剪式升降平臺(tái)裝置改善方案

2.1 升降平臺(tái)的油缸連接軸改造

目前，某櫥柜工廠的生產(chǎn)設(shè)備中，升降平臺(tái)裝置得到了廣泛應(yīng)用，主要是連接不同高度的物料輸送。對(duì)于剪式升降平臺(tái)，承擔(dān)升降壓力的主要部件為升降油缸，在使用過程中可能會(huì)導(dǎo)致密封圈損壞出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，此時(shí)必須及時(shí)更換，否則極易出現(xiàn)長時(shí)間故障且液壓油嚴(yán)重泄漏不易清潔的情況，因此對(duì)整個(gè)裝置快速拆卸和安裝尤為重要。原升降油缸與內(nèi)支撐壁由一根長185 mm、內(nèi)徑為30.0 mm的連接軸連接，如圖3所示。在拆卸過程中，因?yàn)樗c升降油缸孔的配合為過度配合，間隙極小，導(dǎo)致拆卸安裝極其不便，增加了故障的處理時(shí)間，造成長時(shí)間的生產(chǎn)等待。此外，設(shè)備長時(shí)間頻繁運(yùn)行會(huì)加劇連接軸的磨損。因此，需要改進(jìn)剪式升降平臺(tái)的升降油缸連接軸，將升降油缸的連接軸改為內(nèi)徑為29.5 mm，見圖4。與內(nèi)徑為30.0 mm的原連接軸相比，改進(jìn)后的內(nèi)徑減少了0.5 mm。這樣升降油缸連接軸與軸孔之間的配合為間隙配合，因此更換油缸可大大縮短油缸拆卸與安裝的維修時(shí)間，減少連接軸的磨損，縮短設(shè)備故障的處理時(shí)間，有效提高設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行效率[6]。

某櫥柜工廠現(xiàn)場對(duì)改進(jìn)后連接軸的升降平臺(tái)裝置（見圖5）使用近半年，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備故障率低，同比升降裝置改進(jìn)前的故障率下降約50%，尤其是拆裝液壓系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)，可大幅縮短現(xiàn)場維修時(shí)間，提高維修效率，做到快速響應(yīng)、快速維修，有效確保設(shè)備正常運(yùn)行。

2.2 升降平臺(tái)安全支撐擋桿的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

作業(yè)人員在維修保養(yǎng)剪式升降平臺(tái)時(shí)，檢修人員身體部位需要進(jìn)入平臺(tái)升降機(jī)的內(nèi)部，存在液壓系統(tǒng)突然失效，導(dǎo)致剪式升降平臺(tái)急劇下降造成擠壓安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。為了預(yù)防此類事故的發(fā)生，提高設(shè)備維修作業(yè)時(shí)的安全性，某櫥柜工廠現(xiàn)場測算平臺(tái)和物料的承載質(zhì)量，設(shè)計(jì)50 mm×50 mm×1 000 mm的安全支撐擋桿（見圖6）布置在升降平臺(tái)的四周（見圖7），以滿足支撐平臺(tái)和物料承載質(zhì)量的要求。即使液壓系統(tǒng)突然失效，安全支撐擋桿也能有效支撐升降平臺(tái)。因此，作業(yè)員工可在維修保養(yǎng)時(shí)將升降平臺(tái)升至合適高度，并將安全支撐擋桿豎立，從而有效規(guī)避平臺(tái)突然下降至地面而對(duì)作業(yè)人員造成擠壓的風(fēng)險(xiǎn)，有利于提高維修作業(yè)時(shí)的現(xiàn)場安全性。

3 結(jié)語

通過改進(jìn)剪式升降平臺(tái)輸送裝置的連接軸，由原設(shè)計(jì)的過渡配合改為間隙配合，降低了連接軸和軸孔的磨損，且易拆卸和安裝。約半年的使用結(jié)果顯示，設(shè)備故障率降低了50%，大幅縮短了維修時(shí)間，提高了現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，同時(shí)為剪式升降平臺(tái)設(shè)計(jì)了維修維護(hù)的安全支撐擋桿，并成功應(yīng)用于某櫥柜工廠車間，有效解決了維修維護(hù)時(shí)存在的擠壓風(fēng)險(xiǎn)。剪式升降裝置零部件的改造和應(yīng)用不僅可以提高生產(chǎn)流水線的運(yùn)行效率，還可以規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患，確保現(xiàn)場維護(hù)的安全性。