新型輪拖總裝線用電動接車下線設備的應用

吳志剛

（中國一拖集團有限公司工藝材料研究所，河南洛陽 471004）

1 新型設備適用的場合

在我國，輪拖總裝線大多采用雙鏈板式勻速環形輸送線，在鏈板上設置支承架，支撐輪拖，帶動拖拉機輸送。總裝工作完成后，需要輸送鏈板線上的輪拖離線，到達地面加油加水工位，因此需要一臺接車下線設備:滿足接車、承受輪拖離線行進推力和等待離線、到達加油加水工位的最基本需要。接車下線設備的綜合性能關系到總裝線生產效率，工人勞動強度、防撞車安全性等方面。

根據輪拖總裝線輸送鏈板的寬度，一般分為“寬幅板”和“窄幅板”裝配線。“寬幅板”裝配線工人站立在輸送鏈板上隨線帶動進行裝配，“窄幅板”裝配線工人站在輸送鏈板旁，手持工具自行移動，步行跟隨總裝線運行進行裝配。

在輪式拖拉機接車下線工序，之前，國內外工藝與設備情況基本相似，即在“寬幅板”輪拖總裝線上采用“固定式接車下線臺”;在“窄幅板”輪拖總裝線上采用“液壓式接車下線設備”。例如中國一拖集團有限公司四裝廠22.5～55.13 kW輪式拖拉機總裝線上、印度某國際知名公司的四輪驅動拖拉機總裝線上采用“固定式接車下線臺”等等;中國一拖集團有限公司三裝廠51.45～95.55 kW輪式拖拉機總裝線上、印度某國際知名公司和日本某國際知名公司等在拖拉機總裝配線上采用“電動液壓接車下線設備”等等。

新型設備系一種既可應用于“寬幅板”總裝線，也可用于“窄幅板”總裝線場合的全新的安全接車下線設備。設備工作過程為:接車臺面先電動平升平降（達到需要的高度檔位）→輪拖輸送靠近接車臺→支承架送車登坡上臺→前支承架離車進入地下室→后支承架離車（接車完成）→拖拉機在臺面上停留等待（至下一加油加水工位的工作完成，拖拉機駛離）→電動臺架傾轉（輪拖靠自重下滑）→輪拖到達加油加水工位。在這個過程中如果臺上停有拖拉機或者臺架處于傾轉狀態，后序輪拖到達附近一定的安全位置時，輪拖總裝線會自動停止輸送。

2 之前國內外同類技術的狀況與不足

2.1 前“寬幅板”總裝線接車下線工藝與設備

以中國一拖集團有限公司第一拖拉機股份有限公司第四裝配廠（以下簡稱一拖四裝廠）為例，其生產的22.5～55.13 kW輪式拖拉機共有大、中、小30多種機型系列，總裝線采用“寬幅板”鏈板裝配線，接車下線工序位于總裝線末尾，所有機型的拖拉機總裝后都需要經過原“固定式接車下線臺”下線。

接車下線工藝的內容為:4～6人人工將總裝線末尾的大、中、小各種輪拖推上臺，離開循環運行的裝配線，停留等待，至下一加油加水工序上的前兩拖拉機工藝內容完成，并駕駛離開后，再人工推動拖拉機下臺滑行約5～7 m到達加油加水工位。

如圖1，其結構描述如下:該設備是一個由上坡段、平段和下坡段組成的臺架式零件。其寬度大于輪式拖拉機輪胎開檔;上坡段和下坡段長度比較短，用于拖拉機登坡上臺和離線下臺，平段長度比較長，用于拖拉機停留，臺面距地高度為一固定值。設備利用自重或者螺栓固定。

原生產方式弊端如下:第一，因為臺架高度唯一、不可調，所以大機型接車“登坡”難、阻力大及總裝線易過載;小機型接車易出現總裝線輪拖支承架脫離拖拉機、進入地下室時與底盤兩側的液壓油管等一些突出零件干涉、掛蹭;第二，因為人工推車下線，所以生產效率很低，工序生產節拍為4 min20 s，離一拖四裝廠計劃生產節拍2 min30 s有很大差距，制約了產能和經濟效益的提高;第三，會出現撞車，有時后來行進的拖拉機會將臺面上停留的前輛拖拉機頂到加油加水工位，撞傷或夾傷附近人員;第四，多人協作推動拖拉機下坡、行進的工作方式不安全。

綜上，這種技術比較原始，適用于輪胎落地高度變化范圍不大和拖拉機重量較輕的總裝線生產，不適合多機型輪拖接車下線，而且只適用于寬幅板輪拖總裝配線。

2.2 前“窄幅板”總裝線接車下線工藝與設備

如圖4，其結構描述如下:該設備主要由前端鉸軸1、接車臺架2、兩套升降油缸3、一套臺架升降同步機構4和液壓系統、電控系統等組成。前端鉸軸1、接車臺架2與地面和輸送線上平面平齊，臺架可繞鉸軸1“傾轉”和“回位”;接車臺架2為U字形，U形的開口處讓開窄幅板輸送線的鏈板，鏈板從開口處沿一定的坡度進入地下室。臺架布局呈“彐”字形;在輸送線中線兩側2個升降油缸、1套臺架升降同步機構分布在地下室內，可以控制U字形臺架繞前端鉸軸傾轉和水平復位;液壓系統控制油缸;臺架升降同步機構可以保證兩個頂升油缸動作接近同步;電控系統提供電源。

工藝過程描述:輸送線在傳輸過程中通過支承架支撐、攜帶拖拉機向前行進，到達接車工位附近，支架隨著有一定坡度的輸送線運行軌跡而高度下降，拖拉機高度隨之逐漸下降，落在接車臺上、停留;支承架高度繼續下降，脫離拖拉機，如圖4，走特定的環鏈軌跡進入地下室，接車工藝完成。拖拉機停留，至下一加油加水工位條件具備后，操作工通過電動按鈕，控制U字形臺架繞前端鉸軸傾轉，拖拉機靠自重下滑下線;最后，操作工通過電動按鈕，控制U字形臺架水平復位。

這種工藝技術的優點:第一，拖拉機自動上線、電控下線，工人勞動強度低，生產效率高;第二，總裝配輸送線上的拖拉機支承架在拖拉機接車時逐漸下降，幾乎可以不受水平反推力，避免了與支承架相關的設備結構損壞，延長了輸送設備的使用壽命;同時，接車臺面所承受的拖拉機行進推力很小。

缺點:第一，設備占地面積大，需要比較長的長度，需要空間比較大的地下室安裝設備，會比較大地增加廠房基建投資;第二，使用了液壓油缸，有些情況下會在地下室內出現漏油現象，因此地下室需要設置收集漏油和排除漏油的功能，地下室的設計規劃比較麻煩;第三，工序銜接中會出現撞車;第四，升降機構同步性不太好，不同步時易產生各種故障;第五，因為臺面轉角固定，所以各機型下滑到達加油加上工位的位置差距很大，加油加水工作不方便;第六，這種設備只適用于窄幅板輪拖總裝配線生產。

綜上所述，因為每個小學生在體能、個性、學習方面都存在明顯的差異跡象，所以，在組織現代小學體育教學工作期間，指導教師須靈活性地使用分層教學法，借此引導每個學生獲得身心健全化的發展成就。需要引起注意的是，教師在正式沿用分層教學法的環節中，有必要結合實際的體育教學目標和學生的身心素質狀況，設置合理的教學目標和評價體系，之后確保實時性觀察每個學生的發展動態之后，耐心地給予他們更加正確有效的指導。長此以往，勢必能夠大幅度提升小學整體的體育教學效率和質量，為小學生今后良好的發展前景奠定基礎。

綜上，這種技術生產效率高，但是缺點很多，而且只適用于窄幅板輪拖總裝配線。

3 新型設備的總體設計思路

新型設備采用了新的思路實現接車和下線功能，在各方面的工藝性能均優于之前國內外的輪拖接車下線技術。2009年12月20日，新型設備應用于中國一拖四裝廠，完成了對舊式固定式接車下線工藝設備和舊地下室的改造，經生產驗證，大幅提高了生產效率、產能和經濟效益。

3.1 新型接車下線設備的設計

設定6個平升平降高度和傾轉角度，可滿足四裝廠大、中、小各機型系列輪式拖拉機自動離線上臺、停留、電動下線的需要，滿足2 min30 s的生產節拍，即生產效率比一拖四裝廠原先設備提高約1倍;不需專門的操作人員，利用加油加水工序的1～2名工人過來操作下線工作（原“固定式接車臺”需要附近工序4～6人完成推動接車上臺、停留和推動下線全過程工作），而且，如果能夠克服總裝線其他設備對生產效率的制約，還可以滿足非常短的生產節拍。

如圖5，依據工藝要求，新型設備利用接車工位地下室內部和地面上的空間，布置一種四升降桿升降控制裝置和其上的接車臺架。

關鍵技術如下:（1）通過對一拖四裝廠所有機型系列的典型輪式拖拉機進行模擬下滑傾角試驗，確定接車下線設備所需的傾轉角度范圍和所有機型輪式拖拉機在斜坡上面下滑的可行性。（2）設計適應平升平降、傾轉和上、下坡平穩的滿足多機型接車下線的接車下線臺架。（3）應用螺旋升降機組合、編碼定位、頻繁啟停、快速制動等技術，設計四頂桿組合升降裝置，可使設備臺面實現六檔高度位置“平升平降”或“臺面傾轉”。（4）設計升降導向裝置、限轉裝置和含浮動關節頂桿裝置，解決升降機絲桿升降時承受非軸向載荷時壽命受到嚴重損害的問題，保證升降絲桿直線升降運動和動力傳遞功能的實現。（5）針對接車臺架與4個升降頂桿的聯接，設計扣壓、活放式聯接結構，可使其在滿足升降功能前提下，解決3臺電動機驅動4個升降機構所帶來的不同步升降運動破壞臺架和升降機構的問題。（6）設計臺架手動千斤頂升降裝置，布置在接車下線臺四角，在設備出現突發事件或故障時，可使設備接車臺面仍可實現“平升平降”功能，起到生產臨時應急作用，保證生產持續進行，也為設備安裝、調試和維修時提供方便。（7）測繪地下室，向加油加水工位方向擴建地下室，在空間狹小、立柱和橫梁密集的地下室內布置四頂桿組合升降裝置。（8）設計設備周圍遠、近兩處操作工位，一處位于輪拖總裝線的尾端附近，一處位于接車下線設備旁邊，實現設備操作快速、方便。（9）針對臺架使用一段時間后會出現臺架平升平降高度漂移的問題，設計“一鍵恢復（按鈕）”功能，可以快速重置臺架的基準高度，方便高度調整和維修工作。

通過以上技術方案，可以實現:（1）臺架在地平面附近高度上，六級位置“平升平降”和在各位置上角度可控的“傾轉”和“傾轉回位”，滿足多機型拖拉機在接車下線工位的各合適高度上接車、自動上臺。（2）電控臺架傾轉和回位，靠拖拉機自重或操作工手扶輕推、方向引導，拖拉機下（線）滑到下一工序（加油加水）工位。（3）各高度、傾轉角度數值可調。（4）依據拖拉機機型系列和品種，接車平臺平升平降檔位數量、高度和傾轉角度可以依據實際需要特殊設計。

3.2 尾序輸送銜接安保裝置設計

應用光電傳感器組合、PLC程序控制技術，通過檢測后來拖拉機在總裝線上的位置（是否即將超越安全距離）、拖拉機在接車下線臺架上的位置（是否停留在臺面上），以及接車臺的傾轉狀態（是否正在傾轉），控制總裝線輸送運行或停止輸送，避免總裝后的待下線輪拖與接車下線臺面上的輪拖相撞，或與正在傾轉的接車臺板尾部相撞，將接車下線臺上的拖拉機頂到加油加水工位，傷害設備本身及位于加油加水工位附近的工作人員，實現防撞車安全保障。

4 新設備性能指標

（1）新型設備可滿足25.73～55.13 kW多機型輪拖總裝線接車下線工序2 min30 s的生產節拍，不需專門的操作人員，利用加油加水工序的1～2。工人過來操作下線工作（一拖四裝廠原生產節拍約為4 min20 s，新產能提高約1倍;原“固定式接車臺”需要附近工序4～6人完成推動接車上臺、停留和推動下線全過程工作）。

（2）可實現臺架上平面距地面高度約140～300 mm之間任意6個位置水平升降，滿足多機型拖拉機接車輪徑變化范圍大、落地高度變化大的接車下線需要。

（3）在設定的轉角范圍內，可實現接車臺面的“臺面傾轉”，在臺架上表面距地面高度約140 mm處最大可傾轉15°，在臺架上表面距地面高度約300 mm處最大可傾轉5°，且各級高度上的傾轉角度可調。

（4）有自動防撞車安全保障功能，可以避免向接車臺輸送的拖拉機撞上傾轉位置的接車臺，傷害接車設備和拖拉機產品;或者將平放在接車臺上的拖拉機頂到下一工序，傷害接車下線工序和下一工序附近的人員。

（5）針對接車下線平臺高度漂移的調整和維修有“一鍵復位”功能，在臺架高度偏離高度原位后，可重新簡單、快速地設定臺面需要的基準高度。

（6）設備的操作有距離接車下線工位遠、近兩處操作位置，遠處距臺架1.5 m，近處距臺架0.4 m，均可控制臺架總成“平升平降”、“傾轉”、“傾轉回位”和“總裝線急停”，設備的操作簡易、快速。

（7）依據拖拉機機型系列和品種的特殊需要，接車臺架的平升平降檔位數量、高度和傾轉角度可以特殊設計;而且，如果能夠克服總裝線其他設備對生產效率的制約，本設備還可以滿足非常短的生產節拍。

（8）新型設備可以用于“寬幅板”、“窄幅板”等各種裝配鏈板線。