擺桿與滑橇轉掛結構的變形分析及尺寸計算

竇志遠（秦皇島煙草機械有限責任公司,河北秦皇島066000）

擺桿與滑橇轉掛結構的變形分析及尺寸計算

竇志遠
（秦皇島煙草機械有限責任公司,河北秦皇島066000）

本文主要通過分析擺桿輸送系統(tǒng)在輸送車身過程中轉掛結構所發(fā)生的常見配合干涉問題，對轉掛結構上滑橇支桿的長度進行了尺寸計算，得到最佳尺寸，給出防范措施，進而減少轉掛干涉，以便后期維護保養(yǎng)。

滑橇；擺桿；干涉；變形

擺桿輸送車身廣泛應用于汽車涂裝生產線，其作用主要為承載焊裝白車身進行前處理及電泳等工藝處理，設備運行精度高，廣泛適用于大批量生產。車身鎖緊在滑橇上，通過滾床輸送到前處理工藝入口，再轉掛到擺桿上，滑橇和擺桿之間的轉掛機構不僅能夠承受滑橇和車身，而且還要通電保證電泳線的工藝，因此，轉掛結構的穩(wěn)定性是保證車身能夠順利通過并完成前處理電泳線的重要因素。

1擺桿輸送系統(tǒng)

1.1擺桿結構

擺桿輸送系統(tǒng)由兩條同步運行的鏈條和“U”型擺桿、驅動單元、張緊單元、輸送鏈、進口輥床、出口輥床、入口塔、出口塔、軌道系統(tǒng)、接油槽系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、鋼結構等部分組成，行走機構位于槽體上方兩側（有效的避免輸送鏈油滴污染車身），出入槽角度最大可達45°（大大減輕車頂氣袋現象），具有自動裝卸功能。這不僅縮短了前處理、電泳線的工藝長度，節(jié)約了槽體空間，更降低了工程建設投資和生產過程中維修保養(yǎng)費用。同時，其行走軌道布置在槽體兩側，并配置接油裝置，大大減少擺桿輸送鏈對槽液的污染，而且便于后期維修保養(yǎng)，提高勞動生產率。

1.2轉掛結構功能

白車身從焊裝生產線出來，經過鎖緊裝置將白車身和滑橇緊密的結合在一起，然后通過轉掛設備過度到擺桿上，進行前處理電泳等一系列工藝處理，轉掛位置有前處理、電泳入口和出口，共四處，轉掛頻繁，極易發(fā)生故障。

因此，要求擺桿和滑橇之間的轉掛結構必須有一下幾點功能：

（1）該結構要保證滑橇進出擺桿的流暢；

（2）白車身和滑橇侵入槽液時受浮力作用，很容易脫離擺桿，因此還要能夠具有防脫離作用；

（3）擺桿和滑橇的輸送姿態(tài)不唯一，所以要求轉掛結構需要不完全鎖緊。

1.3轉掛結構組成及原理

擺桿和滑橇轉掛結構組成，工作原理為：出入槽時，擺桿受重力作用保持垂直狀態(tài)不變，滑橇以擺桿支桿為中心軸旋轉，擺桿擋鐵旋轉到滑橇擋板上方，這樣滑橇擋板就可以阻擋滑橇脫離。

2轉掛結構干涉分析

在滑橇和擺桿轉掛過程中，擺桿支桿和滑橇擋板經常受到損壞發(fā)生變形，直接造成滑橇落不正擺桿、脫離擺桿等事故，現具體分析其影響因素。

2.1干涉關鍵尺寸

隨著白車身不斷進出槽體，滑橇支桿和滑橇之間摩擦頻繁，滑橇支桿會逐漸縮短，因此實際應用時為了保持滑橇支桿長度在符合生產的范圍內，會在擺桿支桿的頂端安裝頂帽（其中根據工藝和環(huán)境等因素綜合考慮，前處理采用聚氨酯頂帽，電泳采用銅帽），同時仍需要定期更換頂帽來保證滑橇支桿的高度。

另外，在忽略其他微小變形的情況下，擺桿支桿和滑橇之間摩擦為最大變形處，即滑橇支桿長度為轉掛結構干涉的關鍵尺寸。因此，滑橇支桿長度應該有一個滿足正常生產的合理范圍。

2.2滑橇支桿長度在允許誤差范圍內

在允許誤差范圍內時，滑橇和擺桿正常配合，滑橇支桿獨自承受滑橇和白車身的重量，不會發(fā)生干涉變形。

2.3滑橇支桿長度小于允許誤差下限

當滑橇支桿長度剛剛開始小于允許誤差時，無論是水平行走還是出入槽體時，擺桿支桿和擺桿擋鐵共同承受滑橇和白車身所給的壓力，擺桿擋鐵對滑橇支桿的力N方向。

隨著擺桿出入槽體，出入槽角度為45°，滑橇支桿受力方向在90°之間不斷循環(huán)，擺桿支桿向上彎曲。隨著擺桿支桿頂端不斷的磨損，滑橇支桿長度每減少1mm，擺桿支桿向上變形將增加1mm。滑橇支桿有向上折斷的趨勢。當滑橇支桿長度繼續(xù)減少，在出入槽體時，滑橇行走梁將和擺桿橫梁發(fā)生干涉，滑橇受力滑橇支桿有向下折斷的趨勢。

2.4滑橇支桿長度大于允許誤差上限

當滑橇支桿長度大于允許誤差時，滑橇支桿獨自受滑橇所給的壓力，擺桿擋鐵不會和擺桿支桿發(fā)生干涉。但是在擺桿出入槽時，擺桿擋鐵和滑橇擋板發(fā)生干涉，滑橇支桿將受擺桿叉子壓力N，壓力方向為發(fā)生干涉時擺桿叉子垂直擺桿支桿的方向，發(fā)生干涉時擺桿支桿受力范圍在α之間，擺桿支桿向下彎曲，滑橇擋板向外側變形。因此，通過控制滑橇支桿長度可以有效的避免擺桿和滑橇之間的干涉，下面通過對滑橇支桿進行尺寸計算，意在得到滿足生產的滑橇支桿尺寸。

3　滑橇支桿尺寸計算

3.1尺寸計算前提

計算H值首要前提就是無論水平行走還是出入槽體，都要避免轉掛結構發(fā)生以下三種干涉情況：

（1）擺桿支桿和擺桿擋鐵之間干涉；

（2）擺桿擋鐵和滑橇擋板之間干涉；

（3）擺桿橫梁和滑橇行走梁之間干涉。

3.2滑橇水平行走時

當H值增大，擺桿支桿不會和任何部分發(fā)生干涉。但當H值減少，擺桿擋鐵和擺桿支桿距離將減少，減少到零時便會發(fā)生干涉，為避免干涉，需要滿足公式1。

3.3滑橇出入槽體時

當H值增大，擺桿擋鐵和滑橇擋板距離將減少，減少到零時便會發(fā)生干涉，為避免干涉，需要滿足公式2。

當H值減少,滑橇行走梁和擺桿橫梁之間距離將減少，減少到零時發(fā)生干涉，為避免干涉，需要滿足公式3。

最后，綜合公式（1）、（2）、（3）可得到H值的安全范圍，即

H值標準值為222mm，也就是說，H值的可允許誤差范圍為[-7.5mm,10.5mm]。

3.4尺寸驗證

電泳滑橇和擺桿尺寸配合部分尺寸數據（單位：mm）

為了驗證計算所得H值范圍結論，隨機分別抽取現場10個電泳滑橇和擺桿進行測量，所測數據如表所示。

通過測量數據可以發(fā)現，除了H值，其余所有尺寸波動范圍都在±3mm以內，從而證明了H值對擺桿和滑橇配合的影響最大，生產維護時，只要保證H值在允許誤差范圍內就可以大大減少滑橇和擺桿之間的干涉問題。

4　維護措施

在實際現場，通過觀察擺桿支桿變形損壞情況可以發(fā)現，大部分支桿都是向下彎曲，進而發(fā)生折斷，因此，可以得到結論，實際生產中，滑橇支桿頂帽的磨損對擺桿和滑橇干涉影響最大。針對頂帽的磨損，應當定期檢查擺桿H值，及時更換尺寸發(fā)生變化較大的頂帽，并做記錄，更換的頂帽要求嚴格控制尺寸。新頂帽嚴禁超過232.5mm，磨損減至214.5mm時必須更換頂帽。這樣就可以最大程度的減少滑橇和擺桿之間的干涉，進而避免轉掛時滑橇落不正現象，并保證擺桿和滑橇在槽體內時滑橇不脫離擺桿，從而減少設備事故，提高設備壽命，降低生產成本。

5　結束語

本文分析了滑橇和擺桿轉掛結構干涉的原因，并針對原因計算轉掛結構的相關尺寸，最終得到滑橇支桿高度的可允許誤差范圍，并對誤差提出對應防范建議措施，避免滑橇和擺桿之間的干涉。而實際生產中，滑橇和擺桿之間的問題很多，而且有些十分復雜，這都需要我們不斷的深入研究，來保證生產的順利進行和人員安全。