一種流水線成組裝置的研制

瞿新

摘要：為適應流水線作業的生產模式，尋求適合DF4、SS3B（重聯）等內燃、電力機車電氣屏柜布線、組裝的一種流水作業平臺，實現檢修產品工位制流動，人員物料定點作業。在這種情況下，研制了一種流水線成組作業平臺。

關鍵詞：流水作業線；平臺；低平臺移動車；轉盤

本設計涉及應用于DF4、DF5內燃機車、SS3B（重聯）、SS4電力機車在內的電力機車電氣屏柜組裝布線及內燃機車電器屏柜組裝流水作業平臺。內、電機車是中國鐵路牽引動力干線機車，截止目前共投入運用的機車總量超過1.5萬臺。各生產公司在同型號機車電器屏柜設計時基本相同，傳統檢修電器屏柜方式為：檢修產品定點作業無需流動，由不同的班組人員進行輪流組裝操作，工作中存在交叉作業，人力及物力有浪費現象，工作效率很難提高；與現代化生產要求推廣的精益化管理工位制流水作業模式不相符。為改變現有生產作業方式，實現檢修產品按工位制流動，人員物料定點的作業模式。在這種情況下，研制了一種流水線成組作業平臺。

1.流水線的選擇

常用流水線按照流水線的輸送方式大體可以分為：皮帶流水裝配線、板鏈線、倍速鏈、插件線、網帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構件、驅動裝置、漲緊裝置、改向裝置和支承件等組成。流水線可擴展性高，可按需求設計輸送量，輸送速度，裝配工位，輔助部件（包括快速接頭、風扇，電燈，插座，工藝看板，置物臺，24V電源，風源等），流水線是人和機器的有效組合，最充分體現設備的靈活性，它將輸送系統、隨行夾具和在線專機、檢測設備有機的組合，以滿足多品種產品的輸送要求。輸送線的傳輸方式有同步傳輸的/（強制式），也可以是非同步傳輸/（柔性式），根據配置的選擇，可以實現裝配和輸送的要求。

根據公司產品的特性及工藝性采用U型回轉式流水線由軌道、轉盤、運輸車組成。需要研制無動力轉盤和有動力運輸車組成流水線成組作業平臺。

2.運輸車選擇

2.1 常用的運輸車

如圖1所示：承載重量符合要求的運輸工具為3噸左右，目前市場上供應的軌道運輸車為平板式。

平板式移動車由車體、輪對、動力電池、電機、變速箱傳動機構組成。該車所有部件都安裝在車底部，平車表面距離地面550mm；移動軌道采用國際標準軌距1435mm；

2.2 現有產品的特點

傳統軌道運輸轉盤主要部件部分電動機和傳動裝置安裝在轉盤下方的地坑中，如果要維修只能將轉盤吊開，且地坑的安裝深度需要>750mm，轉盤直徑>3000mm；不適用于電器柜或小工件的運送，傳統軌道運輸轉盤的工作效率不能充分發揮；U型回轉式軌道運輸方式同時需要兩個轉盤，由于轉盤直徑限制，廠房內布置流水線間的距離至少達6500mm，增加占地面積。需要電力驅動，耗能且結構復雜，一次投入成本和后期維護成本高，不適合有限空間小型作業需要。

現有運輸車的主要缺點：1.平板式移動車平車表面距離地面550mm，作業時人員需要跨越登高，安全風險較高。如果采用軌道下沉設計方案，使平車表面與地面保持齊平，軌道區域將會存在550mm的落差，操作人員有跌落危險。2.該車所有部件都安裝在車底部，維修作業時需要將車體抬高或翻轉。3.平板式移動車的平車傳動裝置，采用固定轉速電機加機械變速箱系統，占空比大，想要降低車體高度尺寸較困難。4.屏柜高度約三米，受工作場地起吊高度影響，以及流水線門架高度限制。

2.3 現場運用分析

設計一種承重平臺離地高度在100mm以下的運輸車體，是解決現場的作業安全性的最好途徑；在保障承重量的情況下將動力電池、電機、傳動機構設計在車體兩頭；受流水作業工位限制，車體長度在2米左右。

2.4 整體解決方案

具體過程如下：

1、軌道運輸方案：軌道采用12KG輕軌，軌距采用國際標準。保證軌道面與地平面高度一致；施工時需要開挖地面，軌道安裝固定后地面恢復。

2、為減輕車體重量保證車體的剛性結構，車體邊框骨架全部選用80mm×80mm的型材焊接而成，設計時要求平車離地面100mm。

3、車體動力采用蓄電池供電；動力系統采用電動機驅動，向專業廠家采購定制的可調速“后橋控制”動力總成。速度在0～20米/分鐘之間無極可調。

4、運輸車工作在軌道上，松開制動手閘，擰動控制手柄，運輸車按給定信號前進，到達指定位置松開控制手柄，拉上制動手閘制動片將輪對抱死，運輸車靜止定位。

5、蓄電池采用150AH大容量型號，每2周充電一次，可以滿足生產需要。

6、設計采用

2.5具體實施方案

1.制作運輸車技術設計圖：圖1

圖1

2.6 結論

該可移動式屏柜組裝流水作業車使用安全可靠設計合理，可以實現大部件的平穩運輸。公司目前大力推行精益化生產工位制流水作業模式，使用該運輸車后可有效解決3噸以下工件在工位間運輸。由于采用低平臺設計，使檢修件重心大大降低；電器屏柜入座在運輸車上，由操作人員在工位上作業，可以達到原來電器屏柜落地作業時一樣的效果，不需要增加其他輔助設備。

3.轉盤的選擇設計

3.1 現有產品的方案

各檢修機車工廠、機務段在用的傳統運輸轉盤為電力驅動加回轉支撐模式，電動機和傳動裝置安裝在轉盤的地坑中，由地面專人控制完成轉動。

3.2 現有產品的特點

傳統運輸作業轉盤主要部件部分-電動機和傳動裝置安裝在轉盤下方的地坑中，第一如果要維修要將轉盤吊起處理，且轉盤地坑的安裝深度需要>750mm，轉盤直徑>3000mm；不適用于電器柜或小工件的運送，傳統軌道運輸轉盤的工作效率不能充分發揮；第二U型回轉式軌道運輸方式同時需要兩個轉盤，由于轉盤直徑限制，廠房內布置流水線間的距離至少達6500mm，增加占地面積。第三需要電力驅動，耗能且結構復雜，一次投入成本和后期維護成本高，不適合有限空間小型作業需要。

3.3 轉盤設計中要解決的問題

流水作業采用軌道運輸與其它運輸方式相比有經濟、安全、操作性強的優點，受生產工藝、工作場地的要求和限制，流水線配套設計軌道運輸轉盤必不可少。

借鑒現有轉盤的使用經驗，本設計是一種安全可靠、使用方便，適應流水線作業需要的優先方案。

3.4 現場實施分析

1.設計思路

第一根據載重量，運送電器柜或小工件的轉盤載重量都在5噸以下，所以摒棄了電力驅動加回轉支撐的設計，采用無動力免維護模式設計方案。

第二轉盤設計由上下兩塊圓形鋼板組成；組裝后的轉盤高度為70mm，是傳統軌道運輸轉盤的10%；轉盤運動采用球形滾珠，最大程度地減少轉盤的阻力。

第三在轉盤周圍設計安裝12處限位塊，解決轉盤單邊受力導致轉盤垂直軸線偏離的問題，確保了轉盤的穩定性。

第四采取多種安全措施，提高轉盤的安全可靠性。轉盤到位后，有定位鎖緊裝置將轉盤固定；設計了與軌面高度一致的轉盤蓋板，使轉盤保持與地面平齊。

3.5具體實施方案

1.設計圖

目前，軌道運輸轉盤已經在我公司示范線上安裝使用。經過現場使用證明了該裝置可保障示范線工位制轉換行走要求。

2.3 結論

該流水線作業線軌道+轉盤設計經濟合理，使用安全可靠。該技術方案已在機車電器屏柜組裝工位制流水作業軌道運輸示范線上成功實施。該裝置可有效解決不同類型機車配件及不同臺柜的U型直線流水作業轉換時解決方案。可解決目前我公司約22個機車大修產品，精益化生產工位制流水作業要求，提了升生產管理水平。采購同樣規格的傳統轉盤每個需要10萬元，該技術方案制作安裝費用為5.5萬元。

參考文獻：

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