全氣動寬度自調節車身吊裝裝置的研究與開發

高建路

（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252024）

1 引言

客車主要分為底盤和車身兩大部分，大部分廠家采用分離式生產[1]方式。分離式生產方式就是在客車車身涂裝完畢、底盤改制管路施工完畢后再合成整車，合成整車后再進行總裝內飾安裝。車身與底盤這一“會師”，必須用吊具將整車抓起，移動到底盤的上方，找對位置后，再進行落下，這一過程為車身與底盤的“合車”。

目前，大部分廠家或生產企業采用傳統機械吊具，其弊端是，不同車型因產品結構外形不同，其寬度也不同，幅寬差別達 440mm之多，這就造成了設備吊爪寬度不能自動適應，產品只能分線生產或通過使用多種吊具來滿足相應車型的需要，并且吊爪為機械手動機構，客車的抓緊和放開全靠四個工人上車去操作，危險系數大，生產效率低下，給生產組織、生產線布局和生產周期帶來一定的沖擊和影響。

2 全氣動寬度自調節的車身吊裝裝置

2.1 思路與原則

吊裝裝置具能夠自動調節吊爪的寬度，使其能夠適應不同尺寸的車身，并且吊爪能夠自動對正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產效率，減輕了工人的勞動強度，降低了工人工作時的危險性，解決了現有技術中存在的問題。

2.2 結構設計

整個吊裝裝置（如圖1所示）包括框架體1及吊爪4[2]，在框架體1上平行間隔設有兩個滑軌2，兩滑軌2分別設在框架體1的前側和后側。如圖1所示。

圖1 本吊裝裝置放置狀態

圖2 本吊裝裝置中的傳動裝置結構圖

在每個滑軌2的兩端均卡接有一與其滑動連接的滑塊3，在每個滑塊3上設有一吊爪4。在吊爪4與吊裝物的接觸部設有軟連接裝置[6]。在每個滑軌2內設有一雙向絲桿5[3]，雙向絲桿5的的兩端部與滑軌2內的兩滑塊3螺紋連接。在框架體1的中部設有一氣動馬達6，氣動馬達6的輸出端與傳動軸7相連，傳動軸7與滑軌2及雙向絲桿5相垂直設置，傳動軸7通過傳動裝置8與每個滑軌2內的雙向絲桿5相連（如圖2所示）。

在每個滑軌2的兩端部均設有限位裝置[4]，限位裝置包括設在滑軌2兩端部外側的兩外限位擋塊9及設在滑軌2兩端部內側的兩內限位擋塊10，滑軌2上的兩滑塊3分別設在滑軌2端部的外限位擋塊9和內限位擋塊10之間。在滑軌2上每個外限位擋塊9處設有外限位開關，在滑軌2上每個內限位擋塊10處設有內限位開關[5]（如圖3所示），從而實現了兩吊爪4寬度的自動保證，并且防止滑塊3移出滑軌2。

圖3 本吊裝裝置中的限位裝置結構圖

動力裝置通過傳動軸7[6]、傳動裝置8來驅動滑軌2內的雙向絲桿5轉動，從而帶動與雙向絲桿5兩端部相配合的兩滑塊3相互靠近或背離，從而實現兩滑塊3上的兩吊爪4的閉合或張開，使兩吊爪4能夠適應不同尺寸的車身。并且雙向絲桿5能夠帶動與其配合的兩滑塊3實現同步靠近或背離，從而實現兩滑塊3上的兩吊爪4同步閉合或張開，因此本方案能夠自動對正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產效率，減輕了工人的勞動強度。

圖5 本吊裝裝置的氣動原理圖

圖中說明：

1S——二位三通手動換向閥（2個，自鎖按鈕），右位是常態位；

2S——二位三通行程換向閥（2個），右位是常態位；

3S——雙壓閥（2個）；

4S——三位五通氣動換向閥（1個）；

5S——氣動馬達（1個）。

在滑軌2上每個外限位擋塊9處設有外限位開關，在滑軌2上每個內限位擋塊10處設有內限位開關，能夠使控制裝置對動力裝置自動控制，實現了對車身的定位、吊起、放開的自動化[7]。

在框架體1上設有吊裝環11[8]，通過吊裝環11將裝置與行車相連。

在吊爪4與吊裝物的接觸部設有軟連接裝置，防止吊爪4與車身碰撞，造成車身的損傷。

整個裝置的動力為氣動馬達 6，控制系統氣動原理圖[9]如圖5所示。

2.3 具體使用方法

在吊裝前，控制裝置控制氣動馬達6動作，氣動馬達6通過傳動軸7、傳動裝置8來驅動滑軌2內的雙向絲桿5轉動，從而帶動與雙向絲桿5兩端部相配合的兩滑塊3相互背離，使兩吊爪4向外張開到最大開度，將懸掛本吊裝裝置的行車開到吊裝物的上方，再手動控制行車向下移動，使本吊裝裝置緩緩下落到吊裝物上方適當的位置。控制裝置控制氣動馬達6動作，通過傳動軸7、傳動裝置8、雙向絲桿5、滑軌2使吊爪4閉合。當其中一個吊爪4碰到吊裝物時，觸動內限位位開關，氣路控制系統將氣動馬達6的氣路切斷，使吊爪4不再內移，從而實現兩吊爪4寬度的自動保證，此時，吊爪4的閉合動作結束。

然后控制行車[10]上行，將吊裝物升起，移動到目的地。

當需要吊爪4松開時，控制裝置控制氣動馬達6反向動作，通過傳動軸7、傳動裝置8、雙向絲桿5、滑軌2使吊爪4張開。當吊爪4觸動外限位位開關時，控制裝置將氣動馬達6的氣路切斷，使吊爪4不再外移，從而實現兩吊爪4寬度的自動保證，此時，吊爪4的放開動作結束。然后控制行車上行，將本吊裝裝置升起，脫離吊裝物，準備下一次的動作。

3 結論

動力裝置通過傳動軸、傳動裝置來驅動滑軌內的雙向絲桿轉動，雙向絲桿能夠帶動與其配合的兩滑塊實現同步靠近或背離，從而實現兩滑塊上的兩吊爪同步閉合或張開，并且自動對正夾緊車身，使其一次性放置就能夠滿足車身的定位、吊起，提高了生產效率，減輕了工人的勞動強度。

在滑軌上每個內、外限位擋塊處設有限位開關，實現了對車身的定位、吊起、放開的自動化。

自從該裝置應用以來，以前因手動操作行車吊裝裝置時出現的碰車、不對正問題徹底解決了，一次吊裝施工合格率達到了 100%，制造成本較低，操作容易，使用方便，性能可靠，完全達到了設計和使用要求，具有較好的經濟效益和社會效益，同時，對客車行業來說，具有較高的推廣價值。