L臂雙回轉變位機的設計要點和質量控制措施探討

徐愛蓮

【摘?要】L臂雙回轉變位機是把工件或產品以球面呈現的一種半自動化或自動化機械設備，它有水平方向和垂直方向兩個旋轉。隨著建筑機械、工程機械等領域的量產化、自動化，為方便操作，減少勞動強度，統一產品、標準一致，使生產科技化，于是產生了一個新的機械領域—變位機械;L臂雙回轉變位機則是變位機領域的綜合體，佼佼者。變位機的廣泛應用，推動了建筑機械、工程機械等行業的蓬勃發展，自身也在不斷改進和發展，其適應性、應用性是重點。

【關鍵詞】L臂雙回轉;變位機;設計要點;質量控制

引言

變位機根據不同要求和不同產品進行設計制造，總體來說：首先要了解產品，根據產品工藝要求，產品形狀確定變位機形式，一旦確定使用L臂雙回轉變位機，就要計算產品重心，L臂大小，電機功率，旋轉速率等設計參數，從而制定設計方案、細化分解圖紙進行生產加工，成品交付使用。

1、L臂雙回轉變位機基本結構形式

L臂雙回轉變位機主要包括5大系統：L臂、動力箱、平臺、大回轉系統、小回轉系統。

L臂變位機基本結構形式見下圖1：

2、設計工程中需注意的要點

作為較精密設備在設計工程中有許多需要注意的地方，主要有以下幾點：

（1）裝夾方式及位置

工件或產品在變位機上的裝夾方式，直接影響工件或產品加工率，根據工件或產品的幾何形狀，允許裝夾的部位，需要加工的位置，以及放置的穩定性、吊裝的部位，來確定裝夾方式，一般選取工件或產品的工作位置;

（2）裝夾位置

裝夾在工件或產品的什么位置，一般根據以下幾點確定：

①盡量避開加工位置;

②比較牢固或穩定的位置;

③明顯，方便操作的位置。

（3）中心

確定了裝夾方式，那么裝夾在L臂上的什么位置，如何裝夾，那就是選取中心。在L臂上放置（裝夾）位置主要側重于中心，中心決定了產品在L臂上的位置，也就是水平旋轉中心，從而確定L臂大小;中心既可以是產品或工件按裝夾方式放置時的幾何中心，也可以是裝夾位置中心;這時的中心盡量與裝夾放置時的重心重合，因為重心和中心的重合度決定L臂上旋轉功率的大小。

（4）重心

確定了L臂大小后，結合產品的重心，三維建模來計算產品和L臂組合體的重心（如L臂上旋轉所需減速機電機較大，則需要考慮增加減速機電機后的重心），由重心決定垂直方向的旋轉中心，也就是旋轉中心在L臂上的位置，重心和旋轉中心的重合度決定L臂旋轉功率的大小。

（5）傳動方式

各個位置的傳動方式是有所在位置決定的，一般來說，主傳動采用鏈輪鏈條傳動，動力箱與L臂之間采用回轉支承，次傳動盡量使用齒輪傳動，L臂與工作臺之間為回轉支承。

（6）垂直方向的旋轉高度

垂直方向的旋轉高度，一般由產品或工件的幾何尺寸決定，但有時工件或產品不規則，可以選擇合適高度，然后限制旋轉角度或把L臂設計為可升降即可。

（7）方便操作

設備達到國家勞動、安全、衛生部門的要求，符合人體工程學;

3、L臂雙回轉變位機質量控制措施

為了確保變位機的使用安全及生產質量，從設計、加工，到裝配、安裝、電氣元件匹配，需要對L臂雙回轉變位機進行全過程質量控制。

（1）設計選材

①用于本設備的鋼材/型材選用合格的材料，其力學性能必須符合機械設計手冊及國家對相關材料力學性能參數之規定;

②所用標準件均選用國內外知名品牌;

③傳動，嚙合件以及緊固件采用45#鋼及錳鋼，其表面淬火處理，保證表面硬度和耐磨性;

（2）加工制作

①由具有資質經驗的人員進行施工操作;

②所有接觸面均為加工面;

③液壓，氣動，電氣元件，符合國家標準，安全可靠，壽命長，響應迅速，能夠保證設備在額定負荷下連續工作，無漏氣、漏油、漏電等現象，持續穩定工作;

④非加工面拋丸處理，防銹等級達Sa2.5級。

⑤L臂雙回轉變位機，傳動較為精密，應對所有焊接后的結構件進行消除應力處理，如沒有消除焊接應力，使用一段時間后，焊接結構件容易變形，造成傳動部件之間相對位移，出現卡阻或間隙過大有噪音。現代變位機制造周期短，一般不用時效去除應力，采用振動法或退火法。

（3）裝配和測量

設備質量的保證，裝配工藝和測量必不可少，一個有經驗的裝配師，一組精密高效的檢測工具是保障，裝配完畢空載試運行不能出現卡阻、異響、噪音;動作到位;帶件試運行除不能出現上述異常外，設備也不能出現抖動、顫動，電機無異響、發熱、冒煙等。

（4）安裝接地

變位機一般用于工件和產品的組對、焊接，對傳動部件和電機必須進行焊接接地保護。采用導電性能好的銅作為接地材料，安裝在工作臺與L臂之間，用銅線與底座連接，防止傳動件黏連和電機擊穿。必要時在L臂和動力箱連接處也安裝一套;可靠的電焊機接地回路，可以有效防止電氣元件，軸承等部件損傷，導電裝置安裝隱蔽且安全。

（5）外觀處理

設備的外觀也是產品質量的一部分，表面處理也要做到盡善盡美，所有結構件進行除油、防銹、防腐處理，工件表面無油、銹，防銹等級達Sa2.5級后油漆，各個部件上應有標識或涂裝不同顏色，方便區分。

（6）電氣元件選用

如果以上是人體是衣服，那么電氣就是腦袋，是靈魂。電氣零件的選取、匹配就是腦袋的開發。一定要選用國內外知名品牌，合理布線，做到美觀適用。電控箱和手控盒上各種按鈕布置位置便于操作者操作，有啟動、停止、正傳、反轉，點動正傳、點動反轉、急停按鈕及指示燈。具有斷電自鎖保護功能，一旦突發斷電情況，不會發生危險，控制盒輕巧耐用，可以懸掛在翻轉機上，符合國家標準，安全可靠，壽命長。對于外露的部件有外殼防護，防止焊渣飛濺。

結束語

總而言之，在L臂變位機設計中，注重要點的計算標準，盡可能優化至最佳，在保證使用安全的情況下，成本最低;把質量從源頭（設計）開始控制，嚴格按照國家有關標準規范技術要求設計制造。

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（作者單位：中鐵十五局集團電氣化工程有限公司）