大客車骨架總成組焊脫模裝置的研究與開發

高建路

（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252024）

1 引言

客車的用途是載人，從出發地到目的地，無論從載人時間，還是載人地點，還是載的是何類人群，都不相同，因此對客車的要求不盡相同。比如旅游大客車，是從某個車站或城市運輸到另一個城市或旅游景區，對客車的要求是車型新穎，外觀明快，行李倉要大，座椅舒適，離地面位置高，在旅游過程中需要景點講解或與旅客互動，要求影音設備齊全，飲水設備備有冷飲和熱水，車內要設置衛生間等等；城市公交車則要求上、下車門要寬，一級踏步高度要求低，上、下車方便，站立空間要多，要有報站器，要求有站立扶手和手環，座椅采用塑料發泡座墊等；班車要求座位數要多，座椅舒適就可以了，每天的行程不大。這些客車不同的用途，決定客車在設計結構方面、在生產方面，必須適應不同客車的特殊需求，加上各類客車市場需求量有限，國內客車廠家較多，這樣給每個客車廠家的批量化生產帶來較大的壓力，因客車型號的變化，客車焊接生產換模次數也較多，造成了客車的生產方式多為人工作業，無法實現自動化和全機械化的生產，必須采用人工為主，機械輔助的方式，機械化應用越多，工人越省力，效率和質量就越高。

但是客車骨架總成的組焊屬于焊接工種，由于焊接作業環境和技能的要求較高，工人的工資比其它工種也高，造成制造成本高，用工成本高，同時，焊接工人勞動強度大，連續工作時間一長，易產生疲勞，造成產品質量一致性差，效率也達不到要求，影響了生產進度，需要從提高工作效率，減輕勞動強度，人工操作機械等方面解決問題。

2 一鍵骨架總成組焊脫模裝置[1]

2.1 思路與原則

采用氣缸加上機械杠桿，改變氣缸推力方向，再將每個推力連起來，形成一個工作推力面，將整個骨架總成向上頂出。當打開氣缸的閥門時，氣缸內的活塞[2]向下運行，推動杠桿的另一端向上移動，帶動頂出桿及上的滑套和頂出梁，從而將骨架總成頂出，當多組氣缸工作時，就能將整個骨架整體同時脫模。

2.2 結構設計及原理

氣動脫模裝置包括氣缸總成[3]，它固定在滑動塊上，滑動塊通過與滑槽的配合間隙固定滑槽內，滑動塊通過緊固進來螺栓定位在滑槽內，滑槽通過螺栓固定在焊接模座上；氣缸總成的伸出端通過轉軸與一杠桿活動臂連接；杠桿[4]中間的支撐架上端焊接在滑動塊上；杠桿的另一端向上方向有一通過轉軸連接的頂出桿；在頂出桿上半部有一滑套，滑套通過連接板、轉軸和滑動塊相連；頂出桿上有一組橫向弧形頂出梁；根據各車型骨架的長度和結構，布置多組這種氣動機械結合機構，就能將整個骨架總成整體頂出。

下面結合圖例，重點說明本研究課題的結構。骨架總成組焊脫模裝置，如圖1 所示。

圖1 骨架總成組焊脫模裝置的整體外觀圖

圖中：001 為頂梁限位塊；002 為滑槽；003 為頂出套；004 為頂出桿；005 為頂出套連接板；006 為頂出套轉軸；007為杠桿立梁；008 為杠桿轉軸；009 為杠桿；010 為氣缸頂轉軸；011 為氣缸頂支座；012 為進出氣管；013 為滑動塊；014為雙作用氣缸；015 不氣缸底轉軸；016 為頂出套轉軸；017為頂出套連接板；018 為弧線頂出梁；019 為緊固螺栓

包括雙作用氣缸014，其固定在固定在滑動塊013 上，滑動塊013 通過與滑槽002 的配合間隙固定滑槽002 內，滑動塊013 通過緊固螺栓019 定位在滑槽002 內，滑槽002 通過螺栓固定在焊接模座上；雙作用氣缸014 的伸出端通過氣缸頂轉軸010 與一杠桿003 的活動臂連接；杠桿009 中間的杠桿立梁007 上端焊接在滑動塊013 上；杠桿009 的另一端向上方向有一通過頂出桿轉軸006 連接的頂出桿004；在頂出桿上半部有一頂出套003，頂出套003 通過頂出套連接板005、頂出套轉軸006 和滑動塊013 相連；頂出桿004 上有一組橫向弧形頂出梁018；模塊[5]結構軸側圖如圖2 所示，主、側視圖見圖3 所示。

圖2 骨架總成組焊脫模裝置模塊結構軸側圖

圖3 骨架總成組焊脫模裝置模塊結構主、側視圖

根據各車型骨架的長度和結構[6]，布置多組這種氣動機構，組成整體脫模裝置，保證骨架整體同時脫模。骨架總成組焊脫模裝置的單組[7]結構如圖4 所示。

圖4 骨架總成組焊脫模裝置單組結構示意圖

為了滿足多品種車型的需要，將滑動塊與滑槽[8]采用卡口結構設計，當需要修改、維修時，只需將整個總成向上提起，如圖5 的A、B 位置，再向外轉動一個小角度，如圖5的C、D 位置，就可以拆下，如圖5 的E位置，便于線下維修[9]和保養。能實現其快速安裝、拆卸或更換，避免修護時影響生產線的正常使用。

圖5 滑動塊拆卸過程說明圖

2.3 具體使用方法

先根據生產的車型長度調整各組位置，使弧形頂出梁位置骨架總成的前、中、后端，力求受力均勻，同時升降，同時，其位置避開焊縫，并用固定螺栓固定其各自位置，避免多次使用時移位。啟動下降按扭，使弧線線頂出梁處于最低位置，準備工作完成。此后，進行正常客車骨架總成的擺模及焊接動作，施工完成后，啟動上升按鈕，在氣管壓力的前提下，氣缸活塞將弧線頂出梁向上抬起，從而將客車骨架總成升起，脫離焊模的限位塊，再用天車將整個骨架吊起、轉走，完成脫模過程。

2.4 應用后的效果

使用本裝置，在焊接完成后脫模的過程，無需人工撬動骨架，只需打開氣控閥，就能使骨架自動脫模[10]，離開焊模后，直接用吊裝設備吊離焊模，再進行其它作業；在改變車型或多用途時，只要將緊固螺栓打開，移動到所需位置后，再將緊固螺栓擰緊，就可以達到換車型的目的，同時，當需要修改、維修時，只需將整個總成向上提起，向外轉動一個小角度，就可以拆下，便于線下維修和保養。

3 結論

自從我公司研發該裝置成功到應用以來，已做為在新能源客車、傳統客車生產過程中一種必不可少的專用工藝備。

本裝置的研究，能達到快速、方便、省力、輕便、省時、零碳排放的目的，節約工人的勞動力，降低了勞動強度，具有良好的社會效益和推廣價值。