汽車(chē)總裝車(chē)間智能輸送設(shè)備

摘 要：上海頤新貿(mào)易有限公司（溫嶺新吉奧汽車(chē)有限公司總裝項(xiàng)目）總裝車(chē)間輸送系統(tǒng)：承載車(chē)身和非承載車(chē)身混產(chǎn)線。為了滿足生產(chǎn)節(jié)拍，非承載車(chē)架的翻轉(zhuǎn)設(shè)備需要隨行（跟隨主線—高位地推鏈及裝配臺(tái)車(chē)）的功能。

關(guān)鍵詞：新型;隨行;翻轉(zhuǎn);配重;勻速;節(jié)能減耗

一、常規(guī)翻轉(zhuǎn)機(jī)

（一）設(shè)計(jì)要求及性能描述。1）車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)采用雙帶式翻轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)形式（兩根翻轉(zhuǎn)控制帶掛接位置：車(chē)架前后兩端），底盤(pán)翻轉(zhuǎn)前，車(chē)架上表面距地面高差為 0.8 米。翻轉(zhuǎn)高度確保起吊翻轉(zhuǎn)過(guò)程中底盤(pán)與臺(tái)車(chē)之間保持一定的安全距離。2） 車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)具備翻轉(zhuǎn)2噸車(chē)底盤(pán)的能力;具備防止車(chē)架在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中變形、磕碰傷功能;具備產(chǎn)品車(chē)底盤(pán)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中防滑功能;翻轉(zhuǎn)時(shí)間小于20s（括輔助操作時(shí)間）。3）車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)采用地面立柱形式，形式為電動(dòng)葫蘆固定在工字鋼上，葫蘆下方吊掛翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與該機(jī)構(gòu)連接的吊帶隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)車(chē)架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)架翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的二根吊帶間距可以調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度的車(chē)架。4） 車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中軟帶不得在懸掛處打滑，不得卷入翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)，軟帶應(yīng)有防滑鎖止功能。5）設(shè)備技術(shù)配置參數(shù)：翻 轉(zhuǎn) 高 度 ： 0mm ～ 3000mm? ?翻 轉(zhuǎn) 角 度 ： 180 °翻轉(zhuǎn)速度： 6m/min（以設(shè)計(jì)為準(zhǔn)）。6） 工藝流程：a）底盤(pán)線為連續(xù)運(yùn)行式板鏈，當(dāng)車(chē)架在線體上運(yùn)行到裝配工位時(shí)，車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)將底盤(pán)夾持吊起，在起吊過(guò)程，保持平穩(wěn)，不能大范圍的晃動(dòng)。b）吊起到一定高度后，將車(chē)架翻轉(zhuǎn)180度后停止;翻轉(zhuǎn)過(guò)程中，不能出現(xiàn)底盤(pán)車(chē)架滑動(dòng)現(xiàn)象，且固定穩(wěn)定。

（二）關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)選型及說(shuō)明

1、翻轉(zhuǎn)頭的設(shè)計(jì)

a 電機(jī)：功率P（KW）=G車(chē)架偏（N）*V翻轉(zhuǎn)（m/min）*（1.2/0.8）/60/1000

注意：G車(chē)架偏（N）≠車(chē)架自身重量，由于在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中車(chē)架的不規(guī)則，重心不穩(wěn)定，所以往往取G車(chē)架偏（N）=0.5*G車(chē)架。

輸出扭矩： Ma= G車(chē)架（N）*0.5W車(chē)架（Wmax=1.2m）

根據(jù)輸出形式選K系列電機(jī)（SEW），功率、輸出扭矩、速度選定電機(jī)型號(hào)：KAF87DRE90L4/M1B/BE2/HF/0°/na=8.2rpm ，M=1740Nm/1.5KW/ fb=1.55 帶制動(dòng)，手動(dòng)釋放;

b 翻轉(zhuǎn)鏈條選型：根據(jù)1.5倍車(chē)架的自身重量動(dòng)載荷選用： GB/T1243-1997? 滾子鏈40B P=63.5 。

2、提升葫蘆的設(shè)計(jì)選型

受車(chē)架在翻轉(zhuǎn)的瞬間沖擊力的影響，Tmax=（1.5～2）*G車(chē)架+2G翻轉(zhuǎn)頭

雙葫蘆設(shè)計(jì)，故取2T的葫蘆2臺(tái) st50e42sm11（斯太爾葫蘆）

3、鋼構(gòu)及承載梁設(shè)計(jì)

立柱：根據(jù)立柱強(qiáng)度校核（歐拉公式），η：壓桿的穩(wěn)定系數(shù)：（PI/μ）2

承載梁：根據(jù)單跨梁計(jì)算校核公式，跨度6米，選25a工字鋼。

總結(jié)：原有翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了提升+翻轉(zhuǎn)的功能，滿足工況的車(chē)架裝配。

二、新型隨行翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

（一）工藝流程及隨行設(shè)備基本參數(shù)要求

1、工藝流程描述：通過(guò)電動(dòng)葫蘆將緩存區(qū)車(chē)架吊裝直接落在底盤(pán)裝配線，放在前后兩個(gè)支架小車(chē)上，依次裝配平衡懸掛、閥類(lèi)、管線路、前橋、后橋、傳動(dòng)軸、供氣單元等，運(yùn)行到底盤(pán)裝配線第5工位時(shí)，底盤(pán)被車(chē)架翻轉(zhuǎn)器吊起翻裝180度后，落到地面底盤(pán)輸送支撐小車(chē)上，空支撐小車(chē)通過(guò)升降機(jī)和移栽機(jī)上升至空中返回線，空臺(tái)車(chē)通過(guò)返回線運(yùn)輸至車(chē)架線上線端，通過(guò)升降機(jī)和移栽機(jī)將空臺(tái)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)至第一工位。如下圖僅供參考：

工藝方案如下圖：

2、隨行設(shè)備基本參數(shù)說(shuō)明

車(chē)架線生產(chǎn)節(jié)拍：7.5min。 工位間距：7m。

工位數(shù)：10工位。 運(yùn)動(dòng)方式：連續(xù)式。

運(yùn)行速度：1m/min，0.8～2變頻調(diào)速。

（二）隨行翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求及特點(diǎn)。a? 為了滿足連續(xù)運(yùn)行的輸送要求，滿足生產(chǎn)節(jié)拍，該翻轉(zhuǎn)機(jī)必須隨行;b? 為了克服常規(guī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不穩(wěn)定，有瞬間加速度行程的沖擊，將原先翻轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化為齒輪翻轉(zhuǎn)：全程翻轉(zhuǎn)勻速圓周運(yùn)動(dòng);在豎直瞬間由夾緊裝置進(jìn)行鎖緊，減少瞬間俯沖動(dòng)量;c? 提升優(yōu)化：采用滑架+配重的方式，導(dǎo)軌限位進(jìn)行升降，與代常規(guī)的葫蘆無(wú)限位的升降方式相比，優(yōu)勢(shì)比較明顯：<1> 在升降的過(guò)程中，X、Y方向的自由度被限制，而且升降過(guò)程是有：?jiǎn)?dòng)—加速—?jiǎng)蛩佟獪p速過(guò)程。這樣可以減少初始和到位狀態(tài)的沖擊力對(duì)設(shè)備自身剛性的危害，滿足變頻調(diào)速的需求;<2>配重的的利用，降低電機(jī)的能耗，節(jié)能減耗;d? 為了滿足工況連續(xù)運(yùn)行的需求，整個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)車(chē)架高位地推鏈的運(yùn)行必須同步、隨行，這對(duì)電氣的控制要求比較高。車(chē)架在翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，整個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在X方向保持與地推鏈勻速同步運(yùn)行，在接車(chē)和放車(chē)（接車(chē)和放車(chē)的臺(tái)車(chē)均有銷(xiāo)定位）準(zhǔn)確性都得以保證。

綜上，新型翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，克服了常規(guī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)多個(gè)缺點(diǎn);對(duì)于輸送智能設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)起到促進(jìn)的效果;同樣對(duì)配套設(shè)備和電氣控制提出了較高的配套要求。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新、輸送設(shè)備的智能制造的發(fā)展起到舔磚加瓦的作用;對(duì)節(jié)能減耗、降噪、降低勞動(dòng)強(qiáng)度起到積極的源頭控制效果;將會(huì)產(chǎn)生較好的社會(huì)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮淑珍.《機(jī)械工程師》2011年第5期—車(chē)架翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

[2] 周華 呂毅 《裝備制造技術(shù)》 2008年04期—汽車(chē)車(chē)架焊接翻轉(zhuǎn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1）JB/T3929-99《通用懸掛輸送機(jī)技術(shù)條件》等國(guó)際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2）GB50270-98《連續(xù)輸送設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》;

3）GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》;

4）GB50231-98《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》;

5）GB50015-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》.

作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)加勇（1977-12-05），男，江蘇省無(wú)錫市，學(xué)歷：本科，職稱(chēng)，中級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。