鄭慧玲，趙偉鵬

（1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，湖北 十堰 442002；2.東風(fēng)商用車有限公司 總裝配廠，湖北 十堰 442002）

駕駛室地拖鏈積放裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)

鄭慧玲1，趙偉鵬2

（1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，湖北 十堰 442002；2.東風(fēng)商用車有限公司 總裝配廠，湖北 十堰 442002）

某裝配廠裝配一車間駕駛室地拖鏈?zhǔn)堑箳焓酵茥U自動(dòng)運(yùn)輸鏈，針對某裝配廠裝配一車間駕駛室地拖鏈存在的一些問題如設(shè)備故障率高、臺車積放可靠性差等問題，進(jìn)行原因分析，對臺車的積放裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過改進(jìn)實(shí)施提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性、安全性，降低設(shè)備故障率，降低設(shè)備日常維修成本。

積放裝置；倒掛式；可靠性；經(jīng)濟(jì)性

輸送設(shè)備種類很多，國內(nèi)常用的有懸掛式閉式鏈；懸掛式開式鏈；積放式懸掛鏈；懸掛電動(dòng)單軌小車系統(tǒng)（電動(dòng)自行小車、電動(dòng)自行葫蘆）；手動(dòng)滑軌；手動(dòng)推車；地鏈及積放式地拖鏈等。

積放式輸送鏈?zhǔn)且环N機(jī)械化程度較高的綜合性空間儲運(yùn)系統(tǒng)。它具有運(yùn)輸、儲存和實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理生產(chǎn)的功能。它能滿足生產(chǎn)的廣泛要求，很容易、平穩(wěn)地與操作工位、裝截、卸載設(shè)備以及生產(chǎn)中各種自動(dòng)化儀器相配合，使載荷在任意工位分別停止，而不必停止整個(gè)生產(chǎn)線。輸送系統(tǒng)的正常運(yùn)行是確保整套設(shè)備工藝目的的實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。積放式輸送鏈系統(tǒng)的任務(wù)是把未處理工件在正常設(shè)計(jì)線速度范圍以內(nèi)均勻、平穩(wěn)、連續(xù)不斷的運(yùn)送到各設(shè)備工藝段，從而使各工藝段的工藝目的完成。整套設(shè)備各工藝段必須由輸送系統(tǒng)的正常工作而連成一工藝設(shè)備整體，以達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)的工作方式。

1 駕駛室地拖鏈現(xiàn)狀分析

1.1 地拖鏈簡介

某裝配廠裝配一車間駕駛室地拖鏈?zhǔn)窃?003年由某設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)并安裝的，是2條用于平頭車駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)分裝、儲運(yùn)的倒掛式推桿運(yùn)輸鏈，儲運(yùn)路線如圖1所示。該地拖鏈有效工作長度為52.6m，儲運(yùn)能力為18臺駕駛室，工藝速度為0.5～4m·min-1，是一條全自動(dòng)運(yùn)輸鏈，主要由傳動(dòng)張緊裝置、直傳裝置、運(yùn)輸鏈條、推頭小車、滑架、滑架軌道、控制系統(tǒng)、積放式駕駛室臺車等幾大部分組成。駕駛室臺車在直段運(yùn)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)自由積放?？刂葡到y(tǒng)設(shè)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2種，操作工只能采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，一般情況下避免操作工進(jìn)行手動(dòng)推車，只有當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，停止系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，才可將臺車前推桿拔起后進(jìn)行手工推車。手動(dòng)控制系統(tǒng)只能在維修人員進(jìn)行維修時(shí)采用。

圖1 駕駛室地拖鏈儲運(yùn)路線圖

駕駛室的分裝和輸送是整車裝配特別重要的環(huán)節(jié)，設(shè)備的可操作性和運(yùn)行可靠性都嚴(yán)重影響著整車生產(chǎn)節(jié)拍，與經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。目前裝配一車間駕駛室分裝線采用的積放式地拖鏈，鏈條上安裝有活動(dòng)推頭，推頭端部的倒鉤與鏈條的運(yùn)行方向一致，并與臺車的前插桿的尾部結(jié)構(gòu)相匹配；臺車的前插桿通過臺車套筒定位，尾部呈中空；后插桿通過固定套與臺車連接，后插桿下部的尾板與所述前插桿尾部中空相匹配，前插桿尾部寬度小于推頭的寬度，后插桿的尾板的寬度遠(yuǎn)小于推桿的中空寬度，且高度與中空高度相適應(yīng)。原理結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 原積放裝置原理結(jié)構(gòu)圖

1．2 問題分析

2010年1～6月對駕駛室地拖鏈的使用狀況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，其結(jié)果如表1所示。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在2010年1～6月里駕駛室地拖鏈，總維修費(fèi)用達(dá)24549元，占了裝配一車間總維修費(fèi)用的30.1%。

表1 駕駛室地拖鏈故障修復(fù)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)元

表2 損壞的各零部件設(shè)計(jì)能力檢測結(jié)果

故障現(xiàn)象主要是積放裝置（包括推頭、推桿和尾桿）的變形或斷裂，對積放裝置各部件均進(jìn)行了強(qiáng)度校核，其數(shù)據(jù)如表2所示，能滿足正常使用的要求。

對故障原因進(jìn)行分析得出：造成積放裝置變形和斷裂的主要原因是后插桿下部的尾板頂住前插桿，尾板不能正常穿過前插桿下部中空使推頭脫離前插桿，造成積放裝置擠壓變形損壞，積放裝置使用可靠性差，因此決定對積放裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

2 方案設(shè)計(jì)

為了提高積放裝置可靠性，改變對接方式，對積放裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。

六壩干、斗、農(nóng)渠總長100.19km、各類建筑物 2050座，大都建于六七十年代，運(yùn)行年限長，老化失修嚴(yán)重，渠道完好率低。標(biāo)準(zhǔn)量水?dāng)嗝嫔?，使測水量水不精確。

圖3 積放裝置結(jié)構(gòu)原理圖

工作原理為：推頭由鏈條帶動(dòng)向前行進(jìn)，推頭與芯軸接觸后，芯軸由推頭帶動(dòng)向前行進(jìn)，芯軸與臺車固定聯(lián)結(jié)，臺車也就與推頭同時(shí)向前行進(jìn)，達(dá)到臺車自動(dòng)行進(jìn)的目的。在整個(gè)輸送鏈中需要停車的位置安裝了停止器，當(dāng)臺車運(yùn)行到停止器處時(shí)，壓頭受到停止器的阻擋向后滑動(dòng)并壓縮彈簧，同時(shí)壓頭后端斜面推動(dòng)推頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使得推頭與芯軸脫離，推頭則從壓頭的底部劃過繼續(xù)向前運(yùn)行，整個(gè)積放裝置連同臺車就停止了下來。當(dāng)停止器打開后，壓頭由彈簧的彈力彈回原位，推頭運(yùn)行到臺車處時(shí)帶動(dòng)臺車前進(jìn)。每輛臺車的尾部也都設(shè)計(jì)了尾桿，當(dāng)運(yùn)行中的臺車遇到前面停止的臺車時(shí)，壓頭受到前車的尾桿阻擋，壓頭向后滑動(dòng)使得推頭與芯軸脫離，不至于發(fā)生兩車相擠的狀況。

2.1 壓頭部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了便于加工，壓頭和小軸分開加工，采用焊接聯(lián)結(jié)。由于小軸需要在蓋板的導(dǎo)向槽中滑動(dòng)運(yùn)行，所以小軸部分設(shè)計(jì)成軸與軸套結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)化軸與導(dǎo)向槽的之間摩擦為滾動(dòng)摩擦。軸端蓋板采用沉頭螺釘固定，使設(shè)計(jì)美觀。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 壓頭設(shè)計(jì)

2.2 芯軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

芯軸由板和軸兩部分焊接而成，在軸中部設(shè)計(jì)一個(gè)螺紋孔，用于軸與臺車上固定套的固定。板上開一個(gè)直徑4mm的孔，用于裝配彈性銷以聯(lián)結(jié)導(dǎo)向軸。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 芯軸設(shè)計(jì)圖

2.3 芯軸設(shè)計(jì)的校核情況

根據(jù)芯軸的受力情況，可將其簡化為簡支梁的形式，其載荷分布圖如圖6所示：

圖6 簡支梁的載荷分布

1）計(jì)算支反力

由平衡方程∑MA=0，可得：

由平衡方程∑MB=0，可得：

已知牽引力

分別代入式（1）～（2）得：

2）建立彎距方程

式中：M1為整根桿任意一點(diǎn)x1處的轉(zhuǎn)矩；M2為當(dāng)x1取最大值b時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩。

3）強(qiáng)度校核

由圖6彎距圖可知

代入a值取10mm，得：

芯軸材料選用45#，許用應(yīng)力［σ］取60MPa,直徑取34mm，則可知其抗彎截面系數(shù)：

則最大彎曲正應(yīng)力：

所以選用直徑為34mm的芯軸，可滿足其強(qiáng)度要求。

2.4 固定套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

固定套結(jié)構(gòu)如圖7所示，在圓筒上開槽，想讓一輛臺車在某一位置單獨(dú)停止時(shí)，可將芯軸連同壓頭向上提起，達(dá)到停車的目的。

圖7 固定套設(shè)計(jì)圖

2.5 設(shè)計(jì)總體圖

整個(gè)積放裝置的設(shè)計(jì)效果圖如圖8所示。

圖8 積放裝置的效果圖

3 結(jié)論

經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，證明這種積放裝置與原來的設(shè)計(jì)相比，穩(wěn)定性好，停車精度高，可以避免因脫鉤而引起的連續(xù)跟車的故障的發(fā)生；制作、調(diào)整、維修、保養(yǎng)十分方便；系統(tǒng)運(yùn)行可靠性大，有效地保證系統(tǒng)在不同負(fù)荷情況下的正常運(yùn)行。從而減少了維修費(fèi)用和故障時(shí)間，大大降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］劉鴻文.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［2］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［3］余善芬.新型地拖鏈的設(shè)計(jì) ［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2002（10）：23-27.

［4］王永利.積放鏈輸送系統(tǒng)在推土機(jī)結(jié)構(gòu)件涂裝線中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝，2012（1）：55-59.

Improved Design of Accumulation Devices for Cab Ground Towline

Zheng Huiling1,Zhao Weipeng2
(1.School of Mechanical Engineering，Hubei University of Automotive Technology,Shiyan 442002,China; 2.Assembly Plant,Dongfeng Commercial Vehicle Co.Ltd，Shiyan 442002,China)

The ground towline in No.1 cab of an assembly plant is an upside-down plunger automatic transport chain.The problems existed in the process of ground towline running were analyzed such as the high failure rate of equipment,the poor reliability of trolley accumulation.The design of the trolley accumulation devices was improved to increase the reliability,security of the devices,and reduce the routine maintenance costs.

accumulation device;upside down style;reliability;economy

TH18

A

1008-5483（2014）01-0047-04

2013-11-06

鄭慧玲（1985-），女，湖北十堰人，碩士，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論方面的研究。

10.3969/j.issn.1008-5483.2014.01.0012