徐 亮 熊 強

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一種機柜裝艙通用工裝的設計

徐 亮 熊 強

（北京無線電測量研究所，北京 100854）

根據雷達結構總裝過程中機柜裝艙困難的情況，分析機柜裝艙過程的特點，提出了一種通用的機柜裝艙解決方案，并設計了機柜裝艙工裝。該工裝集機柜進艙與機柜在艙內移動與安裝就位為一體，大大降低了機柜裝艙過程的勞動強度，提高了裝配效率。同時，將機柜裝艙過程精細化，保障了裝配過程的安全平穩(wěn)。

機柜裝艙；工裝；設計

1 引言

在雷達結構總裝過程中，機柜裝艙是一項重要的工作。其主要包含：機柜進艙，即將機柜安全平穩(wěn)地跨過艙門，進入艙內；機柜安裝就位，機柜進艙之后，需轉運到指定安裝位置，使用指定的安裝方式進行機柜安裝。目前的實際機柜裝艙過程存在以下共性特點，導致該過程變得較困難。

a. 機柜普遍較重，多在100～300kg之間，整個機柜裝艙過程中搬運勞動強度大。

b. 機柜高度多數僅比艙門矮約100～200mm，有的甚至大于艙門高度，導致機柜進艙困難。目前主要通過天吊將機柜吊至門口，部分搭進艙門，再靠人力搬運進艙。

c. 機柜在艙內布局緊湊，人和搬運設備的操作空間有限；此外，機柜表面基本無手持施力點，導致機柜在艙內周轉、移動困難。目前，艙內可用的設備僅有墊塊、滾杠等簡單的輔助工具，大量操作需多人協(xié)同操作。

d. 機柜安裝落位方式多樣，基本以下部安裝減震器為主。但減震器間距各型號各機柜都有差異，減震器高度基本都小于90mm。目前機柜安裝落位基本靠人力操作為主，無可用的輔助設備。

大量高強度人力參與的裝配過程，必然對人身安全、設備安全造成威脅。在小空間中的操作還容易出現(xiàn)對其他設備及艙內地面的磕碰、刮蹭等危險。同時，整個裝配過程需要操作人員多，效率低下。此種純手工的現(xiàn)場機柜裝艙模式已儼然越來越不適應目前大量批產型號對于快速精確裝配的需求，亟需引入輔助裝配工裝，解決目前機柜裝艙困難的問題。

機柜裝艙過程動作復雜，操作空間局限大，目前，市場上還沒有針對此類應用的通用設備。本文從機柜裝配全過程考慮，提出一種集機柜進艙、艙內機柜搬運與準確安裝落位為一體的輔助工裝的實現(xiàn)方法。但是考慮到各型號機柜尺寸各異，安裝方式也各不相同，要實現(xiàn)針對所有型號的通用機柜進艙與安裝設備，在現(xiàn)階段不具有可行性。以典型的、符合以上共性特點的批產型號X系列艙的機柜安裝方式為主，提出了一種具有一定通用性的機柜進艙與安裝輔助工裝的解決方案。

2 結構方案設計

2.1 結構整體方案

本文提出將機柜進艙與機柜移動、安裝落位過程分開，兩套工裝協(xié)助配合的結構解決方案。結構整體示意圖如圖1所示。

圖1 機構裝艙設備結構整體示意圖

該工裝分為進艙導軌和艙內搬運車兩部分。進艙導軌跨過艙門，從艙外連接到艙內地面。進艙導軌包含一組固定式導軌和一組沿導軌可滾動的軌上小車組成。該工裝可將機柜從艙外平滑地送入艙門內。在艙內，艙內搬運車自帶升降功能且能萬向移動，可以將機柜搬離進艙導軌、轉運到指定位置、完成機柜準確落放等。

2.2 進艙導軌

進艙導軌分為導軌車和軌上小車兩大部分組成。導軌車為輪式結構，可以自由移動到需要的位置。工作時，使用螺旋支撐腿支撐固定。導軌車上導軌組選用槽鋼加工而成，分為左右兩段平行布置，并通過中間兩連接板連接。在進艙導軌最遠端，留置了中間間隙，可用于布置艙內搬運車，進而進行機柜的轉移。

軌上小車采用超低式設計，選用了最小型的聚氨酯叉車輪。工作時將軌上小車輪子陷入導軌中，盡量減少進艙導軌的整體高度，有效地減少了對有限的艙門高度的占用，最少占用高度為78mm。另外，軌上小車與導軌車遠端一樣使用了U型結構，其兩貨叉內側間距達360mm，給艙內搬運車留有足夠的操作空間。

2.3 機柜艙內搬運車

機柜艙內搬運車是本工裝設計的難點。能夠實現(xiàn)萬向移動和升降的設備很多，實現(xiàn)的原理也多種多樣，但是用于安裝機柜的減震器間隙寬度最小僅310mm，高度約90mm，在這個空間中能夠實現(xiàn)載重100～300kg、能萬向移動、通過升降能達到70～110mm高度范圍的設備目前市面上還沒有。

綜合考慮蝸輪蝸桿、超薄型千斤頂、升降氣囊等多種結構方案優(yōu)缺點，同時考慮結構可靠性、操作便捷性等方面的因素，設計的機柜艙內搬運車沿用通用的手動液壓搬運車的結構原理，選取最小型的市售液壓搬運車進行小型輕量化的結構改裝設計。在保證液壓升降范圍為60～150mm的同時，將其貨叉板外側寬度由原來的380mm縮小至300mm，長度上由原來的800mm縮小至550mm，整體轉彎半徑由原來的1000mm縮小至800mm。為滿足更多機柜尺寸的要求，在搬運車上可以選裝長700mm或更長的加長貨叉板。

經改裝的機柜艙內搬運車能夠進行機柜在艙內的轉運和準確安裝落位。與進艙導軌配合使用，可以做到機柜進艙與安裝全過程的人力輔助。

3 應用分析

本文設計的機柜裝艙工裝，可以滿足X系列艙的機柜裝艙要求，并且已經獲得了實際應用。該工裝實物見圖2。使用本工裝進行機柜裝艙過程見圖3。

圖2 機柜裝艙工裝實物

圖3 機柜裝艙過程

a. 架設設備。將工裝設備移動至艙門位置，導軌遠端伸入艙門內，將艙內搬運車貨叉伸入導軌間間隙中間，做好機柜裝艙準備。

b. 吊放機柜。使用廠房內天吊吊起欲裝艙的機柜，平穩(wěn)地放置于進艙導軌的軌上小車合適位置上。

c. 機柜進艙。將機柜沿導軌平穩(wěn)的推入艙門內，待機柜整體越過艙門后，即完成機柜進艙。

d. 機柜轉移。使用機柜艙內搬運車插入機柜底部，升起貨叉板，將機柜托離進艙導軌，完成機柜從進艙導軌到艙內搬運車的平穩(wěn)過渡。

e. 移動到位。萬向移動機柜艙內搬運車到指定的機柜安裝位置，將貨叉板插入減震器間隙中間，使機柜處于減震器的安裝孔正上方，完成機柜的移動到位。

f. 準確落位。降下機柜艙內搬運車的貨叉板，機柜自然放置于減震器上，與搬運車脫離，完成機柜的自動準確落位。

經過工程實際應用測試，本工裝能夠滿足X系列艙的機柜裝艙要求，具有以下特點：

a. 全過程輔助裝配，大大降低勞動強度。機柜進艙、機柜在艙內移動、機柜到達指定位置落位以及過程之間的機柜支撐轉換，都完全靠工裝實現(xiàn)。以前需至少4人才能完成的過程現(xiàn)在僅需2人即可輕松完成，大大降低了勞動強度。

b. 操作便捷靈活。軌上小車在導軌上滾動靈活，放置上機柜后也能很輕松實現(xiàn)機柜的進艙。機柜進艙后，依靠機柜艙內搬運車的操作把手，可以便捷輕松地實現(xiàn)機柜在艙內的轉移、位置調整以及準確落位等。

c. 有效保障了裝配過程安全。進艙導軌的使用，使得進艙過程平穩(wěn)，降低了機柜與艙體的潛在磕碰危險。機柜艙內搬運車能夠將機柜直接落置于減震器的安裝位置上，有效避免了機柜與艙內設備、減震器之間的磨蹭、刮擦等，有效保障了裝配過程的安全。

d. 較好的通用性。本工裝本身實現(xiàn)原理具有通用性。為了滿足盡量多種尺寸規(guī)格的機柜裝艙，在結構尺寸上進行了最小化設計，可通過外加可選配的支撐板擴展。只要機柜下部減震器安裝方式與X系列艙內機柜相似，都可以考慮使用本工裝。

4 結束語

經生產實踐驗證，本機柜裝艙工裝可以很好地輔助完成X系列艙的機柜裝艙過程。此外，其具有通用性的實現(xiàn)方法，也可以擴展到其他型號不同機柜的裝艙應用中。利用本工裝輔助機柜裝艙，大大降低了勞動強度，減少了該裝配過程對于人力的高度依賴，提高了車間裝配效率。同時，本工裝的投入使用，也將機柜裝艙過程從粗放式向精細化轉變，提高了裝配過程的安全性、平穩(wěn)性和準確性。

A Designing Method of General Process Equipment Used for Assembling Cabinet into Shelter

Xu Liang Xiong Qiang

(Beijing Institute of Radio Measurement, Beijing 100854)

According to the status on being difficult to assembly cabinet into shelter in the final assembly of radar, a general solution was presented by analyzing the characteristics of the process of assembling cabinet into shelter, and a kind of process equipment used for assembling cabinet into shelter was also designed. The process equipment set cabinet entering, moving and assembling in a shelter as one, by which the labor intensity of assembly was reduced immensely and the assembly efficiency was improved. Another advantage of the process equipment was to make the assembling cabinet into shelter more meticulous, which would ensure the assembly process safe and steady.

assembling cabinet into shelter；general process equipment；designe

2017-05-05

徐亮（1975），高級工程師，航空宇航制造工程專業(yè)；研究方向：雷達總裝工藝。