張海東　羅陸昌

摘 要：液壓可移動(dòng)雙箱吊具的雙箱移動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)吊具的核心部件之一，其裝配作業(yè)空間狹小，需要多次用到行車(chē)起吊零部件，對(duì)其它工位的正常作業(yè)造成影響。由于裝配的空間限制，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也影響了裝配質(zhì)量。而采用模塊化裝配工藝，通過(guò)使用工裝夾具，將原裝配工序分解，解決了裝配空間不足、裝配效率低等問(wèn)題，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了裝配質(zhì)量，縮短了吊具的總裝周期。

關(guān)鍵詞：液壓雙箱吊具 雙箱移動(dòng)系統(tǒng) 模塊化 裝配工藝

Research on Modular Assembly Technology of Double-box Moving System of Hydraulic Mobile Double-box Spreader

Zhang Haidong Luo Luchang

Abstract：The double-box moving system of the hydraulic movable double-box spreader is one of the core components of the entire spreader. Its assembly workspace is small， and it needs to use crane lifting parts many times， which will affect the normal operation of other stations. Due to the space limitation of assembly， the labor intensity of workers is increased， and the assembly quality is also affected. The modular assembly process is used to decompose the original assembly process using tooling fixtures， which solves the problems of insufficient assembly space and low assembly efficiency， reduces labor intensity of workers， ensures assembly quality， and shortens the final assembly cycle of the spreader.

Key words：hydraulic double-box spreader， double-box mobile system， modularization， assembly process

1 模塊化裝配工藝的概述

模塊化裝配就是將整機(jī)定義為由幾個(gè)主要部件組成，首先將這幾個(gè)部件預(yù)先組裝起來(lái)，成為幾個(gè)模塊，然后在總裝線上將這些模塊裝配起來(lái)。根據(jù)流水式標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的要求，將串行式生產(chǎn)流程改為并行式生產(chǎn)流程，有利于消除瓶頸工序，進(jìn)而縮短整機(jī)的裝配周期。同時(shí)也可提高部件的裝配質(zhì)量，便于實(shí)現(xiàn)裝配的工裝化、自動(dòng)化。模塊化裝配反作用于設(shè)計(jì)層面，又能推動(dòng)模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展。目前，模塊化裝配已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、工程機(jī)械，軍工裝備等裝備制造行業(yè)。

2 液壓雙箱吊具的雙箱移動(dòng)系統(tǒng)

吊具的雙箱移動(dòng)系統(tǒng)由中間吊點(diǎn)裝置和雙箱平移機(jī)構(gòu)組成。雙箱平移機(jī)構(gòu)上中的小橫梁和移動(dòng)油缸與吊具底梁主結(jié)構(gòu)相連。如圖1所示。

中間吊點(diǎn)裝置由對(duì)稱的四個(gè)吊點(diǎn)組成，分布于吊具底梁主結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。每個(gè)釣吊點(diǎn)主要由移動(dòng)架、轉(zhuǎn)銷(xiāo)箱機(jī)構(gòu)、中間升降油缸裝置等組成。其中轉(zhuǎn)銷(xiāo)箱機(jī)構(gòu)又由轉(zhuǎn)銷(xiāo)、轉(zhuǎn)柄，轉(zhuǎn)銷(xiāo)護(hù)套、頂銷(xiāo)、轉(zhuǎn)銷(xiāo)油缸等組成。同側(cè)的兩個(gè)吊點(diǎn)裝配后，轉(zhuǎn)銷(xiāo)的中心距離有公差要求。中間吊點(diǎn)裝置通過(guò)下推桿與雙箱平移機(jī)構(gòu)相連，沿著底梁主結(jié)構(gòu)上的導(dǎo)軌作平行移動(dòng)。

雙箱移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由下推桿、小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動(dòng)油缸等組成。下推桿的一端與雙箱移動(dòng)油缸由連接銷(xiāo)軸組件相連，小橫梁Ⅰ、Ⅱ用于支撐下推桿和雙箱移動(dòng)油缸等，下推桿由壓板組件固定其軌道，可以在小橫梁上做平移運(yùn)動(dòng)。如圖2所示。

此種吊具的亮點(diǎn)在于它具有單箱、雙箱兩種工作狀態(tài)，吊具電氣系統(tǒng)可控制吊具在工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中自動(dòng)完成各動(dòng)作。雙箱移動(dòng)系統(tǒng)正是這一關(guān)鍵功能的核心部件。

3 傳統(tǒng)裝配方式存在的問(wèn)題

3.1 傳統(tǒng)吊點(diǎn)裝置的裝配

傳統(tǒng)的裝配方式是四個(gè)吊點(diǎn)裝置分別裝配，然后再將其裝配至底梁主結(jié)構(gòu)上。

由于移動(dòng)架和轉(zhuǎn)銷(xiāo)箱均是焊接件，成形后的誤差較大，就會(huì)偶爾出現(xiàn)裝配后尺寸、形位超差的情況。一旦出現(xiàn)這種情況，就要在總裝工位上調(diào)整或者拆下來(lái)調(diào)整。在總裝工位調(diào)整就會(huì)影響總裝的進(jìn)度，拆下來(lái)調(diào)整又會(huì)出現(xiàn)一次調(diào)整不到位而需要反復(fù)調(diào)整的情況。

3.2 傳統(tǒng)雙箱平移機(jī)構(gòu)裝配

傳統(tǒng)的雙箱平移機(jī)構(gòu)裝配，是先裝配小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ，因?yàn)樗瞧溆嗔慵某休d體。然后從底梁主結(jié)構(gòu)的中間空檔中吊裝下推桿，由于下推桿的整體寬度大于底梁主結(jié)構(gòu)的中間空檔，所以起吊時(shí)，下推桿必須傾斜，一端從小橫梁中間穿過(guò)，然后再把下推桿調(diào)整至水平狀態(tài)，調(diào)整其水平位置后，將其放置在下橫梁上。然后吊裝平移油缸，裝銷(xiāo)軸，銷(xiāo)軸卡板、減模塊壓板等小零件。整個(gè)過(guò)程需要四次吊裝，出于安全考慮，吊裝時(shí)其他裝配工位需要暫停作業(yè)。在裝配減摩塊壓板、銷(xiāo)軸組件和壓板組件時(shí)，工人需在底梁主結(jié)構(gòu)里蹲姿作業(yè)或者鉆到底梁下面半蹲仰姿作業(yè)。這些都導(dǎo)致裝配效率低下。

雙箱移動(dòng)系統(tǒng)的裝配本身就比較復(fù)雜繁瑣，再加上傳統(tǒng)裝配方式的缺陷，導(dǎo)致其成為吊具整機(jī)裝配的瓶頸工序。

4 模塊化裝配總體方案

雙箱移動(dòng)系統(tǒng)模塊化裝配工藝的思路是將吊點(diǎn)裝置與雙箱平移機(jī)構(gòu)的裝配從總裝工序中剝離，利用合適的工裝夾具，在預(yù)裝工位分別裝配。然后再將裝配好的模塊串入整機(jī)裝配。

4.1 吊點(diǎn)裝置的模塊化裝配方案

根據(jù)吊點(diǎn)裝置在吊具整機(jī)中的工作環(huán)境，制作出一套預(yù)裝工裝，工裝具有底梁主結(jié)構(gòu)同樣尺寸的上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌，可以完全模擬出中間吊點(diǎn)在底梁主結(jié)構(gòu)上裝配的工況。如圖3所示。

在此工裝上完成四個(gè)吊點(diǎn)裝置的裝配，包括移動(dòng)架配對(duì)、轉(zhuǎn)銷(xiāo)箱機(jī)構(gòu)裝配、中間升降油缸裝置裝配等。并在此工裝上完成裝配結(jié)果的檢測(cè)，裝配誤差的調(diào)整。經(jīng)檢測(cè)合格后，從工裝上取下來(lái)，直接轉(zhuǎn)至吊具總裝工位，將四個(gè)吊點(diǎn)裝置裝至底梁主結(jié)構(gòu)上。

4.2 雙箱平移機(jī)構(gòu)的模塊化裝配方案

雙箱平移機(jī)構(gòu)的零件較多，且較為分散，對(duì)裝配位置要求較高。其模塊化裝配的思路就借助一個(gè)剛性的工裝托架，將平移機(jī)構(gòu)中的下推桿、小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動(dòng)油缸按照在吊具中的相對(duì)位置固定在工裝托架上，考慮到裝配時(shí)的實(shí)際情況，工裝還應(yīng)具有移動(dòng)和升降功能。方案如圖4所示。

1）小橫梁Ⅰ和小橫梁Ⅱ的定位是其它各零件定位的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，其端部的腰形孔就是雙箱平移機(jī)構(gòu)與底梁主結(jié)構(gòu)連接的接口。由于腰形孔的方向是機(jī)構(gòu)的寬度方向，所以寬度方向在托架上只采用粗定位，機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度方向的定位要求較高，因此在托架上采用專用的定位塊定位，且用偏心夾具夾緊。托架上還設(shè)計(jì)有導(dǎo)向板，在托架起升過(guò)程中，引導(dǎo)小橫梁端部腰形孔和底梁主結(jié)構(gòu)上的安裝孔對(duì)齊。

2）雙箱移動(dòng)油缸采用固定在托架上的V型塊定位，以保證其中心線與下推桿中心線重合。便于安裝連接銷(xiāo)軸組件。

3）下推桿根據(jù)定位好的小橫梁Ⅰ和小橫梁Ⅱ，直接裝到小橫梁上面的導(dǎo)軌槽里，壓板組件將其固定。下推桿的尾部也各有一個(gè)定位板，目的是控制預(yù)裝時(shí)整個(gè)平移機(jī)構(gòu)的總長(zhǎng)。否則平移機(jī)構(gòu)從底梁柱結(jié)構(gòu)下方通過(guò)升降裝置起升時(shí)會(huì)與底梁主結(jié)構(gòu)干涉。此定位板的作用就是把整個(gè)平移機(jī)構(gòu)的實(shí)際總長(zhǎng)進(jìn)行“壓縮”，以避開(kāi)與底梁主結(jié)構(gòu)的干涉點(diǎn)。在平移機(jī)構(gòu)升至安裝位置，還是要恢復(fù)其實(shí)際總長(zhǎng)的，故此在下推桿的翼板外側(cè)設(shè)計(jì)安裝了四個(gè)微型直流電動(dòng)推桿，通過(guò)推動(dòng)下推桿的翼板，恢復(fù)其實(shí)際長(zhǎng)度，也就是將雙箱移動(dòng)油缸的安裝孔推至安裝位置。

4）工裝的升降靠的是一套液壓剪式升降機(jī)構(gòu)，自帶一臺(tái)小型蓄電池液壓站為其提供動(dòng)力。蓄電池同時(shí)為直流電動(dòng)推桿提供電能。工裝的升降、電動(dòng)推桿的伸縮控制按鈕，集成在一個(gè)有線遙控器上，操作方便靈活。

5）工裝的底部裝有萬(wàn)向輪，方便工裝從預(yù)裝工位到吊具總裝工位之間移動(dòng)。避免使用行車(chē)起吊，也方便平移機(jī)構(gòu)在底梁主結(jié)構(gòu)下面裝配時(shí)姿態(tài)的調(diào)整。

雙箱平移機(jī)構(gòu)的模塊化裝配就是設(shè)計(jì)了一個(gè)可移動(dòng)升降的工裝托架，工人在總裝線之外預(yù)裝工位對(duì)各零件進(jìn)行裝配，調(diào)整下推桿導(dǎo)軌與壓板之間的間隙，檢測(cè)裝配后兩個(gè)油缸安裝孔的距離，檢測(cè)下推桿翼板位置是否與吊點(diǎn)上接口尺寸一致。然后將工裝托架移至底梁主結(jié)構(gòu)下面，起升至裝配位置，如圖5所示。把小橫梁Ⅰ、小橫梁Ⅱ和雙箱移動(dòng)油缸裝配至吊具底梁主結(jié)上。如圖6所示。在零件裝配階段不會(huì)對(duì)總裝造成影響，工人可以在比較舒服的位置進(jìn)行操作，提高了裝配效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了裝配質(zhì)量。

5 總結(jié)

通過(guò)對(duì)液壓雙箱吊具雙箱移動(dòng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)裝配工藝進(jìn)行分析，找出了在裝配雙箱移動(dòng)系統(tǒng)時(shí)存在的頻繁起吊、裝配調(diào)整不便、影響吊具的總裝周期等問(wèn)題，根據(jù)雙箱移動(dòng)系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出模塊化裝配工藝。采用合適的工裝夾具分別完成吊點(diǎn)裝置和雙箱移動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配，二者在預(yù)裝工位完成各自的安裝、調(diào)整工作，使之在吊具總裝工位可直接裝配，同時(shí)也保障了裝配質(zhì)量?？s短了吊具的總裝周期。

目前在港口機(jī)械行業(yè)，模塊化設(shè)計(jì)正受到重視，作為工藝設(shè)計(jì)人員，也應(yīng)該多去思考使用模塊化裝配。必要時(shí)采用工裝夾具，就可以大大提高裝配效率，降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬貝方，李斌.總裝工藝模塊化裝配設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)工藝與材料，2010（10）：6-13.