减少挖掘机动臂盖板装焊间隙的新方法

谢日东

摘要：文章针对挖掘机动臂装焊时，盖板与侧板之间的间隙过大的问题，以玉柴YC60型挖掘机动臂作案例，结合案例的原因分析、装焊方法改进验证等数据分析，从而总结出减少挖掘机动臂盖板装焊间隙的新方法。

关键词：挖掘机动臂；盖板；侧板；装焊间隙

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0082-03

YC60型挖掘机动臂（以下简称：动臂）是YC60系列液压挖掘机的主要结构件之一，由于在焊接过程中，挖掘机动臂的盖板与侧板间的间隙有严格的要求，如间隙大于1.5mm时，就会影响到后续的焊接质量，严重时会导致动臂焊缝开裂，从而使整机性能受到影响。本文就如何减少动臂盖板装配间隙的新方法加以详述。

1 原减少动臂盖板间隙的工艺方法简介

动臂主体结构由左、右侧板和上、下盖板组成，如图1所示：

图1 YC60动臂结构示意图

以前为了保证盖板与侧板间的宽度尺寸，我们在装焊动臂上、下盖板的时候，都是依靠普通的C形夹具，用人力敲打C形夹具，使其夹紧动臂上、下盖板，从而消除间隙，让上、下盖板与侧板间的宽度尺寸满足装焊要求。原来的装焊方法如图2所示：

图2 原减少动臂盖板装配间隙示意图

由于板材的原因，每批制造盖板的原材料回弹系数都不一样，因此盖板成型时外形尺寸会出现误差。当盖板成型时的误差较大时，普通C形夹无法将盖板与侧板间的间隙消除，并且在使用一段时间后，会由于普通C形夹磨损，或者放置位置不当，从而很难保证动臂侧板与上、下盖板间的宽度尺寸。

通过以上数据看出2012年生产的YC60动臂盖板与侧板的间隙合格率极低，原工艺方法并不能有效减少动臂盖板装配间隙。

2 工艺改进方案

为了解决上述问题，对这一生产制造过程做现状分析后，决定对动臂盖板定位夹具结构进行攻关，最终设计出一个新型动臂盖板定位夹紧装置，如图3和图4所示：

1.螺栓；2.夹块1；3.C形夹；4.夹块2；5.螺母；6.连接头；7.吊耳；8.销轴；9.防松螺母；11.液压油缸；12.电动液压泵

图3 夹紧装置主视图

10.导向轴

图4 夹紧装置主视图

这个新型动臂盖板定位夹紧装置的工作原理是这样的：

（1）把此动臂盖板定位夹紧装置用在动臂装焊模上，确定上、下盖板间的宽度尺寸，使动臂的外形在装配中正确。

（2）夹块2在液压油缸的牵引下：当液压油缸伸长时，通过导向轴的导向作用，确定夹块1与夹块2之间的宽度尺寸，使动臂上、下盖板间的宽度在装配中正确，所以导向轴的长度尺寸不小于液压油缸的行程；当液压油缸收缩时，通过导向轴的导向作用，使夹块2完全收缩到与动臂脱离接触，使动臂在装配完成后容易退模。

（3）调整好夹块1、夹块2与动臂盖板的相对位置，确保动臂盖板定位夹紧装置在使用过程中不会与动臂主体相对运动，避免影响到装配尺寸的正确性。

（4）夹块1与夹块2在装配中配合：夹块1夹紧动臂上下盖板，使动臂上、下盖板在装配中宽度尺寸得到保证。

（5）在装配完成后，首先使液压油缸收缩，在液压油缸的牵引下，然后夹块2松开，使夹块1与夹块2均与装配好的动臂脱离接触，就可以将动臂盖板定位夹紧装置吊离。

3 新工艺方法实施与验证

经过1个多月的制作与试装，最终成功研制出一个新型动臂盖板定位夹紧装置，如图5所示：

图5 动臂盖板定位夹紧装置主体结构图

图6 新装置使用效果图

在与原来普通的C形夹具相比的情况下，新型动臂盖板定位夹紧装置由于采用了液压驱动，在装配的过程中可不借助人力，就可以轻松将动臂盖板与侧板之间的间隙消除，满足工艺要求。在动臂装焊完成后，使液压油缸反向动作，可不借助人力即可将夹块2松开，从而实现夹紧装置与动臂的分离，提高了工件质量，加快了液压挖掘机动臂的产出。

通过以上数据看出采用了新型动臂盖板定位夹紧装置后，新生产的动臂体盖板与侧板的间隙合格率已经达到了100%。

4 结语

按新工艺方案实施装焊后，经过一段时间的验证，发现新装焊的动臂盖板与侧板的间隙均已在合格范围内，为后续的焊接质量提供了坚实的基础。证明新制作的夹紧装置是可行的，在动臂的装焊效率与焊接的质量上都起了很大的改善作用。此外，该工艺方法可推广到同样因盖板装焊间隙过大而影响焊接质量的其他机型动臂，也可推广至装焊间隙过大的其他相近结构产品。

参考文献

[1] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，1992.

[2] 机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.