摆杆与滑橇转挂结构的变形分析及尺寸计算

2015-07-27窦志远秦皇岛烟草机械有限责任公司河北秦皇岛066000

山东工业技术 2015年6期

关键词：电泳长度尺寸

窦志远（秦皇岛烟草机械有限责任公司,河北秦皇岛066000）

摆杆与滑橇转挂结构的变形分析及尺寸计算

窦志远
（秦皇岛烟草机械有限责任公司,河北秦皇岛066000）

本文主要通过分析摆杆输送系统在输送车身过程中转挂结构所发生的常见配合干涉问题，对转挂结构上滑橇支杆的长度进行了尺寸计算，得到最佳尺寸，给出防范措施，进而减少转挂干涉，以便后期维护保养。

滑橇；摆杆；干涉；变形

摆杆输送车身广泛应用于汽车涂装生产线，其作用主要为承载焊装白车身进行前处理及电泳等工艺处理，设备运行精度高，广泛适用于大批量生产。车身锁紧在滑橇上，通过滚床输送到前处理工艺入口，再转挂到摆杆上，滑橇和摆杆之间的转挂机构不仅能够承受滑橇和车身，而且还要通电保证电泳线的工艺，因此，转挂结构的稳定性是保证车身能够顺利通过并完成前处理电泳线的重要因素。

1摆杆输送系统

1.1摆杆结构

摆杆输送系统由两条同步运行的链条和“U”型摆杆、驱动单元、张紧单元、输送链、进口辊床、出口辊床、入口塔、出口塔、轨道系统、接油槽系统、润滑系统、钢结构等部分组成，行走机构位于槽体上方两侧（有效的避免输送链油滴污染车身），出入槽角度最大可达45°（大大减轻车顶气袋现象），具有自动装卸功能。这不仅缩短了前处理、电泳线的工艺长度，节约了槽体空间，更降低了工程建设投资和生产过程中维修保养费用。同时，其行走轨道布置在槽体两侧，并配置接油装置，大大减少摆杆输送链对槽液的污染，而且便于后期维修保养，提高劳动生产率。

1.2转挂结构功能

白车身从焊装生产线出来，经过锁紧装置将白车身和滑橇紧密的结合在一起，然后通过转挂设备过度到摆杆上，进行前处理电泳等一系列工艺处理，转挂位置有前处理、电泳入口和出口，共四处，转挂频繁，极易发生故障。

因此，要求摆杆和滑橇之间的转挂结构必须有一下几点功能：

（1）该结构要保证滑橇进出摆杆的流畅；

（2）白车身和滑橇侵入槽液时受浮力作用，很容易脱离摆杆，因此还要能够具有防脱离作用；

（3）摆杆和滑橇的输送姿态不唯一，所以要求转挂结构需要不完全锁紧。

1.3转挂结构组成及原理

摆杆和滑橇转挂结构组成，工作原理为：出入槽时，摆杆受重力作用保持垂直状态不变，滑橇以摆杆支杆为中心轴旋转，摆杆挡铁旋转到滑橇挡板上方，这样滑橇挡板就可以阻挡滑橇脱离。

2转挂结构干涉分析

在滑橇和摆杆转挂过程中，摆杆支杆和滑橇挡板经常受到损坏发生变形，直接造成滑橇落不正摆杆、脱离摆杆等事故，现具体分析其影响因素。

2.1干涉关键尺寸

随着白车身不断进出槽体，滑橇支杆和滑橇之间摩擦频繁，滑橇支杆会逐渐缩短，因此实际应用时为了保持滑橇支杆长度在符合生产的范围内，会在摆杆支杆的顶端安装顶帽（其中根据工艺和环境等因素综合考虑，前处理采用聚氨酯顶帽，电泳采用铜帽），同时仍需要定期更换顶帽来保证滑橇支杆的高度。

另外，在忽略其他微小变形的情况下，摆杆支杆和滑橇之间摩擦为最大变形处，即滑橇支杆长度为转挂结构干涉的关键尺寸。因此，滑橇支杆长度应该有一个满足正常生产的合理范围。

2.2滑橇支杆长度在允许误差范围内

在允许误差范围内时，滑橇和摆杆正常配合，滑橇支杆独自承受滑橇和白车身的重量，不会发生干涉变形。

2.3滑橇支杆长度小于允许误差下限

当滑橇支杆长度刚刚开始小于允许误差时，无论是水平行走还是出入槽体时，摆杆支杆和摆杆挡铁共同承受滑橇和白车身所给的压力，摆杆挡铁对滑橇支杆的力N方向。

随着摆杆出入槽体，出入槽角度为45°，滑橇支杆受力方向在90°之间不断循环，摆杆支杆向上弯曲。随着摆杆支杆顶端不断的磨损，滑橇支杆长度每减少1mm，摆杆支杆向上变形将增加1mm。滑橇支杆有向上折断的趋势。当滑橇支杆长度继续减少，在出入槽体时，滑橇行走梁将和摆杆横梁发生干涉，滑橇受力滑橇支杆有向下折断的趋势。

2.4滑橇支杆长度大于允许误差上限

当滑橇支杆长度大于允许误差时，滑橇支杆独自受滑橇所给的压力，摆杆挡铁不会和摆杆支杆发生干涉。但是在摆杆出入槽时，摆杆挡铁和滑橇挡板发生干涉，滑橇支杆将受摆杆叉子压力N，压力方向为发生干涉时摆杆叉子垂直摆杆支杆的方向，发生干涉时摆杆支杆受力范围在α之间，摆杆支杆向下弯曲，滑橇挡板向外侧变形。因此，通过控制滑橇支杆长度可以有效的避免摆杆和滑橇之间的干涉，下面通过对滑橇支杆进行尺寸计算，意在得到满足生产的滑橇支杆尺寸。

3　滑橇支杆尺寸计算

3.1尺寸计算前提

计算H值首要前提就是无论水平行走还是出入槽体，都要避免转挂结构发生以下三种干涉情况：

（1）摆杆支杆和摆杆挡铁之间干涉；

（2）摆杆挡铁和滑橇挡板之间干涉；

（3）摆杆横梁和滑橇行走梁之间干涉。

3.2滑橇水平行走时

当H值增大，摆杆支杆不会和任何部分发生干涉。但当H值减少，摆杆挡铁和摆杆支杆距离将减少，减少到零时便会发生干涉，为避免干涉，需要满足公式1。

3.3滑橇出入槽体时

当H值增大，摆杆挡铁和滑橇挡板距离将减少，减少到零时便会发生干涉，为避免干涉，需要满足公式2。

当H值减少,滑橇行走梁和摆杆横梁之间距离将减少，减少到零时发生干涉，为避免干涉，需要满足公式3。

最后，综合公式（1）、（2）、（3）可得到H值的安全范围，即

H值标准值为222mm，也就是说，H值的可允许误差范围为[-7.5mm,10.5mm]。

3.4尺寸验证

电泳滑橇和摆杆尺寸配合部分尺寸数据（单位：mm）

为了验证计算所得H值范围结论，随机分别抽取现场10个电泳滑橇和摆杆进行测量，所测数据如表所示。

通过测量数据可以发现，除了H值，其余所有尺寸波动范围都在±3mm以内，从而证明了H值对摆杆和滑橇配合的影响最大，生产维护时，只要保证H值在允许误差范围内就可以大大减少滑橇和摆杆之间的干涉问题。

4　维护措施

在实际现场，通过观察摆杆支杆变形损坏情况可以发现，大部分支杆都是向下弯曲，进而发生折断，因此，可以得到结论，实际生产中，滑橇支杆顶帽的磨损对摆杆和滑橇干涉影响最大。针对顶帽的磨损，应当定期检查摆杆H值，及时更换尺寸发生变化较大的顶帽，并做记录，更换的顶帽要求严格控制尺寸。新顶帽严禁超过232.5mm，磨损减至214.5mm时必须更换顶帽。这样就可以最大程度的减少滑橇和摆杆之间的干涉，进而避免转挂时滑橇落不正现象，并保证摆杆和滑橇在槽体内时滑橇不脱离摆杆，从而减少设备事故，提高设备寿命，降低生产成本。