一种在汽车总装输送线中使用的摩擦轮驱动器的设计与使用

2016-05-14沈俊雄

农机使用与维修 2016年6期

沈俊雄

摘要：摩擦轮驱动是汽车制造总装输送线常用的驱动方式之一，实际使用中会遇到很多结构性缺陷的问题。介绍的是一种汽车装配输送线上用的弯段摩擦驱动装置，其结构主要由驱动马达、摩擦轮装置、摩擦轮支架及转轴、压紧轮装置、压紧轮支架及转轴、摩擦轮和压紧轮之间的联系杆及缓冲装置、检测装置等组成。该设计简单、制造容易、使用方便的柔性摩擦轮驱动能真正达到小装备解决大难题的效果，希望能为汽车制造总装输送有此期待的同行提供有益帮助及参考。

关键词：汽车制造；总装输送；摩擦轮驱动；设计；使用

中图分类号：U468.23 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.013

0 引言

在汽车制造总装生产工艺中，车体输送线常使用悬挂链驱动和摩擦轮驱动两种方式。其中摩擦轮驱动由于具有静音、无需润滑、更换简单、故障影响面小等优点，近年来在汽车制造总装生产工艺中得到大力推广。然而，由于限于各设备制造厂家技术不一，行业内使用的摩擦驱动还存在信誉度低、维护工时高、维护难度大等问题。本文将对该问题进行探讨及改善方案的设计与使用进行分享。

1 原有摩擦轮结构特点及缺陷

原有弯道摩擦轮压紧轮支架由外径φ42圆管折弯件组成。圆管折弯件之间的联接靠螺栓拧紧刚性联接（如图1，A），圆管折弯件安装底座是焊接而成的刚性结构（如图1，B）。该结构存在的问题：（1）联接螺栓容易断裂（如图2），每周需进行更换；（2）焊接部位容易裂焊；（3）摩擦轮容易磨损。

2 原有摩擦轮结构运动特性

总装输送线是由摩擦轮驱动提供动能，驱动力为摩擦轮及压紧轮的摩擦力F=μN，其中N为摩擦轮对台车滑杆的正压力，驱动轮的正压力由弹簧提供，而压紧轮支架完全是刚性联接，这个正压力完成由支架变形来提供。从图3可知，压紧轮从台车进入前到进入后发生了一个向外倾斜的动作。在长期的塑性变形作用下，联接螺栓松动或断裂，焊接点裂焊，需每周进行点检来减少故障发生率。

3 原有摩擦轮压紧轮支架受力情况

从图4可知，结合有限元分析，压紧轮支架受到最大250 MPa的交变应力。该应力虽然低于压紧轮支架圆管材料Q345理论极限应力345 MPa。但从图5分析得到，压紧轮实际所受250 MPa应力下，寿命只达到万次级别，并未达到持久极限，理论上压紧轮杆达到万次级别就可能断裂，与使用两周左右螺栓松动、断裂或焊点裂焊的事实相符。

4 技术方案

为了对应本方案第三款所提出的输送线摩擦轮驱动存在的三大问题，提出了如图6所示方案。本方案主要有三部分组成，分别为：

（1）摩擦轮装置：摩擦轮、摩擦轮支架（图6，A）及其摩擦轮旋转中心（图6，D）；

（2）压紧轮装置：压紧轮、压紧轮支架（图6，B）及其压紧轮旋转中心（图6，E）；

（3）摩擦轮装置和压紧轮装置联系弹簧拉杆（图6，C）。

5 方案创新性

5.1 整体柔性结构

根据台车滑杆的不同运动位置，摩擦轮支架（图7，A）及压紧轮支架（图7，B）随着各自的旋转中心（图7，D和E）进行旋转运动，避免了像原有机构刚性联接那样造成支架的疲劳断裂。

5.2 摩擦轮、压紧轮相关联

摩擦轮、压紧轮通过弹簧拉杆（图7，C）联系在一起，弹簧联系杆末端是关节轴承（图7，F），可进行柔性摆动。在弹簧力作用，摩擦轮及压紧轮同时提供给台车滑杆压紧力，提供更可靠的驱动力，避免摩擦轮打滑，也避免摩擦轮由于过度张紧而磨损。

5.3 驱动结构受力更合理

从图8可知道，改造后驱动结构整体内应力在140MPa左右徘徊，结构本身受力变化不大。从图9可知，机构所受内应力持久极限以下，理论上结构可以达到持久寿命。