汽车总装车间智能输送设备

摘 要：上海颐新贸易有限公司（温岭新吉奥汽车有限公司总装项目）总装车间输送系統：承载车身和非承载车身混产线。为了满足生产节拍，非承载车架的翻转设备需要随行（跟随主线—高位地推链及装配台车）的功能。

关键词：新型;随行;翻转;配重;匀速;节能减耗

一、常规翻转机

（一）设计要求及性能描述。1）车架翻转机采用双带式翻转器的结构形式（两根翻转控制带挂接位置：车架前后两端），底盘翻转前，车架上表面距地面高差为 0.8 米。翻转高度确保起吊翻转过程中底盘与台车之间保持一定的安全距离。2） 车架翻转机具备翻转2吨车底盘的能力;具备防止车架在翻转过程中变形、磕碰伤功能;具备产品车底盘在翻转过程中防滑功能;翻转时间小于20s（括辅助操作时间）。3）车架翻转机钢结构采用地面立柱形式，形式为电动葫芦固定在工字钢上，葫芦下方吊挂翻转机构，翻转机构由电机减速机驱动，翻转电机转动时，与该机构连接的吊带随着转动，进而带动车架转动，实现车架翻转。翻转机构上的二根吊带间距可以调整实现不同长度的车架。4） 车架翻转机在翻转过程中软带不得在悬挂处打滑，不得卷入翻转机构内，软带应有防滑锁止功能。5）设备技术配置参数：翻 转 高 度 ： 0mm ～ 3000mm   翻 转 角 度 ： 180 °翻转速度： 6m/min（以设计为准）。6） 工艺流程：a）底盘线为连续运行式板链，当车架在线体上运行到装配工位时，车架翻转机将底盘夹持吊起，在起吊过程，保持平稳，不能大范围的晃动。b）吊起到一定高度后，将车架翻转180度后停止;翻转过程中，不能出现底盘车架滑动现象，且固定稳定。

（二）关键部件设计选型及说明

1、翻转头的设计

a 电机：功率P（KW）=G车架偏（N）*V翻转（m/min）*（1.2/0.8）/60/1000

注意：G车架偏（N）≠车架自身重量，由于在翻转过程中车架的不规则，重心不稳定，所以往往取G车架偏（N）=0.5*G车架。

输出扭矩： Ma= G车架（N）*0.5W车架（Wmax=1.2m）

根据输出形式选K系列电机（SEW），功率、输出扭矩、速度选定电机型号：KAF87DRE90L4/M1B/BE2/HF/0°/na=8.2rpm ，M=1740Nm/1.5KW/ fb=1.55 带制动，手动释放;

b 翻转链条选型：根据1.5倍车架的自身重量动载荷选用： GB/T1243-1997  滚子链40B P=63.5 。

2、提升葫芦的设计选型

受车架在翻转的瞬间冲击力的影响，Tmax=（1.5～2）*G车架+2G翻转头

双葫芦设计，故取2T的葫芦2台 st50e42sm11（斯太尔葫芦）

3、钢构及承载梁设计

立柱：根据立柱强度校核（欧拉公式），η：压杆的稳定系数：（PI/μ）2

承载梁：根据单跨梁计算校核公式，跨度6米，选25a工字钢。

总结：原有翻转实现了提升+翻转的功能，满足工况的车架装配。

二、新型随行翻转机构

（一）工艺流程及随行设备基本参数要求

1、工艺流程描述：通过电动葫芦将缓存区车架吊装直接落在底盘装配线，放在前后两个支架小车上，依次装配平衡悬挂、阀类、管线路、前桥、后桥、传动轴、供气单元等，运行到底盘装配线第5工位时，底盘被车架翻转器吊起翻装180度后，落到地面底盘输送支撑小车上，空支撑小车通过升降机和移栽机上升至空中返回线，空台车通过返回线运输至车架线上线端，通过升降机和移栽机将空台车转运至第一工位。如下图仅供参考：

工艺方案如下图：

2、随行设备基本参数说明

车架线生产节拍：7.5min。 工位间距：7m。

工位数：10工位。 运动方式：连续式。

运行速度：1m/min，0.8～2变频调速。

（二）随行翻转机构的设计要求及特点。a  为了满足连续运行的输送要求，满足生产节拍，该翻转机必须随行;b  为了克服常规翻转机构在翻转过程中不稳定，有瞬间加速度行程的冲击，将原先翻转头结构优化为齿轮翻转：全程翻转匀速圆周运动;在竖直瞬间由夹紧装置进行锁紧，减少瞬间俯冲动量;c  提升优化：采用滑架+配重的方式，导轨限位进行升降，与代常规的葫芦无限位的升降方式相比，优势比较明显：<1> 在升降的过程中，X、Y方向的自由度被限制，而且升降过程是有：启动—加速—匀速—减速过程。这样可以减少初始和到位状态的冲击力对设备自身刚性的危害，满足变频调速的需求;<2>配重的的利用，降低电机的能耗，节能减耗;d  为了满足工况连续运行的需求，整个翻转机构相对车架高位地推链的运行必须同步、随行，这对电气的控制要求比较高。车架在翻转的同时，整个翻转机构在X方向保持与地推链匀速同步运行，在接车和放车（接车和放车的台车均有销定位）准确性都得以保证。

综上，新型翻转机构的开发和设计，克服了常规翻转机构多个缺点;对于输送智能设备的研发和生产起到促进的效果;同样对配套设备和电气控制提出了较高的配套要求。对机械设计创新、输送设备的智能制造的发展起到舔砖加瓦的作用;对节能减耗、降噪、降低劳动强度起到积极的源头控制效果;将会产生较好的社会价值和市场价值。

参考文献

[1] 冯淑珍.《机械工程师》2011年第5期—车架翻转机构的设计

[2] 周华 吕毅 《装备制造技术》 2008年04期—汽车车架焊接翻转平台的设计

设计标准

1）JB/T3929-99《通用悬挂输送机技术条件》等国际和行业标准。

2）GB50270-98《连续输送设备安装工程施工及验收规范》;

3）GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范》;

4）GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》;

5）GB50015-2003《钢结构设计规范》.

作者简介：严加勇（1977-12-05），男，江苏省无锡市，学历：本科，职称，中级工程师，研究方向：机械设计。