簡(jiǎn)易高效的車架懸掛鉚接線布置

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車架鉚接是車架總成加工工序的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一條好的車架鉚接線不僅要工藝布局合理，而且要安全可靠，加工環(huán)境良好，生產(chǎn)效率很高，這樣才能給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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& h8 \0 S0 G: B; t& e. I; e汽車車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量及行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等。現(xiàn)有的車架種類有“邊梁式”、“承載式”、“鋼管式”等，我公司車架廠生產(chǎn)的車架為典型的邊梁式載重車架，它由位于左右兩側(cè)的兩根縱梁和若干橫梁構(gòu)成，橫梁和縱梁一般由16Mn合金鋼沖壓而成，兩者之間采用鉚接或螺栓連接。
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載重車架的鉚接均采用液壓鉚接機(jī)，不論是大型汽車制造廠還是中小型汽車制造廠，均離不開液壓鉚接機(jī)，一條年產(chǎn)10～15萬輛1～1.5t的車架裝配線約需20～30個(gè)鉚接點(diǎn)，而這些鉚接點(diǎn)的合理分布 (即鉚接機(jī)的合理布局)正是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。
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" L+ t7 p' |1 z1 g6 p簡(jiǎn)易高效的鉚接線設(shè)計(jì)方案

為提升產(chǎn)能滿足公司年產(chǎn)5萬輛生產(chǎn)的綱領(lǐng)，我們決定利用原歐舒特車間南跨鋼架改建成一條鉚接線。為使新的鉚接線建成后工位數(shù)量最合理，各工位加工時(shí)間能夠接近均衡，我們對(duì)原車架鉚接線現(xiàn)有兩個(gè)主鉚接工位在鉚接過程中所花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行了跟蹤統(tǒng)計(jì)。以10個(gè)K29（99114510050）為例，第一工位主要將車架上左右縱梁及所有橫梁總成、支撐板等零件進(jìn)行裝配并鉚接部分鉚釘，平均加工時(shí)間為15 min，第二工位將剩余小鑄件及中間支座等進(jìn)行裝配，平均加工時(shí)間為25 min。單獨(dú)對(duì)裝配中間支座的時(shí)間進(jìn)行跟蹤測(cè)定平均時(shí)間為15 min。經(jīng)過分析，我們決定建立鉚接線時(shí)將原鉚接線的二工位進(jìn)行分解，在原二工位之前增加一個(gè)工位，讓原來的二工位僅裝配中間支座。這樣一來，按理論分析， 10個(gè)K29車架的鉚接在三個(gè)工位最長(zhǎng)的加工時(shí)間應(yīng)分別為15 min、10 min、15 min，可使原來25 min下線一個(gè)K29車架變?yōu)?5 min下線一個(gè)，生產(chǎn)效率大大提高，產(chǎn)能也得到大幅度提升。

! ]; M5 _5 N: G! L9 w6 ^( v1 G% V通過以上的數(shù)據(jù)分析，在新鉚接線的這三個(gè)工位中將加工內(nèi)容分配為：第一工位裝配左/右縱梁總成及各橫梁總成并鉚接部分鉚釘；第二工位裝配剩余支撐板及其他小件并鉚接所有未鉚的鉚釘、擰緊螺栓；第三工位專門鉚接中間支座及擰緊螺栓。

1 x2 J' i. h- H' Q0 p) X該鉚接線項(xiàng)目利用原歐舒特車間南跨鋼架進(jìn)行改建，非標(biāo)設(shè)備改造情況比較復(fù)雜。從投資最少、改造工作內(nèi)容最少、物流方向最順及加工環(huán)境最開闊等多方面考慮，我們最終確定將鉚接線的物流布置為從西向東進(jìn)行。圖1為該鉚接線的工藝布局。

圖1  新的鉚接線的工藝布局

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, }& A7 O$ x4 l2 n按照工藝要求，該鉚接線共需XGM-16鉚接發(fā)生器6臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)鉚鉗4臺(tái)、非標(biāo)大號(hào)鉚鉗4臺(tái)及170kg平衡器和140kg平衡器各4臺(tái)。
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車架在工位之間的順暢運(yùn)輸是鉚接線設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵因素之一，這其中既要考慮安全因素，又要防止吊運(yùn)設(shè)備與鉚鉗懸掛小車出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。因?yàn)樵?strong>車架車間鉚接線的小行車與鉚鉗懸掛小車共用16號(hào)工字鋼，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，工字鋼出現(xiàn)變形，懸掛小車的滑輪也有磨損，工人在用小行車吊運(yùn)車架時(shí)與近200kg的鉚鉗“叮叮咣咣”一同前進(jìn)，有時(shí)還出現(xiàn)停止不前的現(xiàn)象。為解決這個(gè)問題，我們選用2t的環(huán)鏈葫蘆，并用20號(hào)工字鋼作為行走軌道。
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環(huán)鏈葫蘆最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以“東拉西拽”，最大傾角為15°，以車架前端寬度為940mm的車架縱梁用環(huán)鏈葫蘆吊運(yùn)至車架裝配臺(tái)上為例 (如圖2所示)，角偏移僅7°，因此選用環(huán)鏈葫蘆在工藝方面不存在任何問題。
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$ Q- }. D& y8 }! b2 ~2 V圖2  環(huán)鏈葫蘆吊運(yùn)940mm寬車架縱梁至車架裝配臺(tái)的傾斜示意圖

為解決葫蘆與鉚鉗懸掛小車干涉的問題，我們特選用雙層軌滑動(dòng)懸掛小車，分布于環(huán)鏈葫蘆兩側(cè)。線體布局剖視圖如圖3所示，雙層軌滑動(dòng)懸掛小車如圖4所示。
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圖3  鉚接線布局剖視圖

9 l  y; k! U" g7 C9 b- W1 w圖4  雙層軌滑動(dòng)懸掛小車
5 p2 l0 e5 i+ E1 o圖4中，鉚鉗在懸掛小車下軌道16上左右運(yùn)動(dòng)，而下橫軌16在上橫軌4上可左右運(yùn)動(dòng)，這樣一來等于增加了鉚鉗左右活動(dòng)的尺寸范圍，同時(shí)可兼顧780～940mm寬度車架的鉚接，而且可以左右同時(shí)鉚接，生產(chǎn)效率大大提高，且滑車內(nèi)有球鉸滑輪系統(tǒng)，工人在生產(chǎn)中左右拖動(dòng)鉚鉗時(shí)也不費(fèi)勁。為防止下軌道滑動(dòng)時(shí)碰到電葫蘆，另一方面也為了現(xiàn)場(chǎng)的整潔美觀，我們?cè)谶x用雙滑動(dòng)小車時(shí)使左右縱軌有50mm的高度差，橫軌與水平面產(chǎn)生a傾角，鉚鉗在加工人使用完之后可自動(dòng)復(fù)位。

% l$ n& ]: o$ _( n4 o計(jì)算論證及實(shí)施效果

鋼架的強(qiáng)度及剛度是該鉚接線設(shè)計(jì)的另一關(guān)鍵因素，因?yàn)樵撲摷茉瓰镕2000駕駛室總成所用，鋼架允許所吊物重僅在0.5t以內(nèi)，而車架最重在1.5～2t之間，故需對(duì)鋼架進(jìn)行改造加固，使其能承受2t的載荷，因此，如何將承受0.5t的鋼架改造加固為能承受2t載荷的鋼架成為需解決的焦點(diǎn)問題。經(jīng)初步分析，我們決定在20號(hào)葫蘆軌道工字鋼上面用16號(hào)工字鋼分段焊接加固，并為確定其加固后能承受2t的載荷特進(jìn)行了力學(xué)理論計(jì)算。

對(duì)最大彎矩、截面慣性矩、抗彎截面模量、最大彎曲應(yīng)力及最終強(qiáng)度、剛度的計(jì)算證明，加固方案實(shí)施后，4臺(tái)2t的環(huán)鏈葫蘆可同時(shí)在此鋼架單跨內(nèi)行走，無任何安全隱患，因此，此方案可行。

" o( N. d9 z& v' ]: s在工藝布局過程中，為節(jié)省空間，我們還考慮減少發(fā)生器，例如在第三工位，既能鉚接尾梁又能鉚接中間支座，因此在圖1中，3、4液壓站可選用一機(jī) 拖雙鉗的液壓站，使有限的加工場(chǎng)地盡量開闊，給工人創(chuàng)造一個(gè)好的加工環(huán)境，也減少了很多安全隱患。
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& ?3 K1 s$ q" b3 ?$ G" f3 x% B該鉚接線在建成之后順利投入生產(chǎn)使用，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)定車架加工時(shí)間符合最初理論分析，以K29車架為例，下線一輛份生產(chǎn)節(jié)拍由原來的25min提高為15min，生產(chǎn)效率提高了40%。雙層軌動(dòng)滑車與葫蘆也沒有出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，雙班日產(chǎn)車架也能達(dá)到50輛份以上。鉚鉗在使用完成之后能夠自動(dòng)恢復(fù)到原位，不會(huì)出現(xiàn)滑車碰撞葫蘆的現(xiàn)象。目前，該車架鉚接線正常使用沒有出現(xiàn)過任何問題，為車架總成產(chǎn)能的提升起到較大作用。
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對(duì)液壓站布局的設(shè)想
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通過此次鉚接線的建設(shè)，筆者就液壓站的放置問題也產(chǎn)生了一些新的想法。目前，國(guó)內(nèi)許多載重汽車公司所使用的液壓鉚接機(jī)（包括我公司車架生產(chǎn)線）基本為每一支鉚鉗配備一臺(tái)液壓站，在一條較復(fù)雜的長(zhǎng)線上一般設(shè)有20～30多個(gè)鉚接點(diǎn)，相應(yīng)地就有20～30臺(tái)液壓站，因而占去了鉚接線兩側(cè)的大量空間，使工人的操作空間變得很狹窄，并且故障發(fā)生率也非常高。某些工廠把液壓泵站架設(shè)在鉚接線的上空，但這對(duì)泵站維護(hù)、保養(yǎng)帶來了非常多的不便，尤其一旦液壓泵站漏油則會(huì)影響到下方的正常作業(yè)，因此采取這種架空的分散供油型式并不是上策，同時(shí)也加大了投資。假若能在鉚接線上搞“全線集中供油控制”，即在一條線上，數(shù)十個(gè)鉚鉗由一臺(tái)液壓泵站集中供油控制，這將是一個(gè)經(jīng)濟(jì)效益好、故障率少的更現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。采取集中供油后，其鉚接點(diǎn)處只有一個(gè)液壓集成控制閥，其占地面積也大大減少，同時(shí)可大大改善操作工人的工作環(huán)境。
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