动车散热器组装升降台设计

车元朋　王涵玉

摘 要： 随着高铁时代的迈进，高铁及动车组的产量明显增长，因此需要通过改善老旧工艺，以满足产能要求。该文针对某企业车间动车散热器组装作业，开发设计散热器组装升降台，提高散热器组装作业效率，降低工人劳动强度。升降台采用剪叉式结构，并用虚位移原理计算推力。设计气动回路，控制定位销及旋转台动作。

关键词： 升降台；剪叉臂；生产线；气动

引言

由于市场需求的增长，要求企业必须提高产能满足市场需求。合理的工艺装备可以在企业既定人员甚至缩减人员的情况下，大大提高企业产能。

此次开发设计的散热器组装升降台，用于改善动车散热器组装作业，在此之前，散热器的组装完全依靠天车进行平移、旋转、升降，存在大量的吊装作业，危险系数大，作业效率低。基于这一现状，并结合现场条件，将新开发设计的散热器组装升降台与车间现有翻转设备连成一条生产线。通过制作多种胎具对应多种型号散热器，可以实现散热器的组装、定位、旋转、升降、翻转功能。

1 基本结构及说明

组装台的升降为剪叉式结构，通过升降螺杆调节。台面升降范围500～700mm，并且在500、600、700mm三个作业高度分别有机械锁止。

台面滚筒两侧有导向板对胎具导向。胎具移动到旋转升降台位置，通过扳动手动阀，分别使中心定位销和侧边定位销插入工装定位孔。需要对胎具进行旋转时，先扳动手动阀使旋转升降台起升，起升后胎具底面会高出两侧的导向板，接着扳动侧边定位销手动阀，使侧边定位销下降并脱离胎具（此时中心定位销仍处于顶出状态），人工推动胎具或散热器零部件，可使胎具绕中心定位销在万向球支撑面上旋转，旋转到指定方向后，将侧边定位销顶出，对胎具定位，防止其转动，再将旋转升降台下降至低位。当前工位作业完成后，将两个定位销下降至低位，脱离胎具，人工推动胎具，沿滚筒移动至后续工位。

折叠滚轮臂能够90°向内折叠，多个组装升降台串联后，通过折起折叠滚轮臂，人员可以由此处通道穿过至生产线对面。折叠滚轮臂在折叠和打开位置均有插销锁止。

组装升降台在滚筒空隙处设计挡板，防止组装中零件掉入组装台内。

2 剪叉臂设计及推力计算

升降台有效行程为200mm，考虑尽量降低剪叉臂上升推力，将起始角度设计为θ1=20°。当组装升降台处于最低位时，剪叉臂的静安装空间高度约h1=260mm，则剪叉臂杆长为L=h/sinθ1=260/sin20°≈760mm。当组装升降台上升至最高位时，剪叉臂与水平夹角θ2=arcsin（h2/L）=arcsin（460/760）≈37.3°。

运用虚位移原理计算剪叉臂推力。虚位移原理：具有理想约束的静止质点系，其平衡的必要和充分条件是：所有主动力在任何虚位移上的虚功之和等于零。在图2所建立的坐标系中，θ为剪叉臂与水平方向夹角，y为组装升降台上升的距离，x为推杆推出的距离，Q为载荷，F为推杆推力。

3 气动回路设计

组装台的定位销以及旋转升降板的上下均通过气缸驱动，且在工作台两侧均能控制气缸动作。

4 结语

对生产工艺的适当改进，不但能够提高作业效率、减轻劳动强度、降低安全风险，同时有利于规范作业，制定标准文件。但设备的引进，必须要结合实际条件，合理增加。

参考文献

[1]张策.机械原理与机械设计[M].上册.北京：机械工业出版社，2011.

[2]成大仙.機械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.

[3]左健民.液压与气动技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[4]朱孟生.改善工艺装备对企业产能影响的研究[J]，工业设计，2015（10）：123-123.

[5]段慧文.剪叉机构计算与虚位移原理[J]，演艺科技，2012（05）：33-37.

作者简介：车元朋 辽宁大连 男1988年10月 王涵玉 辽宁沈阳 男1987年1月 沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁省沈阳市 110168。