史昌詢(xún)

?

雙層公交車(chē)骨架在電泳時(shí)的超限處理方案

史昌詢(xún)

廈門(mén)金龍旅行車(chē)有限公司

由于雙層公交車(chē)整車(chē)骨架質(zhì)量超出陰極電泳車(chē)間雙軌自行輸送系統(tǒng)的承載能力，高度超出電泳烘房的門(mén)高，本文就如何解決這一問(wèn)題提出一套工藝方案。

整車(chē)骨架；陰極電泳；超高；超重；工藝；方案

為了提高客車(chē)骨架的防腐能力，廈門(mén)金旅公司在2008年建成了大型客車(chē)整車(chē)骨架陰極電泳生產(chǎn)線(xiàn)。在正常的工藝流程中，整車(chē)骨架用手動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)固定在由底架和小車(chē)兩部分組成的工藝滑撬上，之后進(jìn)入電泳池。此時(shí)，需將滑撬底架和整車(chē)骨架一起吊掛到電泳車(chē)間的環(huán)形雙軌自行輸送系統(tǒng)上，而滑撬小車(chē)不上吊掛。因雙軌自行輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)允許載荷為6 500 kg，滑撬底架的質(zhì)量為1 500 kg，則整車(chē)骨架的最大允許質(zhì)量為5 000 kg。

電泳完工后的整車(chē)骨架將進(jìn)入烘房，這時(shí)工藝滑撬的底架和小車(chē)都要隨整車(chē)骨架一起進(jìn)入。烘房的門(mén)高為4 500 mm，工藝滑撬的高度580 mm，則烘房門(mén)高允許進(jìn)入的整車(chē)骨架的最大高度為3 920 mm。

此外，根據(jù)電泳工藝的需要，整車(chē)骨架與滑撬底架之間設(shè)計(jì)了絕緣結(jié)構(gòu)。

然而，我公司在4月份接到了一批雙層公交車(chē)的訂單，整車(chē)骨架質(zhì)量達(dá)6 000 kg，高度達(dá)3958 mm。這在生產(chǎn)中就出現(xiàn)了超重、超高的矛盾。最佳的解決辦法應(yīng)該是能在進(jìn)電泳池和進(jìn)烘房時(shí)取消滑撬底架，但是，滑撬底架是電泳線(xiàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)有機(jī)組成部分，主體采用20#工字鋼和16 mm厚的鋼板制成，具有固定整車(chē)骨架、與雙軌自行運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)匹配、完成在電泳池中的各項(xiàng)動(dòng)作等功能，經(jīng)過(guò)了實(shí)踐的檢驗(yàn)，安全性和可靠性良好。若突然取消，一旦發(fā)生差池， 6 t多重的整車(chē)骨架脫落，將電泳池砸壞造成電泳溶液泄漏，那后果將相當(dāng)嚴(yán)重！因此，應(yīng)該做深入細(xì)致的工作，徹底弄清各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和相關(guān)的要求等問(wèn)題，然后再分析取消滑撬底架的可行性。

1 雙軌自行輸送系統(tǒng)的組成、運(yùn)動(dòng)關(guān)系等簡(jiǎn)介

如圖1，整車(chē)骨架在電泳車(chē)間各工位運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)固定在工藝滑撬的底架1上。底架兩側(cè)共有四支吊座，分別與四根活動(dòng)吊桿2下方的吊鉤相連。活動(dòng)吊桿的上方通過(guò)鉸鏈與吊架3相連，可以沿車(chē)長(zhǎng)方向擺動(dòng)，下部吊鉤可在水平面上360°旋轉(zhuǎn)?；顒?dòng)吊桿的高度遠(yuǎn)大于整車(chē)骨架的高度，吊架與滑撬底架之間可容納整個(gè)整車(chē)骨架。吊架通過(guò)四根軟性的吊帶4連接于環(huán)形雙軌自行輸送系統(tǒng)上部的運(yùn)輸車(chē)6上。運(yùn)輸車(chē)上的兩臺(tái)電機(jī)5與吊帶組成四帶提升裝置，可分別控制前面兩根和后面兩根吊帶的升降。運(yùn)輸車(chē)通過(guò)滾輪在環(huán)形雙軌自行輸送系統(tǒng)的軌道7上行駛[1]。

1-工藝滑撬的底架；2-活動(dòng)吊桿（4根）；3-吊架；4-吊帶（4根）；5-電機(jī)（兩臺(tái)）；6-運(yùn)輸車(chē)；7-環(huán)形軌道（雙軌）

滑撬底架的吊座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，可以看出，底架主要由20#工字鋼組成，吊座的主體由110×110×116 mm的實(shí)體方鋼，在內(nèi)部加工出15°錐角的圓錐形孔，再在上部焊接16 mm的鋼板制成。整體強(qiáng)度和剛度均較高。

圖2 滑撬底架的吊座結(jié)構(gòu)圖

活動(dòng)吊桿的吊鉤結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3，其頭部鉤銷(xiāo)上部為球形，整體強(qiáng)度和剛度均較強(qiáng)。

圖3 活動(dòng)吊桿的吊鉤結(jié)構(gòu)圖

兩者的裝配關(guān)系如圖4所示。

圖4 活動(dòng)吊桿的吊鉤與工藝滑撬底架的吊座裝配圖

從圖4可以看出，吊鉤鉤銷(xiāo)的頂部球形與滑撬底架的吊座上蓋板之間有1mm的間隙。在電泳過(guò)程中，為了保證所有的管腔和縫隙均被均勻的電泳，以及在電泳后管腔內(nèi)的電泳液可以完全流出，整車(chē)骨架需在電泳池中沿前后方向反復(fù)傾斜。這主要通過(guò)四帶提升裝置控制吊架和滑撬底架來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)整車(chē)骨架、滑撬底架和吊架一起傾斜時(shí)，4根活動(dòng)吊桿卻需要一直保持直立狀態(tài)。這樣，在吊桿的吊鉤與滑撬底架的吊座之間就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但這個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)究竟是吊座繞著吊鉤鉤銷(xiāo)的頂部球形做類(lèi)似于球型鉸接的運(yùn)動(dòng)，還是吊座以自身的前邊線(xiàn)或后邊線(xiàn)為支點(diǎn)支承在吊鉤底座的上平面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)？很多人認(rèn)為是前者。但究竟如何，先分析如下：

由圖4中A向來(lái)看，當(dāng)整車(chē)骨架由水平狀態(tài)逐步傾斜時(shí)，由于吊鉤鉤銷(xiāo)的頂部球形與吊座的上蓋板之間有1 mm的間隙，滑撬底架的吊座只能支承在吊鉤底座的上平面上，繞著吊座底平面的前邊線(xiàn)（在反向傾斜時(shí)就是后邊線(xiàn)）來(lái)旋轉(zhuǎn)，如圖5所示，吊座底平面的前邊線(xiàn)或后邊線(xiàn)即為圖中的M點(diǎn)。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的角從0開(kāi)始逐步加大。當(dāng)角達(dá)到最大值7.5°時(shí)，吊座與吊鉤的鉤銷(xiāo)接近于碰上。角的大小由四帶提升裝置通過(guò)程序自動(dòng)控制。

圖5 活動(dòng)吊桿的吊鉤與工藝滑撬底架的吊座之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖

由此可見(jiàn)，在整車(chē)骨架傾斜時(shí)，吊鉤的鉤銷(xiāo)和吊座間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系并非類(lèi)似于球形鉸接的關(guān)系，而是吊鉤的鉤銷(xiāo)相當(dāng)于吊座的限位銷(xiāo)。這一點(diǎn)通過(guò)實(shí)際查驗(yàn)得到了證明。

此外，因整車(chē)骨架與滑撬底架之間絕緣，雖滑撬底架與活動(dòng)吊桿未絕緣，但是，整車(chē)骨架與活動(dòng)吊桿之間還是絕緣的。

2 具體的解決方案

在清楚了上述問(wèn)題之后，即可設(shè)想將滑撬底架取消，讓活動(dòng)吊桿直接鉤在雙層公交車(chē)骨架的下方，省出滑撬底架的質(zhì)量和高度，解決超重超高問(wèn)題。具體方案為：在整車(chē)骨架的下方對(duì)應(yīng)于原滑撬底架吊座的位置焊接四件支座，活動(dòng)吊桿的吊鉤直接鉤在這些支座上。此外，由于取消了滑撬底架，原滑撬小車(chē)將直接支承在整車(chē)骨架的底部。因這點(diǎn)較為簡(jiǎn)單，本文略去不述。

具有替代功能的支座結(jié)構(gòu)如圖6所示，上部的鐵框用 6 mm鋼板焊接而成，底部用沉頭螺栓連接有酚醛層壓布板。與工藝滑撬底架所用的20#工字鋼等材料及其尺寸相比，支座尺寸很小，且其質(zhì)量幾乎可以忽略。

圖6 替代滑撬吊座功能的支座結(jié)構(gòu)圖

吊鉤與支座的配合關(guān)系如圖7所示。

圖7 替代滑撬吊座功能的支座與吊鉤的裝配圖

當(dāng)整車(chē)骨架在電泳池中傾斜時(shí)，吊鉤的鉤銷(xiāo)保持直立，支座隨整車(chē)骨架一起傾斜。二者不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。從圖7中的A向看，此時(shí)的運(yùn)動(dòng)校核如圖8所示。（說(shuō)明：①角的實(shí)際最大值為7.5°，圖中按8°進(jìn)行校核，是考慮了實(shí)際運(yùn)行中的誤差因素。②圖中僅示出了一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)校核，另一個(gè)方向同理）。

圖8 替代滑撬吊座功能的支座與吊鉤的裝配圖

圖8是按圖3、圖6的零件尺寸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核的，可以看出，在極限狀態(tài)下，吊鉤的鉤銷(xiāo)與支座之間的最小間隙為1.7 mm，未發(fā)生干涉，說(shuō)明零件尺寸取值合理。

因本方案取消了滑撬底架，將支座直接焊接在整車(chē)骨架的底部，因此整車(chē)骨架上需要根據(jù)實(shí)際做具體的加強(qiáng)。加強(qiáng)方案本文略去不述。

活動(dòng)吊桿與整車(chē)骨架之間需絕緣。從圖6、圖7和圖8中可以看出，支座的結(jié)構(gòu)是將酚醛層壓布板用沉頭螺栓固定在上部的鐵框上，沉頭螺栓未露出酚醛層壓布板的下表面。同時(shí)，酚醛層壓布板的孔徑比上部鐵框的孔徑小。這樣，活動(dòng)吊桿的吊鉤底座僅能與支座的酚醛層壓布板接觸，吊鉤鉤銷(xiāo)也僅能接觸酚醛層壓布板的孔壁，而不能接觸到上部鐵框的孔壁。因酚醛層壓布板是絕緣材料，故此結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)二者之間的絕緣要求。

3 在生產(chǎn)中的實(shí)際運(yùn)行

盡管有詳細(xì)的分析，但因?yàn)樵陔娪境厣线\(yùn)動(dòng)時(shí)事關(guān)重大，為確保安全起見(jiàn)，在第一次試運(yùn)行時(shí)，特意采取了如下措施：

⑴進(jìn)電泳池之前，將整車(chē)骨架掛上活動(dòng)吊桿的工位，人工控制四帶提升裝置，做整車(chē)骨架的模擬傾斜運(yùn)動(dòng)，以期提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。結(jié)果一切正常。

⑵在電泳車(chē)間首次運(yùn)行時(shí)，工人爬到環(huán)形雙軌自行輸送系統(tǒng)的運(yùn)輸車(chē)上，監(jiān)視電泳過(guò)程的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，隨時(shí)準(zhǔn)備通過(guò)運(yùn)輸車(chē)上的控制裝置采取人工干預(yù)、停車(chē)等措施來(lái)解決運(yùn)行中的意外情況。結(jié)果一切順利。

4 結(jié)語(yǔ)

本方案最終順利地解決了廈門(mén)金旅公司雙層公交車(chē)在電泳時(shí)的超高和超重問(wèn)題，得到了客戶(hù)的贊許。同時(shí)，本方案解決超重問(wèn)題的思路，可以擴(kuò)大應(yīng)用到金旅公司的13.7 m系列車(chē)型和12 m系列車(chē)型中骨架較重的車(chē)型上，真正使金旅公司的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全系列的電泳工藝。目前，推廣應(yīng)用的工作正在推進(jìn)中。

[1] 郭鳴.雙軌小車(chē)懸掛輸送系統(tǒng)廈門(mén)金龍旅行車(chē)大客車(chē)整車(chē)陰極電泳涂裝線(xiàn)上的應(yīng)用[J]. 中國(guó)科技博覽，2009（18）：300-302.

A Resolution Over-large Framework of Double-decker City Bus Undergoing Electrophoresis

Shi Changxun

(Xiamen King Long Van Co.,Ltd., Xiamen Fujian 361022, China)

The total weight of completed double-decker bus framework exceeds the carrying capacity of the double track automatic conveyance system of cathode electrophoresis workshop, while the height of the bus is over the height of the door of electrophoresis torrefaction room. A set of technical solutions to electrophoresis of the bus framework are presented.

completed vehicle framework; cathode electrophoresis; height exceeding, overweight; process; scheme