張 維

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

集裝箱平車鎖座組裝方法工藝研究

張 維

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

闡述了集裝箱平車鎖座組裝過(guò)程和鎖座厚度快速選擇法,設(shè)計(jì)并制造柔性鎖座組裝裝置，通過(guò)集裝箱平車的批量生產(chǎn)任務(wù)驗(yàn)證了該方法的可行性。

集裝箱平車；鎖座；平面度；整體組裝

現(xiàn)有集裝箱平車鎖座組對(duì)工藝采用卷尺直接測(cè)量方式進(jìn)行定位組對(duì)，工藝方法比較原始，組對(duì)尺寸誤差較大，影響鎖座組裝精度，特別是對(duì)于鎖座較多的車型，拉線測(cè)量的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了鎖座組對(duì)效率，亟需改進(jìn)。

1 平車鎖座組裝技術(shù)要求

從集裝箱平車使用性能上分析，決定落箱質(zhì)量的要素主要有兩點(diǎn)，一是集裝箱平車同一集裝箱4個(gè)鎖座承載面的平面度，即同一集裝箱4個(gè)鎖座承載面的位置高度是否在同一平面內(nèi)；二是集裝箱平車同一集裝箱4個(gè)鎖座的位置尺寸，即同一集裝箱4個(gè)鎖座之間的長(zhǎng)度、寬度及對(duì)角線差值符合產(chǎn)品制造要求。

以某A型集裝箱平車為例，該車共有26個(gè)鎖座，位置分布如圖1所示，鎖座位置關(guān)聯(lián)尺寸較多，其組裝技術(shù)要求具體如下：

圖1 A型集裝箱平車鎖座分布圖

(1)平面度要求。鎖座組焊后，同一集裝箱使用的鎖座，其承載面平面度需滿足：

10英尺集裝箱不大于3 mm,20英尺集裝箱不大于4 mm,40英尺集裝箱不大于6 mm；鎖座厚度允許在24～28 mm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

(2)位置尺寸要求。鎖座組焊后，同一集裝箱使用的鎖座，其位置尺寸要求如下：

2 鎖座組裝方法分析

根據(jù)A型集裝箱平車鎖座組裝的技術(shù)要求分析，既要保證各個(gè)鎖座的平面度又要保證各鎖座間的位置尺寸，所以鎖座組裝的合理工藝步驟應(yīng)為：

首先根據(jù)平面度要求，確定各鎖座位置所需組裝的鎖座厚度值，根據(jù)厚度值選擇對(duì)應(yīng)鎖座；

其次根據(jù)鎖座位置尺寸對(duì)各個(gè)鎖座進(jìn)行定位，定位完畢后進(jìn)行鎖座焊接。

其中，平面度即同一集裝箱鎖座承載面構(gòu)成的平面與理想平面的差值，其計(jì)算方法為同一對(duì)角線處兩鎖座承載面高度之和與另一對(duì)角線處兩鎖座承載面高度之和的差的絕對(duì)值，即平面度Y=|(X1+X3)-(X2+X4)|。其中，X1、X2、X3、X4均為正數(shù)，X1、X3為同一對(duì)角線處鎖座高度數(shù)值；X2、X4為另一對(duì)角線處鎖座高度數(shù)值，如圖2所示。

圖2 同一集裝箱鎖座高度示意圖

3 原鎖座組裝工藝

3.1 原鎖座組裝步驟

(1)使用水準(zhǔn)儀測(cè)量各鎖座位置高度尺寸。

(2)通過(guò)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)鎖座平面度尺寸要求，計(jì)算并確認(rèn)各位置所需鎖座的厚度尺寸。

(3)根據(jù)各鎖座間距尺寸(長(zhǎng)度、寬度、對(duì)角線)要求，通過(guò)拉線測(cè)量確定其鎖座組裝位置尺寸。

(4)對(duì)各鎖座進(jìn)行定位焊接。

(5)鎖座組裝完畢，將車體吊至下一工序。

3.2 原鎖座組裝工藝計(jì)算強(qiáng)度及鎖座厚度選擇

通過(guò)分析集裝箱平車圖紙及鎖座組裝要求， 可以看出10英尺集裝箱鎖座共有5個(gè)，20英尺集裝箱鎖座共有5個(gè)，40英尺集裝箱鎖座共有2個(gè)。組裝過(guò)程如圖3所示。

圖3 原有鎖座組裝過(guò)程示意圖

(1)當(dāng)進(jìn)行鎖座厚度選擇時(shí)，若鎖座厚度選擇正確，則需計(jì)算平面度12次，由于各鎖座相互關(guān)聯(lián)，每個(gè)鎖座均為3組集裝箱鎖座共有，即每當(dāng)調(diào)整其中1個(gè)鎖座時(shí)，需重新計(jì)算平面度3次，而在實(shí)際計(jì)算中，鎖座厚度調(diào)整率在20%以上(約6個(gè)鎖座)，則需增加計(jì)算次數(shù)至少18次，即每輛車鎖座平面度至少計(jì)算30次以上。

(2)當(dāng)厚度選擇完全正確，進(jìn)行位置定位時(shí)，每個(gè)集裝箱鎖座測(cè)量長(zhǎng)、寬及對(duì)角線時(shí)至少需測(cè)量6次，組裝該集裝箱平車全車鎖座時(shí)共需測(cè)量鎖座次數(shù)：6×(5+5+2)=72(次)；計(jì)算對(duì)角線差次數(shù)：5+5+2=12(次)。

(3)由以上數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)鎖座組裝成功時(shí)，全車鎖座組裝仍需測(cè)量72次，同時(shí)對(duì)角線差計(jì)算12次，若發(fā)生測(cè)量位置錯(cuò)誤等情況，需要測(cè)量和計(jì)算的數(shù)據(jù)將會(huì)更加龐大，批量生產(chǎn)時(shí)，若使用原始的鎖座厚度選擇方法和直接測(cè)量定位的方法進(jìn)行組裝，將嚴(yán)重影響組裝效率及質(zhì)量。所以，減少鎖座厚度選擇次數(shù)和位置定位測(cè)量計(jì)算的次數(shù)是提高平車鎖座組裝效率的關(guān)鍵。

4 平車鎖座組裝工藝研究

4.1 鎖座厚度快速選擇法

經(jīng)查詢相關(guān)資料并分析論證，設(shè)計(jì)了專用鎖座厚度計(jì)算軟件，通過(guò)軟件計(jì)算出各集裝箱鎖座平面度尺寸，當(dāng)進(jìn)行厚度調(diào)整時(shí)，該軟件可直接顯示出各平面度變化，而無(wú)需進(jìn)行再次計(jì)算，如圖4所示。

為直觀顯示數(shù)據(jù)是否正確，為平面度及鎖座上平面距中梁上平面高度差計(jì)算表設(shè)置了紅綠顏色自動(dòng)顯示功能，當(dāng)滿足各平面度等各限定條件時(shí)則數(shù)據(jù)合格，即用綠色顯示，當(dāng)不滿足限定條件時(shí)則數(shù)據(jù)不合格，即用紅色進(jìn)行顯示。當(dāng)平面度和鎖座距中梁上平面高度差數(shù)據(jù)全為綠色時(shí)，則所有鎖座厚度數(shù)據(jù)符合組裝要求。如有紅色數(shù)據(jù)顯示則根據(jù)其數(shù)值大小調(diào)整相應(yīng)鎖座厚度使其符合要求即可。

4.2 集裝箱平車鎖座通用組對(duì)裝置

由于集裝箱平車各鎖座相互關(guān)聯(lián)尺寸較多，只有當(dāng)所有鎖座相對(duì)位置固定時(shí)，使其整體移動(dòng)才可以達(dá)到快速組裝的目的，使用全車鎖座整體組裝的工藝方法是多鎖座車輛快速組裝的捷徑。集裝箱平車鎖座通用組對(duì)裝置就是在該工藝的基礎(chǔ)上研究并設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)主要包括基座組成、移動(dòng)鐵馬組成、縱向微調(diào)裝置、三鎖座組對(duì)單元、單鎖座組對(duì)單元、雙鎖座組對(duì)單元、導(dǎo)向立柱等部分，如圖5所示。

(1)基座組成由縱向邊梁、橫梁、連接梁及連接板組成，縱向邊梁采用分段結(jié)構(gòu)，各分段使用連接板及螺栓進(jìn)行連接固定，其中縱向邊梁安裝鐵馬處設(shè)置了多列柔性調(diào)整孔，可根據(jù)車型的不同長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。

(2)可移動(dòng)鐵馬組成包括手柄、絲杠、導(dǎo)框、移動(dòng)鐵馬和帶軌道框架等。當(dāng)車體吊放至可移動(dòng)鐵馬組成上時(shí)，搖動(dòng)兩端可移動(dòng)鐵馬手柄即可實(shí)現(xiàn)車體橫向定位及調(diào)整，確保車體橫向位置準(zhǔn)確。

圖4 鎖座數(shù)據(jù)檢測(cè)

圖5 集裝箱平車鎖座通用組對(duì)裝置

(3)縱向微調(diào)裝置包括龍門架、縱向微調(diào)絲杠、導(dǎo)向柱和推鐵等，縱向微調(diào)絲杠設(shè)有杠桿安裝孔，當(dāng)車體橫向定位后通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠使推鐵接觸并推動(dòng)車輛端部可實(shí)現(xiàn)車體縱向位置的調(diào)整及定位。

(4)鎖座組對(duì)單元由單鎖座組對(duì)單元、雙鎖座組對(duì)單元及三鎖座組對(duì)單元構(gòu)成，各單元結(jié)構(gòu)類似、原理相同，均包括滑動(dòng)鎖頭、軸承、旋轉(zhuǎn)臂、固定支座等，其中滑動(dòng)鎖頭由于受重力作用可向下滑動(dòng)，而滑動(dòng)端尾部設(shè)有限位防止其掉落，同時(shí)滑動(dòng)鎖頭可根據(jù)鎖座不同形狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)更改。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂打開(kāi)時(shí)為豎直狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)車體的吊入及吊出；當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂關(guān)閉時(shí)為水平狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)鎖座組對(duì)功能，當(dāng)對(duì)車體橫向及縱向定位完畢后，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)臂并提起滑動(dòng)鎖頭，在滑動(dòng)鎖頭下方放置所要組裝的鎖座，使滑動(dòng)鎖座完全落入鎖座孔中，即完成鎖座定位，將各鎖座定位焊接后，向上提起滑動(dòng)鎖頭并打開(kāi)旋轉(zhuǎn)臂即可將車體吊出。鎖座組對(duì)單元如圖6所示。

(a)單鎖座組對(duì)單元 (b)雙鎖座組對(duì)單元 (c)三鎖座組對(duì)單元圖6 鎖座組對(duì)單元示意圖

(5)導(dǎo)向立柱由立柱、座板、筋板等組焊而成，其作用是防止車體在吊入或吊出過(guò)程中與各鎖座組對(duì)單元發(fā)生磕碰損壞，同時(shí)也對(duì)裝置外側(cè)起到安全限位的作用。

4.3 組裝工藝步驟

(1)使用水準(zhǔn)儀測(cè)量各鎖座位置高度。

(2)根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，按照相關(guān)鎖座平面度尺寸要求，計(jì)算并確認(rèn)各位置所需鎖座厚度尺寸。

(3)打開(kāi)裝置中的各旋轉(zhuǎn)臂，將車體吊入該裝置中，分別對(duì)車體進(jìn)行橫向和縱向定位，當(dāng)滑動(dòng)鎖頭

完全落入各梁上蓋板鎖座安裝孔后，車體位置即為正確位置，可以進(jìn)行鎖座組對(duì)。

(4)關(guān)閉各旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂中的滑動(dòng)鎖頭所處位置即為鎖座組裝位置。

(5)在裝置滑動(dòng)鎖頭處放置所需組裝的鎖座，使滑動(dòng)鎖頭完全落入鎖座中，則鎖座定位完成。

(6)定位焊接完畢后，將車體吊入下一工序進(jìn)行鎖座焊接。

4.4 組裝方法的優(yōu)點(diǎn)

(1)該方法只需在批量生產(chǎn)之初，對(duì)集裝箱平車鎖座進(jìn)行尺寸校對(duì)，在批量生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需人工繁瑣的測(cè)量及計(jì)算，將所有計(jì)算交由電腦軟件執(zhí)行，同時(shí)可以進(jìn)行直觀判斷并調(diào)整。

(2)由于鎖座的組裝質(zhì)量完全由裝置定位完成，其組裝質(zhì)量大幅提高。

(3)該裝置具有良好的柔性，可適應(yīng)不同車型、不同位置、不同鎖座的組裝要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用專用軟件快速進(jìn)行鎖座厚度選擇，并使用集裝箱平車鎖座通用組裝裝置可以大幅提高生產(chǎn)效率，有效控制整車制造質(zhì)量。該方法已成功應(yīng)用于生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果?！?/p>

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)01-0034-03

2015-03-30

張 維(1984-)，男，本科學(xué)歷，工程師,從事貨車組裝工藝技術(shù)工作。

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