唐承源 劉健

摘 要：燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)技術(shù)研究與應(yīng)用是利用自行式叉車作為研發(fā)輔助工具，利用叉車運(yùn)動(dòng)、叉臂叉移及動(dòng)力特性，在傳統(tǒng)方法上進(jìn)行科技創(chuàng)新研究，探索增加可回轉(zhuǎn)、燈浮標(biāo)配重安裝尾管定芯、液壓推動(dòng)配重安裝、拆卸，燈架則通過勾起并傾轉(zhuǎn)、滾動(dòng)、推進(jìn)等動(dòng)作，使人工裝配過渡到機(jī)械半自動(dòng)操作，從而在開展燈浮標(biāo)陸地保養(yǎng)時(shí)，達(dá)到降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工作業(yè)的安全性，提高工作效率的目的。

關(guān)鍵詞 ：燈浮標(biāo);配重;燈架;裝配;研究

燈浮標(biāo)主要用來標(biāo)示航道邊界，指示淺灘，礙航物或表示專門用途的重要水上浮動(dòng)助航標(biāo)志，有良好的導(dǎo)助航應(yīng)用效果。

1 燈浮標(biāo)配套裝配技術(shù)研究的背景

燈浮標(biāo)在使用或堆放存儲(chǔ)時(shí)，由于長(zhǎng)期暴露在大氣、海洋環(huán)境中，受到日曬雨淋，海浪沖擊，海水侵蝕等環(huán)境和條件的影響和破壞，因而需要定期回收，在固定保養(yǎng)場(chǎng)所進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)后重復(fù)使用。由于燈浮標(biāo)體積大，重量較重，且數(shù)量眾多，為提高燈浮標(biāo)的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，需要在保養(yǎng)的過程中對(duì)燈架和配重進(jìn)行拆卸，保養(yǎng)完成后也需要重新裝配待用。目前全國業(yè)內(nèi)基本是采用傳統(tǒng)的拆裝方式：拆裝燈架時(shí)通過叉車固定，航標(biāo)養(yǎng)護(hù)工手動(dòng)和叉車配合操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;而一個(gè)燈浮標(biāo)的配重一般由3-5個(gè)鑄鐵鼓圈組成，單個(gè)重量多為250-400KG不等，拆卸配重時(shí)，先松開鼓托片，叉車吊起自由落體或用叉車推動(dòng)逐一拆下，安裝時(shí)由叉車、人工，通過鋼絲纜繩將一個(gè)一個(gè)配重圈吊起裝配。方法傳統(tǒng)簡(jiǎn)單，技術(shù)落后，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，操作安全性差。因此迫切需要通過技術(shù)研究與應(yīng)用，改變行業(yè)的技術(shù)落后面貌，進(jìn)而通過科技創(chuàng)新引領(lǐng)生產(chǎn)力發(fā)展，在行業(yè)內(nèi)形成良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

2 燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)技術(shù)研究

為促進(jìn)燈浮標(biāo)安裝技術(shù)的進(jìn)步，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高裝配的效率，促進(jìn)燈浮標(biāo)新技術(shù)研究應(yīng)用，服務(wù)“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略，北海航標(biāo)處根據(jù)交通運(yùn)輸部南海航海保障中心科技項(xiàng)目研究計(jì)劃安排，在2018-2019年，以10噸叉車作為研究創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)，利用叉車原車所帶的液壓系統(tǒng)，增加遙控裝置控制，通過液壓裝置的動(dòng)作，在叉車的叉臂上增加左右平移、回轉(zhuǎn)、配重定芯結(jié)構(gòu)裝置，推動(dòng)配重進(jìn)行裝卸、燈架勾起并傾轉(zhuǎn)等動(dòng)作，來完成燈浮標(biāo)的裝配工作。在進(jìn)行航標(biāo)陸地保養(yǎng)時(shí)，通過創(chuàng)新技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)燈浮標(biāo)配重和燈架安裝及拆卸的半自動(dòng)化，從而極大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全性和工作效率。

2.1 燈浮標(biāo)安裝平臺(tái)配重的拆裝

以下為配重的裝配與拆卸工作原理圖：

上圖中：擺臂2的3個(gè)擺臂可以繞圖中的8擺臂座作擺動(dòng)，而擺臂的擺動(dòng)是由安裝在圖中7外支撐筒內(nèi)的三爪液壓卡盤來控制，當(dāng)三爪液壓卡盤的3個(gè)卡爪往外撐開時(shí)，3個(gè)擺臂繞著擺臂座同時(shí)往外撐開。相反，當(dāng)三爪液壓卡盤的3個(gè)卡爪往內(nèi)收縮時(shí)，3個(gè)擺臂繞著擺臂座同時(shí)向內(nèi)收縮。配重的推進(jìn)及拉出是由上圖中的1端板、6配重推板及安裝在7外支撐桶內(nèi)的液壓油缸、滑動(dòng)總成、導(dǎo)向桿、拉桿來共同完成。液壓油缸推動(dòng)1端板往前推或往后退，端板通過4根拉桿帶動(dòng)滑動(dòng)總成在8根導(dǎo)桿的導(dǎo)向作用下前推或后退，而4塊配重推板就安裝在滑動(dòng)總成上，所以當(dāng)油缸前推或后退時(shí)，配重推板跟著前推或后退。

安裝或拆卸配重時(shí)，首先將10噸叉車叉臂叉入上圖11底座總成中，主回轉(zhuǎn)總成10將主回轉(zhuǎn)以上的安裝平臺(tái)部分回轉(zhuǎn)到上圖位置，用遙控器控制上圖中的2擺臂收縮，叉車將上圖中的2擺臂及3配重上支撐桿套入事先擺放在配重存儲(chǔ)架上的若干個(gè)配重內(nèi)孔中，叉車叉起，利用叉車運(yùn)動(dòng)、上升、叉臂的左右移動(dòng)等動(dòng)作將擺臂2及配重支撐桿3套入燈浮標(biāo)的尾管中，用遙控器操控制3個(gè)擺臂撐開頂緊，3個(gè)擺臂定位尾管中心與3個(gè)擺臂中心重合，此時(shí)，用遙控器控制液壓油缸往前推，這樣配重在4個(gè)配重推板的推動(dòng)下被推入尾管中，此時(shí)通過收縮3個(gè)擺臂，叉車后退等配合就可以完成與尾管的分離，完成配重的裝配作業(yè)。

拆卸配重與裝配重剛好相反，先將擺臂2、配重支撐桿套入尾管中，控制3個(gè)擺臂撐開，使尾管中心與擺臂中心重合頂緊，將4個(gè)配重推板推到最前端，將圖示5的4個(gè)鉤板下擺并用插銷固定成圖示位置，通過控制液壓油缸后退，使5個(gè)配重跟著配重推板后退到配重支撐桿上，將擺臂收縮，用叉車后退使平臺(tái)與尾管分離，再將配重?cái)[放在配重存儲(chǔ)架上，完成配重的拆卸。

2.2 燈浮標(biāo)安裝平臺(tái)燈架的拆裝

上圖中：1位液壓傾轉(zhuǎn)減速器，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可以將上圖中的3、4、5、6、7整體傾轉(zhuǎn)一定角度，微調(diào)整燈架4個(gè)安裝角與燈浮標(biāo)上的4個(gè)安裝腳的角度，3也是液壓翻轉(zhuǎn)減速器，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，用來調(diào)整燈架在長(zhǎng)度方向與浮鼓鼓體擺放的角度一致。4為導(dǎo)向桿，5為推板，6為液壓油缸，7為燈架卡勾，其共同的作用為將燈架推入浮鼓的4個(gè)安裝腳或從浮鼓4個(gè)安裝腳中拉出。

當(dāng)安裝燈架時(shí)，叉車將平臺(tái)叉起，底座旋轉(zhuǎn)將平臺(tái)轉(zhuǎn)到上圖位置，叉車前行，使推板5與燈架的1個(gè)側(cè)面貼合叉起，將燈架的4個(gè)安裝腳送到浮鼓的4個(gè)安裝腳位置，通過遙控器調(diào)整控制燈架的傾轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)角度及叉臂的高度，使燈架的4個(gè)安裝腳與浮鼓上的4個(gè)安裝腳高度、角度、傾轉(zhuǎn)角度一致。此時(shí)，控制油缸6前行或后退，使燈架4個(gè)安裝腳推入燈浮標(biāo)的4個(gè)安裝腳中，完成燈架的安裝。

當(dāng)拆卸燈架時(shí)，先將叉車移動(dòng)到燈架前，通過調(diào)整傾轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、主回轉(zhuǎn)、叉臂高度及叉車的前后位置，使燈架卡勾7與燈架上方的1條角鐵上升，托住燈架，松開燈架的固定螺絲，此時(shí)，控制油缸6前行或后退，使燈架4個(gè)安裝腳脫離燈浮標(biāo)的4個(gè)安裝腳，完成燈架的拆卸工作。

2.3 燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)液壓系統(tǒng)

當(dāng)不使用安裝平臺(tái)時(shí)，從叉車液壓油泵出來的液壓油經(jīng)①的P口進(jìn)，從A口出，再經(jīng)過1個(gè)做背壓作用的單向閥后流入叉車的手動(dòng)多路換向閥，這樣設(shè)計(jì)可以保證叉車在接入安裝平臺(tái)液壓油路后仍可以像沒有接入前一樣正常工作。

當(dāng)使用安裝平臺(tái)時(shí)，只要③④⑤⑥⑦⑨中的任何1個(gè)電控液壓閥的線圈有電，跟上述6個(gè)電控?fù)Q向閥線圈并接在一起的①二位四通電液換向閥同時(shí)通電，使叉車的液壓油從①電液換向閥的P口進(jìn)，B口出，從而把叉車的液壓系統(tǒng)切換到安裝平臺(tái)的液壓系統(tǒng)中。當(dāng)③④⑤⑥⑦⑨中沒有控制電流（沒有動(dòng)作要求）時(shí)，①電液換向閥線圈也沒有電流，叉車液壓油又從①的P口進(jìn)，A口出，流向叉車的手動(dòng)多路換向閥。

2.4 燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)電控控制系統(tǒng)

燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)的電控控制系統(tǒng)主要是利用叉車上的直流24V電源，通過1個(gè)直流穩(wěn)壓模塊后作為控制系統(tǒng)的電源，再利用吊車的遙控系統(tǒng)，將遙控系統(tǒng)控制輸出的接觸器更改為小型直流繼電器模組，利用小型直流繼電器模組控制電控液壓閥即可。

3經(jīng)濟(jì)效益

燈浮標(biāo)配重的裝、卸。傳統(tǒng)燈浮標(biāo)配重的裝卸要3到4人配合才能完成，純手工操作，每次只能裝配1個(gè)配重，效率低下，工作繁重。通過技術(shù)創(chuàng)新后，2個(gè)人可以輕松操作，1個(gè)是叉車司機(jī)，1個(gè)是手持遙控器的操作工，省時(shí)省力，而且是1次裝卸5個(gè)配重，配重鼓圈按3個(gè)和5個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一存放，存放和使用都更加科學(xué)和規(guī)范，裝配的安全性和效率都有極大的提高。

燈浮標(biāo)燈架的裝、卸。傳統(tǒng)燈浮標(biāo)燈架的裝卸需要3到4人配合才能完成，也是要純手工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低。通過技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用后，2個(gè)人可以輕松操作，不用水平放置鼓體，工作更加便利舒適。

燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)技術(shù)創(chuàng)新研究與應(yīng)用，改造和增加的設(shè)施裝置成本約20萬元，成本低。通過一段時(shí)間的使用，我們認(rèn)為產(chǎn)品不僅不改變和影響叉車原有功用，而且安裝和連接十分方便，技術(shù)可靠，操作簡(jiǎn)單，方便了燈浮標(biāo)笨重、大件部件的安裝操作，節(jié)約了人工費(fèi)用開支，機(jī)械化的操作大大提高了燈浮標(biāo)陸地安裝的工作效率，生產(chǎn)安全更有保障，有向全行業(yè)推廣應(yīng)用的價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均十分顯著。

4結(jié)束語

燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)整個(gè)設(shè)計(jì)采用三維Ug設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后通過CAE受力分析結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)思路十分高效。

燈浮標(biāo)配套安裝平臺(tái)技術(shù)經(jīng)初步應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了燈浮標(biāo)配重和燈架安裝及拆卸的半自動(dòng)化，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，達(dá)到了技術(shù)研究的預(yù)期要求，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉俊.叉車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及液壓故障的診斷的研究[D].山東大學(xué)，2011.

[2]周士昌.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[3]黃宗益.工程起重機(jī)電子控制[J].上海同濟(jì)大學(xué)，1994（10）.

[4]蘇欣平，劉士通.工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[5]路秋生. 直流穩(wěn)壓電源并聯(lián)均流及實(shí)現(xiàn)[J].電子產(chǎn)品世界，2002（12b）：71-73.