胡祝兵 (安徽建筑機(jī)械有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230601)

1 研究背景

隨著社會(huì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化的不斷完善，隨處可見(jiàn)的高樓大廈也是像雨后春筍一樣拔地而起，使得塔式起重機(jī)的需求量越來(lái)越大。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是塔式起重機(jī)的重要受力部件，承受著塔式起重機(jī)在工作時(shí)的軸力、扭矩和彎矩，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的制造精度直接影響著塔式起重機(jī)工作時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性，因此標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的焊接質(zhì)量至關(guān)重要。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是由四件標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿和各腹桿組成一個(gè)矩形空間桁架結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的重要組成部件，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿是由主弦桿和連接套組成，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的拼裝焊接質(zhì)量直接關(guān)系著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)質(zhì)量的好壞，因此控制好標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的拼裝焊接質(zhì)量，可以起到事半功倍的效果。

現(xiàn)有的塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套拼焊工裝為固定式，其拼裝步驟如下：首先將主弦桿吊入工裝中，然后用銷(xiāo)軸單側(cè)定位主桿連接套，確認(rèn)尺寸無(wú)誤后，點(diǎn)焊牢固，最后脫模。脫模時(shí)需用手將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿從工裝中推出，再利用行車(chē)將其轉(zhuǎn)運(yùn)至焊接工位，這種裝置工裝效率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大。且現(xiàn)有工裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套為單側(cè)銷(xiāo)軸定位，其精度不高，易導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配階差大。為提高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的拼裝效率及精度，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套工裝。

2 主桿連接套旋轉(zhuǎn)工裝介紹

為了克服上述現(xiàn)有工裝的不足，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察和研究，設(shè)計(jì)了一種新式塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套旋轉(zhuǎn)工裝。該工裝使用簡(jiǎn)單方便，上、下料輕松省力，不僅能降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，而且有效地解決了連接套定位精度不高和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配階差的問(wèn)題。

2.1 工裝組成

該工裝（見(jiàn)圖1）由物料擺放臺(tái)、定位裝置和成品擺放臺(tái)三部分組成。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套旋轉(zhuǎn)工裝軸測(cè)視圖

物料擺放臺(tái)是一個(gè)帶有一定坡度的物料存放臺(tái)，物料擺放臺(tái)的頂面為傾斜設(shè)置，物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在物料擺放臺(tái)頂面的最低處，通過(guò)該機(jī)構(gòu)可將主弦桿移動(dòng)到定位裝置上。在重力的作用下，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿會(huì)從物料擺放臺(tái)的高處位置向低處位置滾落。物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖2）包括復(fù)位彈簧、阻止塊、障礙塊和一端與阻止塊鉸接另一端與障礙塊鉸接的鉸接件，鉸接件的中部鉸接有連接桿，連接桿固定在物料擺放臺(tái)上，復(fù)位彈簧的一端與物料擺放臺(tái)連接，復(fù)位彈簧的另一端連接在阻止塊或鉸接件的靠阻止塊的一側(cè)。物料擺放臺(tái)上開(kāi)有通孔，供障礙塊通過(guò)。通過(guò)障礙物的升起可以阻擋下一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的向下滾動(dòng)，從而使每次僅有一件標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿進(jìn)入定位裝置內(nèi)。通過(guò)物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，可以控制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿滾落的距離和滾落的數(shù)量。

圖2 物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)示意圖

定位裝置由定位機(jī)構(gòu)和支架組成，定位機(jī)構(gòu)的背面焊有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，定位機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在支架上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有旋轉(zhuǎn)手柄，方便轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)時(shí)更加省力。定位機(jī)構(gòu)由兩立板拼焊而成，銷(xiāo)軸定位孔和U形卡槽通過(guò)機(jī)加工整體而成，U形卡槽主要是用于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿定位，而銷(xiāo)軸定位孔則是用于定位連接套，立板上還設(shè)有斜坡，便于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿進(jìn)出。兩定位機(jī)構(gòu)通過(guò)連接槽鋼連接成為一個(gè)整體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)，可帶動(dòng)兩定位機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)。穿過(guò)軸套在拼裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿時(shí)，連接套通過(guò)銷(xiāo)軸穿鏜定位放置于兩立板內(nèi)部。當(dāng)主弦桿移動(dòng)到定位機(jī)構(gòu)內(nèi)時(shí)，拼裝連接套，調(diào)整連接套和主弦桿的拼焊位置，點(diǎn)焊連接套與主弦桿連接部位，每道焊縫點(diǎn)焊兩點(diǎn)，確認(rèn)點(diǎn)焊牢固后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)向成品擺放臺(tái)方向，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿在重力的作用下掉落至成品擺放臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的快速落料。支架是由板片組成的一個(gè)矩形桁架結(jié)構(gòu)，軸套安裝在支架頂部中間部位，通過(guò)軸套將定位機(jī)構(gòu)固定在支架上。

成品擺放臺(tái)也是一個(gè)帶有一定坡度的物料存放臺(tái)，用于擺放已點(diǎn)焊好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿，待達(dá)到一定數(shù)量后，統(tǒng)一轉(zhuǎn)運(yùn)。頂部?jī)A斜設(shè)置，在頂部最低處設(shè)有物料擋板，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿落料時(shí)會(huì)被擋板擋住，不至于掉落至地面，方便集料。

2.2 附圖說(shuō)明

見(jiàn)圖1～圖3。

圖3 定位裝置示意圖

3 工作原理

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿和連接套分別事先機(jī)加工完畢，放置于本工裝內(nèi)待焊接。

兩名操作人員分別在兩定位機(jī)構(gòu)兩側(cè)準(zhǔn)備，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿吊裝至物料擺放臺(tái)上后，兩名操作人員同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)至物料擺放臺(tái)方向。定位機(jī)構(gòu)上觸碰塊的向下移動(dòng),帶動(dòng)物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)上的接觸塊和阻止塊向下運(yùn)動(dòng)，阻止塊向下移動(dòng)使得復(fù)位彈簧拉長(zhǎng)，向下移動(dòng)的阻止塊通過(guò)鉸接件時(shí),會(huì)帶動(dòng)障礙塊向上移動(dòng)，障礙塊的一端在鉸接件的帶動(dòng)下穿過(guò)通孔。通過(guò)障礙物的升起可以阻擋下一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的向下滾動(dòng)，從而使每次僅有一件標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿進(jìn)入定位裝置內(nèi)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿進(jìn)入定位機(jī)構(gòu)后，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，并將定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)成品擺放臺(tái)方向，在復(fù)位彈簧向上回收的帶動(dòng)下，阻止塊向上移動(dòng)，向上移動(dòng)的阻止塊通過(guò)鉸接件時(shí)，會(huì)帶動(dòng)障礙塊向下移動(dòng)至穿出通孔的障礙塊的一端不超過(guò)物料擺放臺(tái)的頂面，這樣定位機(jī)構(gòu)就自動(dòng)歸位，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)利用物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)控制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的滾動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)向物料擺放臺(tái)方向時(shí)，會(huì)使得物料移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿自動(dòng)進(jìn)入定位機(jī)構(gòu)中，勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低，且操作簡(jiǎn)便。

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿進(jìn)入定位裝置后，操作人員分別將連接套通過(guò)銷(xiāo)軸穿鏜定位于定位機(jī)構(gòu)內(nèi)，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿和連接套的定位位置，依次點(diǎn)焊牢固連接套，每道焊縫點(diǎn)焊兩點(diǎn)，然后退出銷(xiāo)軸，最后將定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)至成品擺放臺(tái)方向，拼裝好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿在重力的作用下，滾落到成品擺放臺(tái)上，從而完成了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的拼裝工裝。最后將拼裝好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿轉(zhuǎn)運(yùn)至焊接工位。

4 結(jié)束語(yǔ)

本工裝利用定位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)觸發(fā)移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，使放置在物料擺放臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿自動(dòng)進(jìn)入定位裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)定位裝置，還可以將位于定位裝置上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿轉(zhuǎn)移至成品擺放臺(tái)上，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿整體進(jìn)行準(zhǔn)確的定位可以提高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿連接套的定位精確度，進(jìn)而提高了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主桿的制作精度，并且降低了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配階差，操作簡(jiǎn)單、裝置經(jīng)濟(jì)實(shí)用。