推土機(jī)裝配車間工藝設(shè)計(jì)方案

桑清宇，張孝平

（機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院，合肥230601）

推土機(jī)裝配車間工藝設(shè)計(jì)方案

桑清宇，張孝平

（機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院，合肥230601）

根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，某公司擬新建年產(chǎn)3 000臺(tái)履帶式推土機(jī)的裝配車間。論文介紹了履帶式推土機(jī)裝配工藝及平面布置方案，并對(duì)主要裝配生產(chǎn)線進(jìn)行了簡(jiǎn)單描述。

履帶式推土機(jī);裝配工藝;裝配生產(chǎn)線

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.031

1 引言

推土機(jī)是土方工程機(jī)械的一種主要機(jī)械，是土石方工程施工使用的主要產(chǎn)品之一。推土機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一臺(tái)推土機(jī)由數(shù)千個(gè)零部件裝配而成，相對(duì)于其他工程機(jī)械而言，推土機(jī)制造技術(shù)難度較大。我國(guó)推土機(jī)自20世紀(jì)70年代從日本小松制作所引進(jìn)技術(shù)以來(lái)，后來(lái)又陸續(xù)引進(jìn)了美國(guó)卡特彼勒公司和德國(guó)利勃海爾靜液壓推土機(jī)技術(shù)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中多年的改進(jìn)創(chuàng)新，生產(chǎn)技術(shù)得到了很大的發(fā)展。

推土機(jī)按行走方式可分為履帶式和輪胎式兩種，履帶式推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機(jī)罩等組成。本文主要介紹履帶式推土機(jī)裝配車間的工藝設(shè)計(jì)方案與裝配生產(chǎn)線。

2 裝配車間概況

2.1 生產(chǎn)任務(wù)

推土機(jī)裝配車間主要承擔(dān)履帶式推土機(jī)的部件裝配和整機(jī)總裝任務(wù)，此外還承擔(dān)部分零部件清洗、整機(jī)檢測(cè)等任務(wù)。

2.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)

推土機(jī)裝配車間擬定主要產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)為：年產(chǎn)各類推土機(jī)3000臺(tái)。屬于中批量生產(chǎn)。

2.3 工作制度與年時(shí)基數(shù)

推土機(jī)裝配車間采用單班制組織生產(chǎn)，實(shí)行每周5d工作制，每班8h，全年工作時(shí)間為251d。

3 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 設(shè)計(jì)原則

1）在工藝設(shè)備布局上，充分考慮中批量推土機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，按照工藝路線順，物流路線短的原則進(jìn)行設(shè)備布置，盡量減少物料運(yùn)輸?shù)慕徊妫绕涫菧p少大型部件的越跨運(yùn)輸，減少能源消耗。

2）在設(shè)備選型上，本著先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，考慮產(chǎn)品特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，關(guān)鍵技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平和國(guó)際先進(jìn)水平，同等條件下優(yōu)先采用節(jié)能以及有利于環(huán)保治理的工藝與裝備。

3）提升裝配車間工藝環(huán)境和自然環(huán)境，采用高效輸送設(shè)備和裝配工藝設(shè)備，以提高裝配工作效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提升產(chǎn)品質(zhì)量。積極改善裝配車間自然環(huán)境，多方位考慮照明、通風(fēng)使其滿足裝配工藝要求，并考慮設(shè)置冷暖空調(diào)。

3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

1）推土機(jī)整機(jī)及主要零部件基本參數(shù)：

整機(jī)產(chǎn)品：型號(hào)1，外形尺寸(mm)6740×3570×3395，質(zhì)量24 520kg；

型號(hào)2，外形尺寸(mm)6250×3410×3210，質(zhì)量18 900kg。

車架：型號(hào)1，外形尺寸 (mm)3740×1380×1050，質(zhì)量1760kg；

型號(hào)2，外形尺寸(mm)3620×1040×900，質(zhì)量1250kg。

機(jī)罩：型號(hào)1，外形尺寸 (mm)1090×1300×1430，質(zhì)量480kg；

型號(hào)2，外形尺寸(mm)1080×980×1230，質(zhì)量310kg。

鏟刀：型號(hào)1，外形尺寸 (mm)3570×695×1350，質(zhì)量1150kg；

型號(hào)2，外形尺寸(mm)3570×695×1350，質(zhì)量1270kg。

2）推土機(jī)總裝裝配工藝流程

清洗→壓裝半軸（預(yù)裝）→上線→裝變速箱→裝法蘭盤(pán)、外殼體→液壓管路(粗濾器）→轉(zhuǎn)向離合器、制動(dòng)器→轉(zhuǎn)向閥及管路→鏈輪及其與終傳動(dòng)部件→發(fā)動(dòng)機(jī)、萬(wàn)向節(jié)、燃油箱油管→前機(jī)罩總成→連接液壓管路→地板翼板總成、操縱連接→上罩、側(cè)護(hù)罩、排氣管→燃油箱、護(hù)罩、底護(hù)板→臺(tái)車總成→履帶→底護(hù)板及小件的裝配→牽引架→駕駛室、駕駛棚→整備→涂裝→入庫(kù)。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)部裝工藝流程

發(fā)動(dòng)機(jī)→裝變矩器→裝飛輪殼→裝進(jìn)排氣裝置→裝電氣部分。

4）左右臺(tái)車部裝工藝流程

左右臺(tái)車→裝四輪→裝漲緊裝置→裝護(hù)罩→裝傾斜管路。

4 裝配車間工藝設(shè)計(jì)

4.1 車間土建參數(shù)

根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、工藝特點(diǎn)以及廠區(qū)實(shí)際情況，新建裝配車間共3跨，由北向南分別為18m，24m，18m，總長(zhǎng)168m，總寬60m，總面積約10 080m2。車間內(nèi)最大行車為20t，軌高9m。

4.2 車間工藝布置

裝配車間圍繞總裝線組織生產(chǎn)。裝配車間最北側(cè)18m跨為總裝配跨，設(shè)置1條總裝配線，中間24m跨為部裝跨，根據(jù)需要設(shè)置多條部裝線。最南側(cè)18m跨為部件組裝區(qū)及外協(xié)配套件庫(kù)?？傮w工藝布局如圖1所示。

圖1 裝配車間總體工藝布局

4.3 主要裝配工藝說(shuō)明

1）根據(jù)擬定的生產(chǎn)綱領(lǐng)，推土機(jī)整機(jī)總成裝配設(shè)置1條生產(chǎn)線。總裝配線采用鏈條＋臺(tái)車的裝配形式，臺(tái)車采用地下返回的形式，根據(jù)產(chǎn)品品種，用鏈條來(lái)調(diào)整支撐之間的距離，節(jié)約廠房的使用面積。部裝根據(jù)需要由多條部裝線來(lái)完成，部裝線主要采用板鏈+支撐的形式。工位間距定為7m，保證輸送線上有足夠的間距放置隨行的存放標(biāo)準(zhǔn)件的工位小車。

2）根據(jù)裝配工藝特點(diǎn)，將部裝線垂直于總裝線布置，部裝后可過(guò)跨直送工位，減少中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

3）根據(jù)裝配工藝分析，生產(chǎn)作業(yè)中大部分零部件裝配需使用起重設(shè)備吊裝，行車使用較為頻繁，各操作工位等用行車的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，極大地影響了生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)采取在推土機(jī)裝配車間局部區(qū)域設(shè)置雙層行車，解決同跨廠房?jī)?nèi)因行車使用頻繁、布置過(guò)密出現(xiàn)互相干擾現(xiàn)象，提升生產(chǎn)效率。

4）為了保證推土機(jī)整機(jī)產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，要求裝配上線前的零部件有較高的清潔度，清洗工序?qū)儆谘b配關(guān)鍵工序之一。為保證清洗質(zhì)量，在裝配車間總裝線上線端一側(cè)設(shè)置2臺(tái)清洗機(jī)，對(duì)主機(jī)架、外殼體、終傳動(dòng)零部件、中央傳動(dòng)零部件等進(jìn)入裝配前進(jìn)行清洗。

5）整機(jī)產(chǎn)品下線前需進(jìn)行油液加注，根據(jù)不同油液的加注量的需要，液壓油、柴油、齒輪油以及防凍液在加油工位由加油機(jī)進(jìn)行定量加注。

6）產(chǎn)品在最后一個(gè)工位扣裝履帶，該工序?yàn)檠b配關(guān)鍵工序。履帶通過(guò)叉車輸送至工位，用行車展開(kāi)并鋪在液壓升降臺(tái)上，液壓升降臺(tái)頂起履帶進(jìn)行扣裝，履帶扣裝后，推土機(jī)沿斜坡自動(dòng)下線。下線后留出20m的距離，以滿足履帶漲緊、壓銷的操作空間和機(jī)動(dòng)空間，并在整機(jī)下線后出車間的這段區(qū)域鋪設(shè)鋼板地面，以保護(hù)地面不被損壞。

7）裝配作業(yè)過(guò)程中所需外協(xié)配套件種類及數(shù)量較多，為保證配送便捷、及時(shí)，將外協(xié)配套件庫(kù)緊鄰裝配區(qū)域設(shè)置，另外在裝配車間南側(cè)設(shè)置8m寬挑棚，用來(lái)存放大型零部件、配套件。

5 裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案

5.1 裝配線技術(shù)參數(shù)

根據(jù)擬定的生產(chǎn)綱領(lǐng)，裝配車間的生產(chǎn)節(jié)拍為：251d× 8h×60min÷3000臺(tái)=40.16min/臺(tái)，考慮到生產(chǎn)效率和月產(chǎn)量不均衡的影響，裝配線按照36min/臺(tái)的節(jié)拍計(jì)算參數(shù)。經(jīng)計(jì)算確定裝配生產(chǎn)線的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 裝配線主要技術(shù)參數(shù)

圖2 總裝線結(jié)構(gòu)示意圖

5.2 裝配線結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，推土機(jī)總裝線采用地拖鏈條+軌道臺(tái)車的形式，主要由驅(qū)動(dòng)裝置、漲緊裝置、輸送裝置（包括支架、鏈條、軌道、前后小車）、各蓋板護(hù)板、控制系統(tǒng)以及升降平臺(tái)等幾部分組成。每個(gè)裝配工位有2個(gè)臺(tái)車，整機(jī)在總裝線漲緊的一端上線后，驅(qū)動(dòng)裝置鏈輪帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，將臺(tái)車的插銷插入鏈條孔，臺(tái)車隨鏈條移動(dòng)，完成17個(gè)裝配工位的工作后，整機(jī)走到裝配線端頭的升降臺(tái)位置，升降臺(tái)升起，升降臺(tái)上的履帶通過(guò)臺(tái)車總成將推土機(jī)托起，使推土機(jī)與前后臺(tái)車分開(kāi)，臺(tái)車進(jìn)入地下軌道返回初始位置。軌道、鏈條與地面處于同一水平。

當(dāng)生產(chǎn)不同型號(hào)的產(chǎn)品時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)支撐臺(tái)車高度和前后小車的距離來(lái)達(dá)到滿足不同的裝配要求。總裝線結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

總裝線的運(yùn)行形式根據(jù)企業(yè)情況擬定為間歇式手動(dòng)運(yùn)行，每操作一次，線體啟動(dòng)一次，工件到位后人工停止。線體下線端設(shè)控制柜，手動(dòng)控制；線體中部設(shè)急停按鈕站9處，每個(gè)急停按鈕站相距約兩個(gè)工位，急停按鈕站設(shè)有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，且只能是在哪個(gè)工位停止，就在哪個(gè)工位啟動(dòng)。整機(jī)下線位置具有光電保護(hù)裝置，主機(jī)到達(dá)時(shí)報(bào)警提示。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況和生產(chǎn)要求，總裝線也可調(diào)整為連續(xù)運(yùn)行，其他設(shè)置不變。

其它部裝線相對(duì)承重量較小，線體較短，根據(jù)不同零部件特點(diǎn)，分別采用單板鏈或單板鏈+支撐的結(jié)構(gòu)形式。

6 結(jié)語(yǔ)

裝配車間是整個(gè)工廠生產(chǎn)過(guò)程中物流匯集的重要單元，現(xiàn)代工廠大都圍繞裝配組織生產(chǎn)。履帶式推土機(jī)產(chǎn)品整機(jī)及部件外形尺寸較大，工件的吊裝、運(yùn)輸是設(shè)計(jì)難題所在，本次設(shè)計(jì)借鑒同類工廠及其他工程機(jī)械的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品工序作業(yè)內(nèi)容及工序間的銜接關(guān)系進(jìn)行深入分析，研究了重、大部件及受生產(chǎn)節(jié)拍限制的物流輸送，制定了行之有效的物流輸送體系，采用了自動(dòng)化程度相對(duì)較高的多種形式機(jī)械化輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工藝裝備水平的提升，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

【1】張志秋.大中型液壓挖掘機(jī)裝配車間工藝平面設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2010(6)：56-60.

【2】王玉寬，等.年產(chǎn)6000臺(tái)推土機(jī)裝配工藝方案與設(shè)備[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2009(11)：49-52.

【3】胡宗武,徐履冰,石來(lái)德.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[K]北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

TheTechnical Design for the Crawler Bulldozer AssemblyWorkshop

SANGQing-yu,ZHANGXiao-ping
(FirstDesign&ResearchInstitute,MI China,Hefei230601,China)

Accordingtothedevelopmentstrategyofenterprise,acompanyplanstobuildanassemblyworkshopwhichannualoutputof 3 000 units of crawler bulldozer, this paper introduces the assembly process of crawler bulldozer and layout program, and gives simple descriptionforthemainassembleline.

crawlerbulldozer;assemblytechnique;assembly-productionline

TH181

A

1007-9467（2016）09-0114-04

2016-05-11

桑清宇（1983～），男，河南林州人，工程師，從事機(jī)械工廠工藝設(shè)計(jì)與研究，（電子信箱）sangqingyu@126.com。