一種機(jī)柜裝艙通用工裝的設(shè)計(jì)

徐 亮 熊 強(qiáng)

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一種機(jī)柜裝艙通用工裝的設(shè)計(jì)

徐 亮 熊 強(qiáng)

（北京無線電測(cè)量研究所，北京 100854）

根據(jù)雷達(dá)結(jié)構(gòu)總裝過程中機(jī)柜裝艙困難的情況，分析機(jī)柜裝艙過程的特點(diǎn)，提出了一種通用的機(jī)柜裝艙解決方案，并設(shè)計(jì)了機(jī)柜裝艙工裝。該工裝集機(jī)柜進(jìn)艙與機(jī)柜在艙內(nèi)移動(dòng)與安裝就位為一體，大大降低了機(jī)柜裝艙過程的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了裝配效率。同時(shí)，將機(jī)柜裝艙過程精細(xì)化，保障了裝配過程的安全平穩(wěn)。

機(jī)柜裝艙；工裝；設(shè)計(jì)

1 引言

在雷達(dá)結(jié)構(gòu)總裝過程中，機(jī)柜裝艙是一項(xiàng)重要的工作。其主要包含：機(jī)柜進(jìn)艙，即將機(jī)柜安全平穩(wěn)地跨過艙門，進(jìn)入艙內(nèi)；機(jī)柜安裝就位，機(jī)柜進(jìn)艙之后，需轉(zhuǎn)運(yùn)到指定安裝位置，使用指定的安裝方式進(jìn)行機(jī)柜安裝。目前的實(shí)際機(jī)柜裝艙過程存在以下共性特點(diǎn)，導(dǎo)致該過程變得較困難。

a. 機(jī)柜普遍較重，多在100～300kg之間，整個(gè)機(jī)柜裝艙過程中搬運(yùn)勞動(dòng)強(qiáng)度大。

b. 機(jī)柜高度多數(shù)僅比艙門矮約100～200mm，有的甚至大于艙門高度，導(dǎo)致機(jī)柜進(jìn)艙困難。目前主要通過天吊將機(jī)柜吊至門口，部分搭進(jìn)艙門，再靠人力搬運(yùn)進(jìn)艙。

c. 機(jī)柜在艙內(nèi)布局緊湊，人和搬運(yùn)設(shè)備的操作空間有限；此外，機(jī)柜表面基本無手持施力點(diǎn)，導(dǎo)致機(jī)柜在艙內(nèi)周轉(zhuǎn)、移動(dòng)困難。目前，艙內(nèi)可用的設(shè)備僅有墊塊、滾杠等簡(jiǎn)單的輔助工具，大量操作需多人協(xié)同操作。

d. 機(jī)柜安裝落位方式多樣，基本以下部安裝減震器為主。但減震器間距各型號(hào)各機(jī)柜都有差異，減震器高度基本都小于90mm。目前機(jī)柜安裝落位基本靠人力操作為主，無可用的輔助設(shè)備。

大量高強(qiáng)度人力參與的裝配過程，必然對(duì)人身安全、設(shè)備安全造成威脅。在小空間中的操作還容易出現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備及艙內(nèi)地面的磕碰、刮蹭等危險(xiǎn)。同時(shí)，整個(gè)裝配過程需要操作人員多，效率低下。此種純手工的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜裝艙模式已儼然越來越不適應(yīng)目前大量批產(chǎn)型號(hào)對(duì)于快速精確裝配的需求，亟需引入輔助裝配工裝，解決目前機(jī)柜裝艙困難的問題。

機(jī)柜裝艙過程動(dòng)作復(fù)雜，操作空間局限大，目前，市場(chǎng)上還沒有針對(duì)此類應(yīng)用的通用設(shè)備。本文從機(jī)柜裝配全過程考慮，提出一種集機(jī)柜進(jìn)艙、艙內(nèi)機(jī)柜搬運(yùn)與準(zhǔn)確安裝落位為一體的輔助工裝的實(shí)現(xiàn)方法。但是考慮到各型號(hào)機(jī)柜尺寸各異，安裝方式也各不相同，要實(shí)現(xiàn)針對(duì)所有型號(hào)的通用機(jī)柜進(jìn)艙與安裝設(shè)備，在現(xiàn)階段不具有可行性。以典型的、符合以上共性特點(diǎn)的批產(chǎn)型號(hào)X系列艙的機(jī)柜安裝方式為主，提出了一種具有一定通用性的機(jī)柜進(jìn)艙與安裝輔助工裝的解決方案。

2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)整體方案

本文提出將機(jī)柜進(jìn)艙與機(jī)柜移動(dòng)、安裝落位過程分開，兩套工裝協(xié)助配合的結(jié)構(gòu)解決方案。結(jié)構(gòu)整體示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)構(gòu)裝艙設(shè)備結(jié)構(gòu)整體示意圖

該工裝分為進(jìn)艙導(dǎo)軌和艙內(nèi)搬運(yùn)車兩部分。進(jìn)艙導(dǎo)軌跨過艙門，從艙外連接到艙內(nèi)地面。進(jìn)艙導(dǎo)軌包含一組固定式導(dǎo)軌和一組沿導(dǎo)軌可滾動(dòng)的軌上小車組成。該工裝可將機(jī)柜從艙外平滑地送入艙門內(nèi)。在艙內(nèi)，艙內(nèi)搬運(yùn)車自帶升降功能且能萬向移動(dòng)，可以將機(jī)柜搬離進(jìn)艙導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)運(yùn)到指定位置、完成機(jī)柜準(zhǔn)確落放等。

2.2 進(jìn)艙導(dǎo)軌

進(jìn)艙導(dǎo)軌分為導(dǎo)軌車和軌上小車兩大部分組成。導(dǎo)軌車為輪式結(jié)構(gòu)，可以自由移動(dòng)到需要的位置。工作時(shí)，使用螺旋支撐腿支撐固定。導(dǎo)軌車上導(dǎo)軌組選用槽鋼加工而成，分為左右兩段平行布置，并通過中間兩連接板連接。在進(jìn)艙導(dǎo)軌最遠(yuǎn)端，留置了中間間隙，可用于布置艙內(nèi)搬運(yùn)車，進(jìn)而進(jìn)行機(jī)柜的轉(zhuǎn)移。

軌上小車采用超低式設(shè)計(jì)，選用了最小型的聚氨酯叉車輪。工作時(shí)將軌上小車輪子陷入導(dǎo)軌中，盡量減少進(jìn)艙導(dǎo)軌的整體高度，有效地減少了對(duì)有限的艙門高度的占用，最少占用高度為78mm。另外，軌上小車與導(dǎo)軌車遠(yuǎn)端一樣使用了U型結(jié)構(gòu)，其兩貨叉內(nèi)側(cè)間距達(dá)360mm，給艙內(nèi)搬運(yùn)車留有足夠的操作空間。

2.3 機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車

機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車是本工裝設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)萬向移動(dòng)和升降的設(shè)備很多，實(shí)現(xiàn)的原理也多種多樣，但是用于安裝機(jī)柜的減震器間隙寬度最小僅310mm，高度約90mm，在這個(gè)空間中能夠?qū)崿F(xiàn)載重100～300kg、能萬向移動(dòng)、通過升降能達(dá)到70～110mm高度范圍的設(shè)備目前市面上還沒有。

綜合考慮蝸輪蝸桿、超薄型千斤頂、升降氣囊等多種結(jié)構(gòu)方案優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)可靠性、操作便捷性等方面的因素，設(shè)計(jì)的機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車沿用通用的手動(dòng)液壓搬運(yùn)車的結(jié)構(gòu)原理，選取最小型的市售液壓搬運(yùn)車進(jìn)行小型輕量化的結(jié)構(gòu)改裝設(shè)計(jì)。在保證液壓升降范圍為60～150mm的同時(shí)，將其貨叉板外側(cè)寬度由原來的380mm縮小至300mm，長(zhǎng)度上由原來的800mm縮小至550mm，整體轉(zhuǎn)彎半徑由原來的1000mm縮小至800mm。為滿足更多機(jī)柜尺寸的要求，在搬運(yùn)車上可以選裝長(zhǎng)700mm或更長(zhǎng)的加長(zhǎng)貨叉板。

經(jīng)改裝的機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車能夠進(jìn)行機(jī)柜在艙內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和準(zhǔn)確安裝落位。與進(jìn)艙導(dǎo)軌配合使用，可以做到機(jī)柜進(jìn)艙與安裝全過程的人力輔助。

3 應(yīng)用分析

本文設(shè)計(jì)的機(jī)柜裝艙工裝，可以滿足X系列艙的機(jī)柜裝艙要求，并且已經(jīng)獲得了實(shí)際應(yīng)用。該工裝實(shí)物見圖2。使用本工裝進(jìn)行機(jī)柜裝艙過程見圖3。

圖2 機(jī)柜裝艙工裝實(shí)物

圖3 機(jī)柜裝艙過程

a. 架設(shè)設(shè)備。將工裝設(shè)備移動(dòng)至艙門位置，導(dǎo)軌遠(yuǎn)端伸入艙門內(nèi)，將艙內(nèi)搬運(yùn)車貨叉伸入導(dǎo)軌間間隙中間，做好機(jī)柜裝艙準(zhǔn)備。

b. 吊放機(jī)柜。使用廠房?jī)?nèi)天吊吊起欲裝艙的機(jī)柜，平穩(wěn)地放置于進(jìn)艙導(dǎo)軌的軌上小車合適位置上。

c. 機(jī)柜進(jìn)艙。將機(jī)柜沿導(dǎo)軌平穩(wěn)的推入艙門內(nèi)，待機(jī)柜整體越過艙門后，即完成機(jī)柜進(jìn)艙。

d. 機(jī)柜轉(zhuǎn)移。使用機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車插入機(jī)柜底部，升起貨叉板，將機(jī)柜托離進(jìn)艙導(dǎo)軌，完成機(jī)柜從進(jìn)艙導(dǎo)軌到艙內(nèi)搬運(yùn)車的平穩(wěn)過渡。

e. 移動(dòng)到位。萬向移動(dòng)機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車到指定的機(jī)柜安裝位置，將貨叉板插入減震器間隙中間，使機(jī)柜處于減震器的安裝孔正上方，完成機(jī)柜的移動(dòng)到位。

f. 準(zhǔn)確落位。降下機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車的貨叉板，機(jī)柜自然放置于減震器上，與搬運(yùn)車脫離，完成機(jī)柜的自動(dòng)準(zhǔn)確落位。

經(jīng)過工程實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，本工裝能夠滿足X系列艙的機(jī)柜裝艙要求，具有以下特點(diǎn)：

a. 全過程輔助裝配，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)柜進(jìn)艙、機(jī)柜在艙內(nèi)移動(dòng)、機(jī)柜到達(dá)指定位置落位以及過程之間的機(jī)柜支撐轉(zhuǎn)換，都完全靠工裝實(shí)現(xiàn)。以前需至少4人才能完成的過程現(xiàn)在僅需2人即可輕松完成，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

b. 操作便捷靈活。軌上小車在導(dǎo)軌上滾動(dòng)靈活，放置上機(jī)柜后也能很輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)柜的進(jìn)艙。機(jī)柜進(jìn)艙后，依靠機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車的操作把手，可以便捷輕松地實(shí)現(xiàn)機(jī)柜在艙內(nèi)的轉(zhuǎn)移、位置調(diào)整以及準(zhǔn)確落位等。

c. 有效保障了裝配過程安全。進(jìn)艙導(dǎo)軌的使用，使得進(jìn)艙過程平穩(wěn)，降低了機(jī)柜與艙體的潛在磕碰危險(xiǎn)。機(jī)柜艙內(nèi)搬運(yùn)車能夠?qū)C(jī)柜直接落置于減震器的安裝位置上，有效避免了機(jī)柜與艙內(nèi)設(shè)備、減震器之間的磨蹭、刮擦等，有效保障了裝配過程的安全。

d. 較好的通用性。本工裝本身實(shí)現(xiàn)原理具有通用性。為了滿足盡量多種尺寸規(guī)格的機(jī)柜裝艙，在結(jié)構(gòu)尺寸上進(jìn)行了最小化設(shè)計(jì)，可通過外加可選配的支撐板擴(kuò)展。只要機(jī)柜下部減震器安裝方式與X系列艙內(nèi)機(jī)柜相似，都可以考慮使用本工裝。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，本機(jī)柜裝艙工裝可以很好地輔助完成X系列艙的機(jī)柜裝艙過程。此外，其具有通用性的實(shí)現(xiàn)方法，也可以擴(kuò)展到其他型號(hào)不同機(jī)柜的裝艙應(yīng)用中。利用本工裝輔助機(jī)柜裝艙，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了該裝配過程對(duì)于人力的高度依賴，提高了車間裝配效率。同時(shí)，本工裝的投入使用，也將機(jī)柜裝艙過程從粗放式向精細(xì)化轉(zhuǎn)變，提高了裝配過程的安全性、平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。

A Designing Method of General Process Equipment Used for Assembling Cabinet into Shelter

Xu Liang Xiong Qiang

(Beijing Institute of Radio Measurement, Beijing 100854)

According to the status on being difficult to assembly cabinet into shelter in the final assembly of radar, a general solution was presented by analyzing the characteristics of the process of assembling cabinet into shelter, and a kind of process equipment used for assembling cabinet into shelter was also designed. The process equipment set cabinet entering, moving and assembling in a shelter as one, by which the labor intensity of assembly was reduced immensely and the assembly efficiency was improved. Another advantage of the process equipment was to make the assembling cabinet into shelter more meticulous, which would ensure the assembly process safe and steady.

assembling cabinet into shelter；general process equipment；designe

2017-05-05

徐亮（1975），高級(jí)工程師，航空宇航制造工程專業(yè)；研究方向：雷達(dá)總裝工藝。