橫移車組行走軌跡穩(wěn)定性改進(jìn)設(shè)計

梁玉鑫++張世英++陳強(qiáng)++鄒旭++蔣炎

摘 要：橫移車是裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，其性能的好壞對生產(chǎn)線有重要影響。我公司開發(fā)了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線成套設(shè)備，并在調(diào)試安裝階段根據(jù)實際情況，對橫移車組行走軌跡穩(wěn)定性進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑 ；預(yù)制構(gòu)件；橫移車組；行走軌跡；穩(wěn)定性

中圖分類號：U461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

裝配式建筑是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代建筑工藝，符合我國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求。為響應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)升級號召，進(jìn)入裝配建筑預(yù)制件生產(chǎn)設(shè)備這個新興市場，我公司于2014年成功開發(fā)設(shè)計了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線成套設(shè)備，之后陸續(xù)與國內(nèi)三家公司簽訂設(shè)備訂購合同。根據(jù)調(diào)試安裝以及生產(chǎn)階段的經(jīng)驗與問題，我公司對若干設(shè)備進(jìn)行了一些更新和完善。本文對成套設(shè)備中的一種主要設(shè)備——橫移車組——進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計作介紹。

1.設(shè)備簡介

如圖1所示，橫移車組主要由感應(yīng)座、橫移車、拖鏈和軌道組成。

圖2為單臺橫移車示意圖。

如圖1、圖2所示，橫移車組是由一對橫移車同步沿軌道行走，進(jìn)入位于初始工位的托盤下方后，每臺橫移車的兩端的兩個液壓缸升起，4個液壓缸在托盤底部頂起托盤，使其離開初始工位的若干個支撐輪。兩臺橫移車負(fù)載托盤同步行走至目標(biāo)托盤工位，接近開關(guān)檢測到感應(yīng)座，車組減速然后停止，4個液壓缸降落，將托盤放下，落在目標(biāo)工位的若干個支撐輪上，完成一個工作周期。

2.設(shè)備改進(jìn)設(shè)計

2.1設(shè)備出現(xiàn)的問題

通過現(xiàn)場安裝以及運(yùn)轉(zhuǎn)情況看出，在橫移車組負(fù)載托盤到目標(biāo)工位時出現(xiàn)過托盤的兩個槽鋼支座不能正常落入目標(biāo)工位的支撐輪上的情況?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)是因為托盤在行走過程中發(fā)生輕微轉(zhuǎn)動，托盤中心線與工位中心線產(chǎn)生一個很小的角度偏差。能夠造成這種轉(zhuǎn)動的因素有軌道平行度、車輪形狀公差、減速電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)差、傳動系統(tǒng)誤差、車輪與軌道間隙等。經(jīng)過初步判斷，是車輪與軌道間隙造成的車組行走軌跡不穩(wěn)定，從而帶動托盤轉(zhuǎn)動。

2.2設(shè)備問題分析與改進(jìn)

針對以上所出現(xiàn)的情況，設(shè)計員經(jīng)過觀察現(xiàn)場實際轉(zhuǎn)動量與建立的托盤轉(zhuǎn)動模型對照，分析如下：

車組每臺車有前、中、后3個車輪。前輪和后輪為槽輪，在車身外側(cè)，共用一根軌道。中輪為光輪，在車身內(nèi)側(cè)，單獨(dú)用一根軌道。一個車組合計4根軌道。槽輪與軌道的間隙，是車組行走不穩(wěn)定的原因，而光輪對行走軌跡無影響，所以只分析每車的前后槽輪及其所在軌道。車組負(fù)載托盤行走，當(dāng)車組行走軌跡變化、發(fā)生轉(zhuǎn)動時，由于托盤與車組不發(fā)生相對運(yùn)動，所以托盤轉(zhuǎn)角與車組轉(zhuǎn)角相等。

如圖3所示，托盤與車組整體轉(zhuǎn)動，不妨設(shè)轉(zhuǎn)動圓心O為2車前輪輪槽與軌道接觸點(diǎn)，當(dāng)對角線處的1車后輪槽從p點(diǎn)移動至q點(diǎn)與軌道接觸時，轉(zhuǎn)動達(dá)到極限位置，此時托盤的轉(zhuǎn)動角度最大，托盤支座與支撐輪偏差最大。容易得出：輪槽與軌道間隙越大，則車組與托盤轉(zhuǎn)動角度越大。建立公式如下：

式中：

Y-托盤支座與支撐輪偏差；

X-輪槽與軌道間隙；

L-車輪輪距；

W-輪緣與軌道接觸點(diǎn)間距；

A-軌道寬度；

B-支撐輪最大間距；

S-軌道間距；

Y，X，L，W，A，B，S如圖3所示。

在最初設(shè)計中，車輪按照起重機(jī)車輪標(biāo)準(zhǔn)JB/T6392-2008設(shè)計，輪槽與軌道間隙為15，當(dāng)X=15時，Y=38.7，大于托盤支座與支撐輪的最大間隙20，造成托盤無法準(zhǔn)確落在支撐輪上。

在改進(jìn)設(shè)計中，減小輪槽內(nèi)寬與軌道間隙，當(dāng)X=5時，Y=12.9<20，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試，托盤可以落在支撐輪上，改進(jìn)設(shè)計成功。

2.3 設(shè)備改進(jìn)的意義

橫移車組在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線中承擔(dān)著切換托盤軌道的作用，是生產(chǎn)線上的“換向閥”，橫移車組的故障率過高，會嚴(yán)重影響整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)。因此對橫移車組的設(shè)計著重考慮的問題是穩(wěn)定性，在設(shè)備調(diào)試及試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對其進(jìn)行重復(fù)次數(shù)較多的觀察，確認(rèn)其每次動作的準(zhǔn)確率滿足生產(chǎn)要求。上述改進(jìn)提高了設(shè)備的動作準(zhǔn)確率，為設(shè)備的升級換代提供了寶貴的經(jīng)驗。這次改進(jìn)后，生產(chǎn)線順利調(diào)試成功。

結(jié)語

混凝土預(yù)制構(gòu)件自動化生產(chǎn)成套裝備的市場未來的擴(kuò)大會給裝備制造方帶來重大利好，同時隨著供應(yīng)方增加也會對產(chǎn)品質(zhì)量提出更高要求，北方重工集團(tuán)公司將全力研發(fā)具有國際先進(jìn)水平的混凝土預(yù)制構(gòu)件成套裝備，實現(xiàn)集團(tuán)公司的升級轉(zhuǎn)型、由“大到強(qiáng)”的跨越。

參考文獻(xiàn)

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