自動(dòng)扶梯外蓋板裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的研究*

吳建龍

(通力電梯有限公司, 江蘇 昆山　215300 )

0　引　言

自動(dòng)扶梯外蓋板安裝是自動(dòng)扶梯裝配的后道安裝工序，為了避免運(yùn)輸過程中及在工地上吊裝時(shí)的碰傷，在工廠安裝后需要拆除、包裝、發(fā)貨到前線工地進(jìn)行復(fù)位，客戶在維保時(shí)也需要進(jìn)行反復(fù)拆裝，而且對裝配后的外觀質(zhì)量有很高的要求，因此其安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞會(huì)直接影響整個(gè)外蓋板裝拆的方便性及耐久性，由于自動(dòng)扶梯外側(cè)封板的配置選項(xiàng)眾多，產(chǎn)品型號(hào)不同，造成外蓋板設(shè)計(jì)的裝配方式不盡一致，裝配效率低下，消耗安裝工時(shí)多，重復(fù)裝拆容易引起自攻螺紋孔的損壞，零部件結(jié)構(gòu)繁瑣使得物料成本增大,因此必須對外蓋板在側(cè)封板配置選項(xiàng)不同情況下，進(jìn)行裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，使得外蓋板裝配結(jié)構(gòu)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化[1-3]。

1　自動(dòng)扶梯外蓋板改進(jìn)前的安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

自動(dòng)扶梯外側(cè)封板的配置根據(jù)客戶要求主要有以下七種選項(xiàng)：A.無側(cè)封板；B.側(cè)封板客戶自理；C.防塵板；D. Visual側(cè)封板；E.碳鋼焊接式側(cè)封板；F.不銹鋼折彎裝配式側(cè)封板；G.碳鋼折彎裝配式側(cè)封板。各種選項(xiàng)設(shè)計(jì)了不同的外蓋板安裝結(jié)構(gòu)。

選項(xiàng)A、選項(xiàng)B和選項(xiàng)C改進(jìn)前外蓋板的設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，外蓋板下粘貼焊接螺柱板b(見圖4)，通過焊接螺柱板b與護(hù)欄玻璃托架上的固定支架a裝在一起用螺母擰緊固定，考慮到桁架上固定玻璃托架的支架焊接垂直度問題，會(huì)導(dǎo)致玻璃托架彎斜，引起相鄰兩塊外蓋板對接處高低不平，當(dāng)高低差超過外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0.2 mm，需要對兩塊蓋板對接處的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于固定支架a是兩端用螺絲固定在玻璃托架上，所以相對玻璃托架的位置不能旋轉(zhuǎn)，故在固定支架a上設(shè)計(jì)增加了四個(gè)內(nèi)六角調(diào)節(jié)螺絲，用來頂外蓋板以調(diào)節(jié)對接處的高低，該裝配結(jié)構(gòu)操作空間小，只能用手工操作，因此調(diào)節(jié)繁瑣，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)工，具體調(diào)節(jié)方法見圖5，外蓋板下面的粘貼板隨著時(shí)間及溫度的變化容易脫落，導(dǎo)致客戶在維保時(shí)，經(jīng)過幾次拆裝后無法安裝，容易遭到客戶投訴。

圖1　無側(cè)封板或者客戶自理選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)

圖2　外蓋板安裝結(jié)構(gòu)放大圖　　　　　圖3　防塵板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖

圖4　外蓋板零件結(jié)構(gòu)一

圖5　外蓋板對接處高低調(diào)節(jié)方法

選項(xiàng)D的外蓋板安裝結(jié)構(gòu)與選項(xiàng)A、B、C類似(見圖6)，所不同的要在玻璃托架座上增加安裝一塊支撐擋板，調(diào)節(jié)與外蓋板折彎側(cè)面間隙，供Visual側(cè)封板安裝時(shí)做定位基準(zhǔn)，此支撐擋板會(huì)影響到外蓋板安裝時(shí)對固定及調(diào)節(jié)螺釘?shù)牟僮?，造成安裝工時(shí)消耗增加，其弊端和選項(xiàng)A、B、C一樣，外蓋板下的粘貼板容易脫落。

選項(xiàng)E的外蓋板設(shè)計(jì)安裝結(jié)構(gòu)如圖7所示，外蓋板安裝方式是通過折彎端側(cè)面上的錐孔(見圖8)， 對焊接碳鋼側(cè)封板進(jìn)行打底孔、锪孔， 然后用自攻螺絲把蓋板固定在焊接側(cè)封板上，這種方法由于側(cè)封板是焊接在桁架上的，所以焊接變形很大，需要對焊接側(cè)封板的上弦進(jìn)行整形，因此工時(shí)消耗多，而且側(cè)封板厚度不超過2 mm，客戶在維保時(shí)經(jīng)過幾次拆卸，自攻螺絲就會(huì)滑牙無法擰緊，導(dǎo)致外蓋板不能復(fù)位固定，但是這種裝配結(jié)構(gòu)使用的外蓋板具有零件結(jié)構(gòu)簡單、物料成本低等優(yōu)點(diǎn)。

圖6　Visual側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖

圖7　碳鋼焊接側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖

圖8　外蓋板零件結(jié)構(gòu)二

選項(xiàng)F和選項(xiàng)G的外蓋板設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)如圖9所示，在桁架上焊接小方管(15 mm×15 mm×1.5 mm)來安裝，由于小方管焊接在桁架上容易產(chǎn)生變形，因此在裝配前需要對小方管進(jìn)行整形，使其在一個(gè)大平面上，再把側(cè)封板按置在小方管上，通過打孔、锪孔用沉頭鉚釘鉚上，然后再通過外蓋板上折彎端面的錐孔對小方管打底孔、锪孔，再用自攻螺絲把外蓋板固定在小方管上，這種方法由于需要對小方管進(jìn)行整形，所以消耗裝配工時(shí)多，而且小方管厚度薄，客戶在維保時(shí)經(jīng)過幾次拆卸，自攻螺絲也容易滑牙無法擰緊。

上面七種裝配結(jié)構(gòu)有個(gè)共同的特點(diǎn)，就是裝配效率低，物料成本大，而且隨著時(shí)間的變化，經(jīng)過幾次拆裝，容易產(chǎn)生裝配失效現(xiàn)象，致使外蓋板無法復(fù)位，導(dǎo)致客戶的投訴及賠償。

圖9　　　　不銹鋼及碳鋼折彎裝配式側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)

2　自動(dòng)扶梯外蓋板改進(jìn)后的安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過對上述七種側(cè)封板選項(xiàng)的外蓋板安裝結(jié)構(gòu)裝配特點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)了新型自動(dòng)扶梯外蓋板安裝結(jié)構(gòu)，七種選項(xiàng)使用的外蓋板安裝結(jié)構(gòu)方式一樣，外蓋板零件延用改進(jìn)前選項(xiàng)E、F、G使用的蓋板，此種外蓋板具有結(jié)構(gòu)簡單、物料成本低的特點(diǎn)(見圖8)，玻璃托架取消了固定在內(nèi)側(cè)面的固定支架a，改用U型支架固定在玻璃托架后端面上，用一個(gè)鎖緊螺絲固定，這樣可以通過旋轉(zhuǎn)支架來調(diào)節(jié)外蓋板對接處高低 ，在U型支架的外折彎邊上開長腰孔，用彈性卡式螺母卡在上面，再用沉頭螺絲把外蓋板固定在卡式螺母上，這種結(jié)構(gòu)中的U型支架及外蓋板固定，是通過在側(cè)面擰緊鎖緊螺絲，因此操作空間大，調(diào)節(jié)方便(見圖13)，而且可以使用電動(dòng)槍作業(yè)，大大減少工時(shí)消耗，側(cè)封板選項(xiàng)A、B、C的裝配結(jié)構(gòu)就是用這種方式來裝配外蓋板的(見圖10、11、12、14)。

圖10　無側(cè)封板或者客戶自理選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)

側(cè)封板選項(xiàng)D的外蓋板安裝，需要在玻璃托架上安裝U型支架的時(shí)同時(shí)增加裝一個(gè)壓緊彈簧，取消在玻璃托架上安裝支撐擋板，由于彈簧必須與Visual側(cè)封板接觸，故壓緊彈簧安裝方向應(yīng)該向下，有利于側(cè)封板在裝配時(shí)與外蓋板折彎面內(nèi)側(cè)貼緊，外蓋板安裝方法與選項(xiàng)A、B、C一樣， Visual側(cè)封板的上端安裝僅需要插入外蓋板的折彎邊內(nèi)側(cè)通過彈簧壓緊，其優(yōu)點(diǎn)是沒有支撐擋板的安裝及調(diào)節(jié)，裝配簡單方便，消耗工時(shí)少，具體裝配結(jié)構(gòu)見圖15。

圖11　外蓋板安裝結(jié)構(gòu)放大圖　圖12　彈性卡式螺母

圖13　外蓋板對接處高低調(diào)節(jié)方法

圖14　　　　防塵板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖　　　圖15　　Visual側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖

側(cè)封板選項(xiàng)E的外蓋板安裝，外蓋板安裝方式與前面幾種安裝方式一樣，用沉頭螺絲固定在卡式螺母上，由于玻璃托架在JIG上安裝，因此直線度很高，所以外蓋板依此基準(zhǔn)安裝后的端面及折彎面直線度也高，這樣外蓋板安裝時(shí)可以通過折彎側(cè)面的位置來矯正碳鋼側(cè)封板上弦，可以避免額外整形工時(shí)的消耗，外蓋板裝配結(jié)構(gòu)見圖16。

圖16　碳鋼焊接側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)圖

側(cè)封板選項(xiàng)F、G的外蓋板安裝，方法與選項(xiàng)D類似，新安裝結(jié)構(gòu)取消了在桁架上焊接支架及邊條，在玻璃托架上安裝U型支架，同時(shí)再裝一個(gè)壓緊彈簧，外蓋板安裝方法與選項(xiàng)A、B、C一樣，在安裝好外蓋板后，側(cè)封板上端安裝與選項(xiàng)D一樣，僅需要插入外蓋板的折彎邊內(nèi)通過彈簧壓緊，可避免打孔、锪孔用沉頭鉚釘鉚接的繁瑣方法，這樣同時(shí)也能減少側(cè)封板的裝配工時(shí)消耗，裝配結(jié)構(gòu)見圖17。

圖17　　　　不銹鋼及碳鋼折彎裝配式側(cè)封板選項(xiàng)外蓋板安裝結(jié)構(gòu)

綜上所述，外蓋板安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過優(yōu)化后具備下面幾方面特點(diǎn)：①外蓋板裝配結(jié)構(gòu)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，適用于各種側(cè)封板選項(xiàng)；②裝配結(jié)構(gòu)簡單化，調(diào)節(jié)方便，操作空間大易于操作；③能用電動(dòng)或者氣動(dòng)工具進(jìn)行安裝，實(shí)現(xiàn)工廠裝配標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，這樣能減少工時(shí)的消耗，提高生產(chǎn)效率和安裝質(zhì)量；④外蓋板零件簡單，不需要粘貼焊接螺柱板，固定方式由自攻螺絲固定更改為采用螺絲及螺母方式固定，可以消除因粘貼螺柱板容易脫落及維保時(shí)的反復(fù)拆卸而引起的螺絲滑牙問題，避免遭到客戶投訴而賠償，而且外蓋板物料成本低。

3　結(jié)　語

經(jīng)過改善后，以平均提升高度4.5 m的自動(dòng)扶梯為例，經(jīng)過供應(yīng)商的報(bào)價(jià)及測算，側(cè)封板選項(xiàng)A、B、C的外蓋板安裝工序，平均每臺(tái)比原設(shè)計(jì)可節(jié)約材料成本550元左右，減少安裝、調(diào)節(jié)、分拆工時(shí)8 h左右；側(cè)封板選項(xiàng)D的外蓋板安裝工序，平均每臺(tái)比原設(shè)計(jì)可節(jié)約材料成本600元左右，減少安裝、整形工時(shí)10 h左右；側(cè)封板選項(xiàng)E的外蓋板安裝工序，平均每臺(tái)較原設(shè)計(jì)雖略增加材料成本50元左右，但可以減少安裝、整形工時(shí)10 h左右；側(cè)封板選項(xiàng)F、G的外蓋板安裝工序，平均每臺(tái)比原設(shè)計(jì)可節(jié)約材料成本500元左右，減少安裝、調(diào)節(jié)、分拆工時(shí)16 h左右，所有選項(xiàng)均可杜絕在維保過程中外蓋板拆裝的失效現(xiàn)象，避免因客戶投訴而賠償。

通過對自動(dòng)扶梯外蓋板的安裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)這一成功范例，推動(dòng)了對自動(dòng)扶梯其他部件裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而縮減產(chǎn)品的制造成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。