一种车架纵梁自动翻转输送装置

刘献福，李永刚，李建为，武晓东，张建设

（1.山东奥太电气有限公司，山东 济南 250000；2.国机铸锻机械有限公司，山东 济南 250306）

0 引言

纵梁是一种U 型槽梁，广泛应用于商用车的车架，如轻卡、重卡等，车架主要用来承载负荷，而纵梁是车架的重要组成部分。根据车型不同，车架种类有很多，相应纵梁的种类也有多种，从而给生产制造带来诸多不便。实际生产中，往往会根据种类的不同，设置不同的生产线来满足生产要求。

目前，在纵梁生产中，工序之间的转运主要通过天车（或台车）集中转运，或者输送辊道单根转运。有的纵梁需要翻转之后组装部分零件再转运至下一工位，而有的纵梁不需翻转直接进入下一工位。此类工作方式的不同，易造成物流不畅，带来生产效率低下的问题。

1 装置结构

本文所述纵梁自动翻转输送装置[1]，其结构主要包括机架1、输送辊道2、翻转单元3、气动系统、控制系统等，如图1 所示。机架用于支撑整个装置，输送辊道设置于机架内，在输送辊道的中间设置有多组固定于机架上的翻转单元。

图1 纵梁自动翻转输送装置

2 结构详解

车架通常至少需要两根纵梁组成，所以在输送纵梁的方向设置两组平行的输送辊道；在输送辊道的端头设置有端头定位装置，其作用一是防止纵梁输送过程中窜出输送辊道，二是可以使纵梁端头齐平；在输送辊道的中间位置设置有若干豁口，每个豁口的地方设置有安装平台，在每个豁口处设置翻转装置[2]，翻转装置通过螺钉固定在安装平台上；在靠近输送辊道的端头定位一端设置有低支撑辊道；在该装置的两侧设置有安全装置。

输送辊道主要由机架和固定在机架上的若干包胶辊[3]组成。

包胶辊有中心轴，在中心轴上设置有包胶辊筒，包胶辊筒通过轴承与中心轴联结。在包胶辊一端设置有双排链轮。所有包胶辊通过从动链条使双排链轮联结在一起，每个包胶辊从动链条上都设置有链条涨紧装置[4]，用于包胶辊的平稳传动。

在机架的中部设置减速电机安装平台，减速电机固定在减速电机安装平台上，减速电机安装座上端设置有两个被动链轮安装孔，两个被动链轮分别通过轴承安装在被动链轮安装孔中，被动链轮在轴承的作用下相对于减速电机安装座枢转；减速电机通过调节螺柱连接在减速电机安装座上；减速电机的输出轴上固定有主动链轮，主传动链条包绕主动链轮然后包绕一个被动链轮，并将所有包胶辊上的双排链轮连接。

为了保证纵梁在输送过程中不会偏离输送辊道，在输送辊道上设置若干立辊，输送辊道在输送纵梁时，立辊保证纵梁始终在立辊之间运行，不会偏离输送辊道。立辊包括立辊支架，立辊支架通过螺钉固定在机架上，在立辊支架上固定一根立辊导向轴，导向辊通过轴承与立辊导向轴连接在一起，当纵梁输送发生偏离时，就会碰到立辊，立辊能够限制纵梁的继续偏离，立辊上的导向辊被动旋转，减少纵梁与立辊之间的摩擦，且有助于纵梁回正。

固定支架通过螺钉固定在机架的安装平台上。升降支架驱动机构包括在固定支架上表面设置有四个导向轴，导向轴通过螺钉固定在固定支架上且相互平行；固定支架中部设置一通孔，在固定支架上表面下方安装有升降气缸，升降气缸的气缸杆穿过上述通孔且运动方向与导向轴轴向平行，在气缸杆的前端固定顶块，顶块的前端为平面；在每个导向轴上套装有轴套，轴套能在导向轴的作用下沿轴向滑动。为了保证滑动效果在轴套与导向轴之间设置有无油轴承[5]。轴套固定在升降支架上，升降支架的下端与升降气缸气缸杆固定的顶块平面接触，顶块为阶梯设计，一阶梯状压块套装顶块然后固定在升降支架上，靠近平面侧为大端这样在气缸杆伸出时就能把升降支架顶起，在气缸杆收回时把升降支架拉回，顶块的阶梯设计与阶梯状压块为间隙配合，为了防止机械加工等因素的影响造成运行不畅的现象发生。

翻转单元主要由固定支架、升降支架驱动结构、升降支架、翻转臂和接料臂及其驱动机构等组成。升降支架驱动机构和升降支架安装于固定支架上，在升降支架上铰接有翻料臂和接料臂，同时在升降支架上还安装有翻料臂驱动机构和接料臂驱动机构。

在每个翻转单元的外侧设置有三面环绕的支撑架，在支撑架的上表面翻转单元的两侧安装无动力包胶辊，无动力包胶辊的两端固定在支撑架上，无动力包胶辊与输送辊道上包胶辊平行且等高。多组无动力包胶辊组成支撑辊道，翻转装置位于支撑辊道中间；在支撑架的侧面设置防护网，对安全起到防护。

翻料臂驱动机构包括在升降支架上设置二组第一转轴孔。一组第一转轴孔给翻料臂使用。在翻料臂上设置与升降支架上的第一转轴孔相对应的第二转轴孔，转轴穿过第一转轴孔和第二转轴孔把翻料臂和升降支架连接在一起。翻料臂能够绕转轴枢转。另一组第一转轴孔给接料臂使用。在接料臂上设置与升降支架上的第一转轴孔相对应的第三转轴孔，转轴穿过第一转轴孔和第三转轴孔把接料臂和升降支架连接在一起。接料臂能够绕转轴枢转。翻料气缸的翻料缸筒通过铰轴组件固定在升降支架上。翻料气缸杆通过关节轴承固定在翻料臂上，通过翻料气缸杆的伸缩带动翻料臂绕转轴枢转。当翻料气缸杆缩回时，翻料臂上表面与包胶辊上表面平行。

接料臂驱动机构包括接料气缸的接料缸筒通过铰轴组件固定在升降支架上。接料气缸杆通过关节轴承[6]固定在接料臂上，通过接料气缸杆的伸缩带动接料臂绕转轴枢转。当接料气缸杆缩回时，接料臂上表面与包胶辊上表面平行。在翻料臂和接料臂带动纵梁旋转时，为防止纵梁受重力作用下滑而不可控，在所有的翻料臂上设置安装在同一个基准上的翻料挡块，所有翻料挡块形成一个统一基准。在所有的接料臂上设置接料挡块，所有接料挡块安装在同一基准上。当升降气缸缩回时，翻料气缸和接料气缸缩回时，翻料臂和接料臂的上表面与包胶辊平行且略低于包胶辊上表面，方便纵梁运输通过。同侧的翻料挡块与接料挡块交叉布置，避免在翻料时产生干涉现象。

3 结束语

本装置在执行运输、顶升和翻转时，所有工作过程均为提前根据纵梁的工艺需求，编译成程序输入到控制系统中，由控制系统自动控制各个执行机构自动完成，期间无需人工干预。对翻转装置进行机械结构的安全防护，在翻转的周边设置机械装置包围，不会因为翻转装置外漏造成安全隐患。在每个辊道旁边设置安全组件，当人员进入操作区之后，会触发光电开关信号，此时整个装置会进行锁定状态，任何的自动动作均无法进行。当操作人员完成操作之后，两侧共同检查操作区域是否安全，分辨复位两边的操作站对操作系统进行解锁，执行机构才会进行下一步的动作，由两侧不同的人员分辨检查，共同操作，才能对系统解锁，这样对整个系统进行了双重保护，使整个装置更加安全。