【正文】 列車總裝之重要環(huán)節(jié)，由于側窗玻璃較重，且列車車體較高，車身較長，安裝時，需要站在可移動式平臺（另行設計）利用客車車窗玻璃安裝助力平衡器系統(tǒng)起吊安裝。傳統(tǒng)的物料搬運設備（通常是指輔助設備，如關節(jié)臂、平衡器、提升器和起重機等）在人機工程學安全性方面雖然具有積極的影響，但它們在有效性、精確性和安全性方面的作用非常有限。 美國英格索蘭 氣動平衡吊 物料搬運系統(tǒng)結合我公司設計、制造的各種物料抓取夾具，可完成較大區(qū)域內(nèi)的物料搬運、裝配和特殊定位工作。利用 “ 平衡吊 ”主機可以平衡物料重力的特性，再配上相應的抓取機械手和安裝基座，我們就擁有了一套完整的 “ 助力機械手 ” 系統(tǒng)。正確使用相應的物料移載方法和手段，對于各行業(yè)中，重物的移載、搬運現(xiàn)場的操作人員的健康、安全，進而其作業(yè)的合理性、勞動力的節(jié)省、生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品品質(zhì)的保障等多方面都將有極大改善。配合不同的控制系統(tǒng)，則可實現(xiàn)多種平衡 狀態(tài)，滿足各種不同的應用。 我國有許多制造商也投入到了智能輔助設備的研制。 助力設備具有廣泛的應用范圍和非常大的市場需求，我國的平衡臂、起重臂性能較西方國家落后，功能相對比較簡單，一般只有重力提升功能，很少具備重力自動平衡功能，操作也比 較困難，它們的動作比較慢、笨拙、不靈敏、難于合作，很難適應需要快速而又準確的工作場合。剛性結構，可配合任何形式的夾具系統(tǒng)。通過設計研究，本課題小組設計了兩類氣動平衡吊供安裝單位選擇使用。 3) 夾具配有防止誤操作的保護裝置，必須在起吊負載到達卸載工作臺面后，掀下控制開關才能放松工件。 7) 系統(tǒng)配有聲音報警器，當氣路泄漏時，將有 報警聲音提示。 11) 本系統(tǒng)的額定負載為 90kg,提升行程為 。第 9 頁 共 36 頁 主體結構如下圖所示。 2． 3 主要結構功能要求 氣動 助力平衡器 氣動助力平衡器是本系統(tǒng)的重要組成部分，助力平衡器的作用是起吊重物，同時在起吊重物后，操作人員能夠方便的微調(diào)重物的位置，以方便玻璃位置的調(diào)整，使得玻璃的安裝得以順利的進行。 軌道系統(tǒng) 導軌系 統(tǒng)主要是保證在助力平衡器裝載玻璃后能夠在此導軌中移動，要求移動的距離符合設計任務書要求，同時要求在承載玻璃后，夾具體能夠移動靈活，第 10 頁 共 36 頁 使得操作人員操作省力、方便。通過市場調(diào)查并參考以前的設計經(jīng)驗，本設計初步采用常用的平衡吊結構，該結構簡單實用。 3) 配備一個真空儲能罐，容量 810 升，以防止真空發(fā)生裝置發(fā)生故障，所可能導致的安全隱患。 圖 1 第 11 頁 共 36 頁 可滿足可變負載的精確操作，懸掛載荷后，在行程內(nèi)任何位置均處于零重力懸浮狀態(tài)，便于精確定位。 平衡助力器可以維持夾具頭部的水平 ，發(fā)揮高作業(yè)性。 汽車玻璃的垂直傾斜度的調(diào)整范圍為 ??? 10~10 ，水平方向為 ??? 25~5 。 1本系統(tǒng)額定負載為 G=90Kg,服務區(qū)域 R=，提升高度為 H=。立柱的尺寸可參閱表 1。 圖 2 第 13 頁 共 36 頁 導軌設計及選擇 導軌在我們的日常生活中的應用也是很普遍的，如滑動門的滑糟、火車的鐵軌等等都是導軌的具體應用。 、公差和加工精度。 ，設計潤滑系統(tǒng)和防護裝置。 第 14 頁 共 36 頁 密封性好，維護方便 由于采用原裝鋁合金軌道可以采用懸掛式滾動機構，所以開口的一面朝下，灰塵不容易從上面進入導軌面，能保證導軌面的清潔。 軌道配合精密滾輪（下圖）使用，精密滾輪采用特殊材料制成，具有極好的耐磨性和強度，保證了整個系統(tǒng)能夠順滑、無阻力及無噪聲的行走。固定處的強度約為鋼絲繩自身的 7590%。固定處的強度約為鋼絲繩自身的 7585%。 根據(jù)設計要求，我們選用編結法對鋼絲繩端部進行固定，固定示意圖如圖所示。內(nèi)桿的裝配過程如下： 內(nèi)桿盤面上部先安裝直徑為 130 毫米的深溝球軸承，并用卡環(huán)固定，套上襯套，并把直徑為 120 毫米的深溝球軸承套在內(nèi)桿上，它正好和襯套相配合，用相應的卡環(huán)加以固定，襯套的作用是保證軸承位置的穩(wěn)定性，在內(nèi)桿的上 部先安裝一個直徑為 80 毫米的推力球軸承，然后將外筒從內(nèi)桿上端套下。 吊鉤設計 吊鉤按制造方法可分為鍛造吊鉤和片式吊鉤（板鉤）；按其結構型式可分為第 18 頁 共 36 頁 單鉤和雙鉤；長鉤和短鉤等。從受力情況分析，以T字形截面最為合理，但鍛造工藝較復雜。 該產(chǎn)品借助卷簧積蓄的能量，使所懸掛的操作工具處于無重狀態(tài)。 （ 3）供流水生產(chǎn)線上從事多種工作的工作人員使用。 氣動助力平衡器使用方法及注意事項包括懸掛平衡器時，應保證裝載好工件。上下運動是通過控制一個依據(jù)人體工程學設計的手柄來實 現(xiàn)的。 真空吸盤及吸盤緩沖桿 吸盤是平衡吊夾具工作最主要的零件組成部分，是與工件直接接觸的零件。吸盤的具體情況見夾具裝配圖。吸盤的垂直淺位密封唇邊確保強有力地吸住物體，不會產(chǎn)生搖擺現(xiàn)象。 十字形方鋼管 十字形方鋼管是用來安裝四個真空吸盤的，在鋼管的末端都插入一節(jié)稍小型號的方鋼管，這樣就可以自由調(diào)節(jié)鋼管的總長度 ，以滿足吸取不同面積玻璃的需要。 十字形方鋼管的結構示意圖如圖所示 圖 6 第 23 頁 共 36 頁 夾具結構架 夾具結構架主要由兩對對稱的肋板連接而成。 絲桿 絲桿是夾具工作時調(diào)節(jié)操作過程中主要的工作零件，它的尺寸及加工精度直接關系到工人操作的安全性及 夾具的使用壽命。第 24 頁 共 36 頁 卸載閥的表面示意圖如下圖所示： 圖 8 一、 班前檢查： 氣源壓力是否達到 ，氣源處理二聯(lián)件內(nèi)有無積水。 根據(jù)玻璃大小選擇吸盤的兩種不同的位置，方法是擰動可調(diào)緊定手柄到快要退出時，抽推活動臂到極限位置，鎖緊可調(diào)緊定手柄。 推動夾具，將吸盤輕輕按壓在玻璃上。 旋轉手輪使玻璃俯仰角度合適。 1 進入下一次操作（重復步驟 2~12）。 本設計中氣動回路主要包括三個部分，個部分分別介 紹如下： 剎車氣動回路 剎車氣動回路由一個手動閥、一個單氣控二位五通閥和一個剎車氣缸組成，如圖所示。儲能罐的作用主要是在要求真空吸盤吸附玻璃時加快吸附的動作，同時在系統(tǒng)有輕微漏氣等不安全情況發(fā)生時，減緩不安全情況的發(fā)生。 圖 9 真空安全閥 真空安全閥是安裝于真空吸盤和真空發(fā)生器之間，目的是防止真空吸盤未完全覆蓋或部分覆蓋在玻璃上時，不會氣動真空發(fā)生器。一旦吸盤貼上工件表面，真空又產(chǎn)生了，把物件從吸盤上取走，會使真空節(jié)能閥立 即關閉。 第 29 頁 共 36 頁 費斯托 FESTO 真空發(fā)生器 VNP，具有集成真空監(jiān)測功能，非常獨特，領先于同類產(chǎn)品。 1) 更可靠 工件的傳送更加可靠。可進行切換點調(diào)節(jié)，節(jié)省時間。 該 真空發(fā)生器的供氣由內(nèi)置式電磁閥控制。 真空吸盤的尺寸校核計算 真空吸盤的直徑尺寸初步選定為 D=250 毫米，下面對吸盤的安全尺寸 進行校核計算： 已知夾具的額定負載 M 為 90 公斤，真空吸盤工作時內(nèi)部壓強為 ，則壓強差 P= 45 1 ???? Pa， 4 個吸盤同時工作。 在整個設計過程中，我鞏固了機械工藝設計、夾具設計、和機械制造技術基礎。 第 32 頁 共 36 頁 參考文獻 吳宗澤 主編 ．機械零件設計手冊 [M]． 機械工業(yè)出版社， 20xx． 北京電機廠 編 ．平衡吊 [M]．北京機械工業(yè) 出版社 ， 1975 《機械工程標準手冊》編委會編著．機械工程標準手冊技術制圖卷 [M]，中國標準 出版社 ，20xx 顧迪民 編著 ．工程起重機 [M]．中國建筑工業(yè) 出版社 ， 1988 孫在魯 主編 ．塔式起重機應用技術 [M]．中國建筑工業(yè) 出版社 ， 20xx 《起重機設計手冊》編寫組 編 ．起重機設計手冊 [M]．機械工業(yè) 出版社 ， 1987 朱學敏 ．起重機械 [M]． 機械工業(yè)出版社， 20xx． 倪慶興 ,王殿臣 編著 ．起重輸送機械圖冊 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 1992 管彤賢．起重機典型結構圖冊 [M]．人民交通出版社， 1996 徐炳輝 編著 ．氣動手冊 [M]．上?？茖W技術出版社， 20xx 無錫氣動技術研究所編．氣動元件產(chǎn)品樣本 [M] ，機械工業(yè)出版社， 20xx 1 林文坡編著．氣動傳動及控制 [M]．西安交通大學出版社， 1992 1 北京電機廠編．平衡吊 [M]．機械工業(yè)出版社， 1975 1 (日 )中島弘行著．氣動機構及回路設計 [M]．北京 機械工業(yè)出版社， 1979 1 吳 叢 ,蒲鐘佑編 . 液壓與氣動 [M]. 北京理工 大學出版社 ,1995 1姚敏 , 尹建輝 . 定柱旋臂式起重機的受力計算 [J]. 起重運輸機械 , 20xx,(07) 1 溫濟全 , 車琴香 , 余大典 , 周勇德 . 氣動平衡式裝、卸料機械手的研制 [J]. 液壓氣動 與密封 , 1996,(03) 1 Faruk Cay , . An IT view on perspectives of puter aided process planning research[J]. Computers in Industry. 1997,34:304337 1 , . Computer aided process planning for sheet metal based on information management[J]. Journal of Materials Processing Technology, 20xx,103:120127 1 M. K. Tiwari ,. A CaseBased ComputerAided ProcessPlanning System for Machining Prismatic Components. International Journal Advanced Manufacturing Technology,20xx,17:400–411. X. N. Chu,. A Novel Methodology for ComputerAided Process Planning. International Journal Advanced Manufacturing Technology,20xx ,16:714–719 2 D. Lutters ,. Computer aided process planning for sheet metal based on information management. Journal of Materials Processing Technology , 20xx, 103:120127 第 33 頁 共 36 頁 附錄 1. 裝配圖 2. 底座和下立柱 第 34 頁 共 36 頁 3. 上立柱 4. 端蓋軸 第 35 頁 共 36 頁 5. 套筒 6. 襯套 第 36 頁 共 36 頁 7. 導軌 8. 夾具