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  簡易高效的車架懸掛鉚接線布置                                   
車架鉚接是車架總成加工工序的一個關鍵環節,一條好的車架鉚接線不僅要工藝布局合理,而且要安全可靠,加工環境良好,生產效率很高,這樣才能給企業帶來良好的經濟效益。

汽車車架的作用是承受載荷,包括汽車自身零部件的重量及行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等,F有的車架種類有“邊梁式”、“承載式”、“鋼管式”等,我公司車架廠生產的車架為典型的邊梁式載重車架,它由位于左右兩側的兩根縱梁和若干橫梁構成,橫梁和縱梁一般由16Mn合金鋼沖壓而成,兩者之間采用鉚接或螺栓連接。

載重車架的鉚接均采用液壓鉚接機,不論是大型汽車制造廠還是中小型汽車制造廠,均離不開液壓鉚接機,一條年產10~15萬輛1~1.5t的車架裝配線約需20~30個鉚接點,而這些鉚接點的合理分布 (即鉚接機的合理布局)正是提高生產效率的關鍵。
   
簡易高效的鉚接線設計方案

為提升產能滿足公司年產5萬輛生產的綱領,我們決定利用原歐舒特車間南跨鋼架改建成一條鉚接線。為使新的鉚接線建成后工位數量最合理,各工位加工時間能夠接近均衡,我們對原車架鉚接線現有兩個主鉚接工位在鉚接過程中所花費時間進行了跟蹤統計。以10個K29(99114510050)為例,第一工位主要將車架上左右縱梁及所有橫梁總成、支撐板等零件進行裝配并鉚接部分鉚釘,平均加工時間為15 min,第二工位將剩余小鑄件及中間支座等進行裝配,平均加工時間為25 min。單獨對裝配中間支座的時間進行跟蹤測定平均時間為15 min。經過分析,我們決定建立鉚接線時將原鉚接線的二工位進行分解,在原二工位之前增加一個工位,讓原來的二工位僅裝配中間支座。這樣一來,按理論分析, 10個K29車架的鉚接在三個工位最長的加工時間應分別為15 min、10 min、15 min,可使原來25 min下線一個K29車架變為15 min下線一個,生產效率大大提高,產能也得到大幅度提升。

通過以上的數據分析,在新鉚接線的這三個工位中將加工內容分配為:第一工位裝配左/右縱梁總成及各橫梁總成并鉚接部分鉚釘;第二工位裝配剩余支撐板及其他小件并鉚接所有未鉚的鉚釘、擰緊螺栓;第三工位專門鉚接中間支座及擰緊螺栓。

該鉚接線項目利用原歐舒特車間南跨鋼架進行改建,非標設備改造情況比較復雜。從投資最少、改造工作內容最少、物流方向最順及加工環境最開闊等多方面考慮,我們最終確定將鉚接線的物流布置為從西向東進行。圖1為該鉚接線的工藝布局。

圖1  新的鉚接線的工藝布局

 

按照工藝要求,該鉚接線共需XGM-16鉚接發生器6臺、標準鉚鉗4臺、非標大號鉚鉗4臺及170kg平衡器和140kg平衡器各4臺。

車架在工位之間的順暢運輸是鉚接線設計成功與否的關鍵因素之一,這其中既要考慮安全因素,又要防止吊運設備與鉚鉗懸掛小車出現干涉現象。因為原車架車間鉚接線的小行車與鉚鉗懸掛小車共用16號工字鋼,由于使用時間較長,工字鋼出現變形,懸掛小車的滑輪也有磨損,工人在用小行車吊運車架時與近200kg的鉚鉗“叮叮咣咣”一同前進,有時還出現停止不前的現象。為解決這個問題,我們選用2t的環鏈葫蘆,并用20號工字鋼作為行走軌道。

環鏈葫蘆最大的優點就是可以“東拉西拽”,最大傾角為15°,以車架前端寬度為940mm的車架縱梁用環鏈葫蘆吊運至車架裝配臺上為例 (如圖2所示),角偏移僅7°,因此選用環鏈葫蘆在工藝方面不存在任何問題。
 



圖2  環鏈葫蘆吊運940mm寬車架縱梁至車架裝配臺的傾斜示意圖

 

為解決葫蘆與鉚鉗懸掛小車干涉的問題,我們特選用雙層軌滑動懸掛小車,分布于環鏈葫蘆兩側。線體布局剖視圖如圖3所示,雙層軌滑動懸掛小車如圖4所示。
 



圖3  鉚接線布局剖視圖

 


圖4  雙層軌滑動懸掛小車

 

圖4中,鉚鉗在懸掛小車下軌道16上左右運動,而下橫軌16在上橫軌4上可左右運動,這樣一來等于增加了鉚鉗左右活動的尺寸范圍,同時可兼顧780~940mm寬度車架的鉚接,而且可以左右同時鉚接,生產效率大大提高,且滑車內有球鉸滑輪系統,工人在生產中左右拖動鉚鉗時也不費勁。為防止下軌道滑動時碰到電葫蘆,另一方面也為了現場的整潔美觀,我們在選用雙滑動小車時使左右縱軌有50mm的高度差,橫軌與水平面產生a傾角,鉚鉗在加工人使用完之后可自動復位。

計算論證及實施效果

鋼架的強度及剛度是該鉚接線設計的另一關鍵因素,因為該鋼架原為F2000駕駛室總成所用,鋼架允許所吊物重僅在0.5t以內,而車架最重在1.5~2t之間,故需對鋼架進行改造加固,使其能承受2t的載荷,因此,如何將承受0.5t的鋼架改造加固為能承受2t載荷的鋼架成為需解決的焦點問題。經初步分析,我們決定在20號葫蘆軌道工字鋼上面用16號工字鋼分段焊接加固,并為確定其加固后能承受2t的載荷特進行了力學理論計算。

對最大彎矩、截面慣性矩、抗彎截面模量、最大彎曲應力及最終強度、剛度的計算證明,加固方案實施后,4臺2t的環鏈葫蘆可同時在此鋼架單跨內行走,無任何安全隱患,因此,此方案可行。

在工藝布局過程中,為節省空間,我們還考慮減少發生器,例如在第三工位,既能鉚接尾梁又能鉚接中間支座,因此在圖1中,3、4液壓站可選用一機 拖雙鉗的液壓站,使有限的加工場地盡量開闊,給工人創造一個好的加工環境,也減少了很多安全隱患。

該鉚接線在建成之后順利投入生產使用,經現場跟蹤測定車架加工時間符合最初理論分析,以K29車架為例,下線一輛份生產節拍由原來的25min提高為15min,生產效率提高了40%。雙層軌動滑車與葫蘆也沒有出現干涉現象,雙班日產車架也能達到50輛份以上。鉚鉗在使用完成之后能夠自動恢復到原位,不會出現滑車碰撞葫蘆的現象。目前,該車架鉚接線正常使用沒有出現過任何問題,為車架總成產能的提升起到較大作用。
  
對液壓站布局的設想

通過此次鉚接線的建設,筆者就液壓站的放置問題也產生了一些新的想法。目前,國內許多載重汽車公司所使用的液壓鉚接機(包括我公司車架生產線)基本為每一支鉚鉗配備一臺液壓站,在一條較復雜的長線上一般設有20~30多個鉚接點,相應地就有20~30臺液壓站,因而占去了鉚接線兩側的大量空間,使工人的操作空間變得很狹窄,并且故障發生率也非常高。某些工廠把液壓泵站架設在鉚接線的上空,但這對泵站維護、保養帶來了非常多的不便,尤其一旦液壓泵站漏油則會影響到下方的正常作業,因此采取這種架空的分散供油型式并不是上策,同時也加大了投資。假若能在鉚接線上搞“全線集中供油控制”,即在一條線上,數十個鉚鉗由一臺液壓泵站集中供油控制,這將是一個經濟效益好、故障率少的更現代化的生產方式。采取集中供油后,其鉚接點處只有一個液壓集成控制閥,其占地面積也大大減少,同時可大大改善操作工人的工作環境。

    
            

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