何琦、未央、马丽君
陕西重汽有限公司车身厂西安
摘要：自行车小车输送机广泛应用于白车身焊接车间，具有提升、输送、空中存储等功能。它们结构简单，运行平稳，机动灵活卸车用无动力输送机，自动化程度高，维修方便。组件和白车身组件的自动运输。
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关键词：自行车手推车输送机：剪刀叉：胶带
: 自我;剪叉；腰带
CLC 编号：TH238 证件识别码：B 货号：1001-0785 (2018）05-0126-05
随着制造业的发展，自动化输送设备被广泛应用于工业生产的各个领域。高度的特点得到了长足的发展，特别是在车身焊接车间。整机采用升降站，既可形成平面输送网络，又可形成空间多层次立体输送网络。
1 设备配置
目前汽车行业普遍使用剪叉式自行车（见图1）和四带式自行车（见图2）），用于运输车身总成和子-组件及其机械结构，通电方式见表1。
图1剪叉式自行车手推车
1.1个行走机构
剪叉式自行车和四带式自行车在步行驱动上差别不大。一般采用变频电机（SEW等），采用立式输出斜齿轮蜗轮箱。不同的是，剪叉式自行车减速器是单端输出，直接带动主车在单轨上行走，副车带动，如图3；而四带式自行车减速器为双端输出。轴带动两个驱动轮在双轨上行走，两个从动轮跟随。
图2 四带自行车手推车
图3 剪叉式自行车行走机构
1.2 升降机构
剪叉式自行车手推车采用提升机提升（ABUS或STAHL等），采用剪叉平衡机构（见图4），提升平稳，但平衡机构有结构复杂、重量大、生产成本高、维修四带自行车手推车采用减速机带动滑轮收放卷带（钢丝芯），安装成本相对较低，维修方便。风险较高，如图 5 所示。
图4剪叉平衡机构
图5 四带自行车升降机构
剪叉式自行车手推车的升降机构依靠单根链条，平衡机构仅起平衡辅助作用。工件被工装夹住，只要调整好重心，整个小车就可以相对平稳的提升，而且剪刀叉平衡机构虽然在使用中有磨损，但是很容易发现，后果可想而知，定期维护更换链条断裂的风险也很小。四带小车依靠同一个减速机带动四个滑轮收放卷带，实现小车的升降。虽然这种方法可以使每个滑轮的角速度保持一致，但小车的升降完全取决于绕带的线速度。由于每条胶带的载荷不可能完全一样，伸长率也不一样，而且还受到皮带轮加工误差和每条胶带缠绕质量的影响，四带小车在提升过程中无法做到四条胶带皮带受力均匀，即使将同一条胶带提升到不同位置，受力也会发生变化。这个缺点是除了创建
小车调平困难，交变载荷也使胶带突然断裂，工件甚至工装有很高的掉落风险。
现有的皮带断裂保护措施（见图6）只能实现在胶带断裂后触发行程开关，设备立即停止运行。安全依据是胶带用于四带小车安全系数高，以某公司为例，选用德国欧式胶带（M10-P50-XHP），单根胶带的理论承载能力已经超过了整个工装和工件的提升力最大瞬时加速度2倍以上，4条胶带同时断裂的概率极小，单条胶带断裂后，剩下的3条胶带可以防止工装和工件掉落，这个理论确实可以用于四带跨度较小，工装夹紧工件无明显偏心载荷时使用，为保证安全，但若四带跨度大，载荷偏心，单带断裂生病还会造成工件掉落的严重后果。四个皮带的结构决定了它在提升过程中不能被提升。控制突发情况，这对四带手推车来说也很困难
完全替代剪叉自行车的重要原因。
图6断带保护装置
1.3 抓取机制
剪叉式自行车手推车与四带式自行车手推车的夹持机构没有区别。它们一般由夹具和动力机构组成。连杆采用丝杆传动，传动精确平稳，扭矩大，而气缸传动经济方便，各有优缺点。另外，有些工件也可以用真空吸盘或电磁铁来抓取，但为了安全起见，一般都用真空吸盘或电磁铁。电磁铁抓取工件时，需要采取必要的机械坠落二级保护措施，防止意外真空损坏或断电。
图7电动推杆抓取机构
1.4 定位夹紧机构
定位夹紧机构的作用是保证每辆自行车手推车在取放工位的停止位置上是固定的、唯一的。受行走轨道和小车通过性的限制，定位夹紧机构采用悬臂式结构。目前定位夹紧机构有两种，一种是气缸连杆结构（见图8），另一种是气缸齿轮结构（见图9））。前者有力臂较长，轴固定较弱，整体受力较差。如果多台小车在使用过程中的停止位置不同，定位机构会强制小车夹紧，导致受力急剧增加。转轴，加剧轴和底孔的磨损；气缸的齿轮结构比较稳定，受力较好，也是现阶段设计厂商的首选。
图8气缸连杆结构
图9 圆柱齿轮结构
1.5 电力及轨道布置
剪叉式自行车手推车通过碳刷从固定在轨道上的滑动接触线获取动力。轨道多为单轨或环形轨道。根据工艺需要，可安装多台承载小车，也可安装在需要的位置。多个直线道岔和弯曲道岔用于分拣或分流。四带自行车手推车完全通过车载牵引电缆获取动力。赛道为双轨和直轨。一般只能支持两台小车，完成取放零件的完整循环。因此，它们大多是一用一备的。也可加装工件转运平台，使两车分离
执行循环的前半段和后半段，并在接力中使用。
2 机械维修与保养
在汽车焊接车间，自行车的利用率很高。除了常见的电气故障外，机械故障也时有发生。剪叉式自行车和四带自行车的典型机械故障如下。
2.1剪刀叉平衡机构磨损
剪叉式自行车手推车最常见的机械故障是手推车歪斜。小车歪斜会导致小车在取放站无法顺利进入定位导轨，抓握部分不可靠，甚至影响碳刷取电。排除意外情况，小车歪斜的主要原因是剪刀叉的磨损。为提高剪叉平衡机构的耐磨性，在转动铰链部位常采用（锡青铜）基体的石墨轴承代替普通钢套（见图10、图11），并在管道摩擦部分安装方形聚四氟乙烯垫片，以减少摩擦和磨损。
图10普通钢套
图11石墨轴承
2.2 胶带损坏
四带自行车虽然没有剪叉平衡机构造成的结构磨损，但经常会出现胶带的磨损和割伤。某公司刚开始使用四带小车时，在小车下端多次割断胶带（见图12）。损坏的原因是当连接夹板倾斜，胶带摩擦阻力大，绕销轴转动困难，夹板无法自行对中，经与厂家技术沟通，优化夹板结构，销轴的安装方式由固定形式改为可绕轴承自由转动的形式，胶带末端围绕销轴静止连接，避免夹板受到剪切优化前后的胶带夹板如图13所示卸车用无动力输送机，优化后的夹板结构如图14所示。
图 12 胶带断裂部分
(a) 优化前的夹板 (b) 优化后的夹板
图13 优化前后的胶带夹板
图 14 优化后的夹板结构
2.3 不可靠的抓取
以往的设计方案中，卡箍部分采用钢板制作，在使用过程中容易变形，导致夹持部分不可靠，见图15。在新项目的施工中，提倡在在自重相同的情况下，应使用方管代替原来的薄钢板，以提高夹具的抗弯抗变形能力，如图16所示。
另外，电动推杆本身驱动的夹钳属于多连杆机构。连杆机构中拉杆两端的螺纹分别为左旋和右旋。只有合理改变拉杆的长度，准确调整行程开关的位置，才能保证夹具的抓握可靠。
图15 钢板治具 图16 方管治具
3 结论
随着科技的进步，输送设备也越来越多样化。近年来，AGV小车在汽车行业发展迅速，但本文介绍的这两种自行车小车输送机具有效率高、自动化程度高、空间大等特点。高利用率的优势在汽车行业中仍占有重要地位。其起重、运输、空中存储、科学管理等功能可以满足大多数主机厂的生产要求。在使用带式自行车时，还是要综合考虑工厂的实际需求。