1 引言
叉车是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输、重物搬运作业的各种轮式搬运车辆.国际标准化组织ISO/TC110 将其称为工业车辆,属于物料搬运机械.叉车广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等部门,适用范围很广.
随着工业化发展程度的提高,我国叉车制造行业发展十分迅速.近些年,叉车生产企业快速扩张,纷纷新上项目扩大产能.
叉车通常可以分为 3 大类:内燃叉车、电动叉车和仓储叉车,额定起重量从 1~50t 不等,起升高度像高位叉车最高可达 14m、15m.随着作业场所和要求的多样化和细分化,叉车的车型越来越复杂,但市场需求量最大的还是 1~7t 内燃叉车和 1~5t 电瓶叉车等中小型叉车,生产企业的产品结构组成中,此类型的叉车生产量也是最大的,占到总产量的 80%~90%.大批量生产的 1~7t 内燃叉车或 1~5t 电瓶叉车年产量至少分别在 1 万台以上,产量大的达到 3~4 万台.这样的生产批量,装配就需要采用自动流水线生产方式.
叉车装配车间主要承担的生产任务有零部件储存和配送、预装、总装、磨合、调试、精整等.
由于叉车车型较复杂,装配工序繁多,调试要求高等,本文主要阐述对于大批大量生产叉车的装配车间工艺设计要重点考虑的问题.
2 物流量大,物流组织是关键
叉车的各种零配件多达几千种,主要分为外购外协件、机加工件、焊接结构件、铸件等,零配件的来源有库房和厂区的上道工序车间,可以说,各种物料从四面八方汇到装配车间,不同物料的外形、重量各不相同,物流运输量大,物料路线复杂.所以合理的物流设计是大批大量生产叉车的装配车间得以有序高效运转的关键.
装配车间的中心仓库是整个生产组织的核心.为了使生产能有条不紊、高效安全地进行,中心仓库除了简单的储存外购外协件的功能外,还应该赋予其对装配车间以及相关车间进行生产组织的功能,即根据订单要求,分析所需要的物料,向相关生产部门发出指令,控制装配车间前道工序车间的生产节奏,控制仓库和车间之间物料配送的节奏,组织和分配装配车间各条装配线的装配车型,协调预装和总装线的生产节拍,并对库存量下限及时报警.
因此,中心仓库是装配车间乃至整个生产系统的核心,必须通过企业的信息化系统来实现以上功能.
根据指令,中心仓库对当班或下一班生产所需的物料发货并配料,对直接上总装的小型零配件配成与订单车型相匹配的单元,装到物料小车上,通过悬挂链配送到对应的总装线,与总装线同步行进,使各个工位能够便捷地取料,直到最后一个工位取完料,空车返回.
车架来自结构件车间,其体积较大,重量为 300~500kg,通过叉车运送效率较低,因此可以采用空中自行小车或悬链的方式输送,根据中心仓库的指令,从结构件车间直接运送到车架预装线上,中途不落地、不转运,具有灵活、高效、安全、易控制的特点.
门架、平衡重、电瓶组等较重,体积较大,其中门架来自结构件车间,平衡重为外协或来自铸造车间,电瓶组为外购,需要集中存放.
这些件的运送可以根据总图布局的情况,采用叉车运送或平板车运送,运到总装线的指定工位附近.
三联机(二联机)的几大部件(发动机 / 电动机、驱动桥、变速箱)单件重量不超过 200~300kg,一般为外购.可以根据总装线的配置,对应相应的车型存放在总装线前端,直接采用行车吊运.
其他的如散热器、仪表盘、多路阀、水箱、护顶架、轮胎、机罩等零配件形状各异,重量较轻,可以采用液压手推搬运车或叉车等灵活多样的方式运送.
可见,装配车间的物流组织包括物料的储存、分析订单、控制各生产环节的节拍、配货、运输等内容.
3 预装和总装的关系
叉车的装配件主要有:三联机(二联机)、车架、门架、轮胎、仪表架、护顶架、机罩等大件,电器组件、多路阀、转向器、散热器、制动总成及油门踏板等小件,这些零配件都要在总装前进行预装,只有规划好预装线,才能保证总装线按设计节拍正常运行.其中以三联机(二联机)、车架、门架的预装最为关键.
车架总成在总装线的第一个工位上线,车架预装线应布置在总装线的端头,采用地面环行线或一字形板链线的形式进行预装.
按照控制指令,车架从结构件车间通过输送线运至装配车间,自动落到相应的预装线上进入预装,运输节拍、预装节拍和总装节拍一致,且车型按照中心仓库的指令一一对应.
三联机(二联机)总成是在总装线的第二个工位上线,其预装线应布置在总装线之前,采用地面板链线,最后一个工位正对总装线的第二个工位,以便预装好的三联机很方便地吊装到总装线上.在工艺平面布置时,应注意车架的空中运输线、车架预装线、三联机预装线和总装线之间的位置关系,既要避免互相干涉,又能很好地衔接.
门架的预装可以布置在门架的结构件车间,预装好后再运输至装配车间,也可以布置在总装线附近,门架总成的下件处正好在门架的总装位置.
其他部件的预装工作量较小,可以设置在总装线相应工位旁边.
叉车总装线采用步进式地面板链线,根据适用车型设计工位的大小,每个工位要考虑前后的操作空间.根据生产节拍和装配工序的要求设置工位数.车体总装好后,在线加油或加水,然后下线装平衡重和门架.
门架装配调倾角等需要设置装配地坑.
4 吊装形式
叉车的许多零配件重量超过 30kg,甚至达几百千克,必须要考虑起重设备.装配车间的起重设备主要为吊装,其服务范围往往只对 1~2 个工位,起重机被占用的时间较长.因此,应选用轻巧、灵活的起重形式,网架式悬挂吊是比较合适的选择,一般悬挂吊的起重量不超过 1t,最大起吊高度在 2~3m,装配工人直接就可以操作,非常灵活轻便.
叉车下线后装的门架和平衡重比较重,则采用电动单梁吊.设计时应注意网架式悬挂吊、电动单梁吊及空中悬挂输送线的空间关系,互相之间不能干涉,又能无缝衔接.
5 调试的环境影响
装配完成后的叉车进行磨合调试,使叉车运动件摩擦副配合良好.然后进行整机试验,主要是对叉车的扭矩(爬坡性能)、行车速度、制动、转角(转弯半径)、满载最大起升高度、无载和满载最大起升速度、货叉最大下降速度、门架倾斜速度等进行试验.这些调试都是在叉车行驶状态下进行,所以噪声、废气、粉尘、热量等污染较为严重.
应把车间的这个区域设在靠外墙位置且单独隔离,做一定的隔音和吸音措施,并加强机械通风.
尤其磨合试验的污染更为严重,由于磨合试验是在固定台位上进行,因此除了全室通风外,还应采用吸风罩进行局部排风,尽量减少对环境和操作人员的影响.
调试合格后的叉车通过清理进入精整涂装,然后入成品库.
6 结语
综上所述,叉车装配车间工艺设计的重点是理顺物流,采用适合的物料运输方式,通过信息化管理系统高效组织整个生产过程.同时,设计时还需注重安全、环保和节能等因素.
