拖拉機(jī)底盤傳動(dòng)系發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置及應(yīng)用

李 明，張 磊，朱曉歡

（遠(yuǎn)大石川島農(nóng)機(jī)（沈陽）有限公司 遼寧 沈陽 110027）

1 引言

底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)是拖拉機(jī)的核心部件，因此其裝配質(zhì)量直接影響整機(jī)性能。其裝配效率直接影響各拖拉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能。由于目前國內(nèi)拖拉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)仍然沿用比較老舊的吊裝式對(duì)接方式，由于此種生產(chǎn)方式人為因素占比較大，因此產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)能提升遇到瓶頸。因此采用自動(dòng)化程度高的對(duì)接裝置代替人工作業(yè)是解決以上問題的方法。

圖3 拖拉機(jī)底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置對(duì)接示意圖

拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤傳動(dòng)系采用精密花鍵軸連接，一些高端產(chǎn)品由于PTO動(dòng)力輸出帶有模式切換功能，采用雙層花鍵軸結(jié)構(gòu)。因此對(duì)裝配精度提出更高的要求，人工裝配難以滿足產(chǎn)品發(fā)展的需要，質(zhì)量不穩(wěn)定，效率低，而且近年來人工成本持續(xù)增加。隨著工業(yè)4.0在機(jī)械行業(yè)的逐步推廣，自動(dòng)化對(duì)接裝置由于具有高精度、高效率、高適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，采用自動(dòng)化對(duì)接裝置代替人工對(duì)接已經(jīng)成為發(fā)展方向。本文設(shè)計(jì)一套拖拉機(jī)底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置提高產(chǎn)品的裝配質(zhì)量、穩(wěn)定性、提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

2 拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤傳動(dòng)系對(duì)接結(jié)構(gòu)分析

拖拉機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤傳動(dòng)系（離合器、變速箱、驅(qū)動(dòng)橋）操縱系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)是拖拉機(jī)的核心部件（見圖1、圖2）。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)

圖2 底盤傳動(dòng)系

3 拖拉機(jī)底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置工作原理

3.1 底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置應(yīng)分別支撐發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤傳動(dòng)系，分別定位后將底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接。對(duì)接裝置一端具有高低調(diào)整功能，另一端具有縱向角度調(diào)整功能。對(duì)接時(shí)需將底盤傳動(dòng)系花鍵軸與發(fā)動(dòng)機(jī)上離合器花鍵孔對(duì)正，保證定位精度、保持同心后，方可進(jìn)行對(duì)接。高端機(jī)型需同時(shí)將傳動(dòng)系內(nèi)同心的兩根花鍵軸與離合器和飛輪上同心的兩個(gè)花鍵孔同時(shí)對(duì)正并保持同心后方可對(duì)接組裝。

3.2 此對(duì)接裝置采用激光定位，分別定位發(fā)動(dòng)機(jī)安裝平面定位點(diǎn)和底盤傳動(dòng)系裝配面定位點(diǎn)。

3.3 對(duì)接過程中，底盤傳動(dòng)系支撐裝置水平位置保持固定，縱向角度由預(yù)先設(shè)定的程序調(diào)整至相應(yīng)位置。發(fā)動(dòng)機(jī)支撐裝置通過滾珠絲杠可在水平方向移動(dòng)，平穩(wěn)接近底盤傳動(dòng)系，同時(shí)由預(yù)先設(shè)定的程序通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)高度調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)高度。當(dāng)二者進(jìn)入預(yù)對(duì)接距離后，由激光定位系統(tǒng)分別定位二者的定位點(diǎn)，系統(tǒng)識(shí)別誤差后主控發(fā)出指令對(duì)二者位置誤差進(jìn)行微調(diào)。直至將二者定位點(diǎn)對(duì)正后（裝配公差范圍內(nèi)），對(duì)接裝置繼續(xù)平穩(wěn)將發(fā)動(dòng)機(jī)推向底盤傳動(dòng)系，實(shí)現(xiàn)二者對(duì)接。

3.4 底盤傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接過程中對(duì)接臺(tái)的高度調(diào)整，角度調(diào)整均為伺服電機(jī)自動(dòng)調(diào)整。對(duì)接裝置主機(jī)中可存儲(chǔ)不同機(jī)型定位點(diǎn)信息。不同機(jī)型上線后自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)對(duì)接。

3.5 對(duì)接裝置配備示教系統(tǒng)，由操作者操縱示教器按鈕/旋鈕實(shí)現(xiàn)調(diào)整動(dòng)作。調(diào)整速度可變、按鈕可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)功能，可以精確調(diào)整。

3.6 示教器設(shè)有鎖定按鈕，調(diào)整完畢后按下鎖定按鈕，避免誤操作。設(shè)有調(diào)速旋鈕，實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作速度可調(diào)。

3.7 示教動(dòng)作可以可以實(shí)現(xiàn)可視化編程，直接存儲(chǔ)。方便操作者建立新機(jī)型檔案。

3.8 底盤傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接過程中水平方向移動(dòng)為配有力調(diào)節(jié)和力反饋，推動(dòng)力度大小根據(jù)機(jī)型不同可在主控中進(jìn)行微調(diào)，避免對(duì)接過程中撞壞部件。

3.9 設(shè)備應(yīng)具備完善的安全保護(hù)功能。設(shè)備關(guān)鍵部位貼有明顯的安全標(biāo)識(shí)。操作工位均設(shè)有急停按鈕。電控系統(tǒng)及傳感器、執(zhí)行單元帶有自檢功能，發(fā)現(xiàn)失效情況能夠立即報(bào)警，能夠停止相應(yīng)動(dòng)作，避免發(fā)生安全事故。

3.10 底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接工裝應(yīng)保證在一分鐘內(nèi)將底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接完畢。

3.11 底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接工裝地腳可調(diào)、可鎖定。

3.12 底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接工裝前部（底盤傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇一側(cè)前方空間）為操作人員站立空間，此空間不應(yīng)有任何物體遮擋。

3.13 發(fā)動(dòng)機(jī)部裝線與底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接工裝配合使用。底盤發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接后，發(fā)動(dòng)機(jī)支撐工裝自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)托盤輸送至返回線，發(fā)動(dòng)機(jī)托盤自動(dòng)返回。對(duì)接工位兩側(cè)留有操作者站立和操作空間，用于擰緊發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤傳動(dòng)系連接螺栓。見圖3。

4 結(jié)語

拖拉機(jī)底盤傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)接裝置的使用，不僅提高了裝配精度，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，而且將此工序操作工人數(shù)量由3人減少到1人。此工序的裝配時(shí)間由原3～5分鐘對(duì)接一臺(tái)降低至1分鐘對(duì)接一臺(tái)。不僅減少了人的因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的影響，從長遠(yuǎn)考慮更降低了生產(chǎn)企業(yè)的用人成本。提高了生產(chǎn)效率。

[1] 王孫安.機(jī)械電子工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2010，10.

[2] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[3] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1996.