运输支架工装夹具改进

运输支架工装夹具改进

李景龙

（上海电力建设修造有限公司上海200433）

摘要：动力传动系统运输支架项目，针对订单加工数量大、工期短、装配要求高等原因，制定出工装夹具制作流程工艺。通过3D的拼装模拟，生产实践，制定新型成型模具改进制造工艺，取得良好的效果，使我们的产品顺利通过了FPQ验收，为承接该产品的后续订单打下了坚实的基础。

关键词：动力传动系统；运输支架；工装夹具

1.引言

在2016年公司风能项目部承接了动力传动系统运输支架产品的制作，首批次订单数量为347套，针对订单加工数量大、工期短、装配要求高等原因，制定出工装夹具制作流程工艺。

动力传动系统运输支架是风力发电动力系统运输过程中的重要组成部分，由于运输支架部件的安装需要分别调整24根立柱的角度和间距，因此用时较长，而且支架内角度的测量也有一定的难度。

如果采用传统的组装形式，不仅耗时，而且装配尺寸也得不到保证，并且运输支架上部的U型槽和支撑板上的孔需要与电动机设备进行匹配，对定位尺寸提出了更高的要求。使用传统的拼装加工方法，不仅耗时而且怠工，没有将焊工的效率发挥到最大，造成了焊工资源的浪费。

采用新工艺制作的流程，首先将支架使用3D软件在电脑上建模，通过模拟后转换为可以施工的2D工装，形成先部件焊接、后拼装、最后组装的工艺。

2.产品的结构特点

动力传动系统运输支架项目，主要负责图示变速箱设备（齿轮箱+主轴）的承载运输，并要求齿轮箱与主轴与支架准确的进行对接。在电力行业中风电是既环保又节省能源的发电方式，而动力传动系统运输支架是风力发电动力系统运输过程中的重要组成部分。

由于运输支架部件的安装需要分别调整多根立柱的角度和间距，因此用时较长，而且各立柱角度的测量也有一定的难度。通过顶部零件能够在全寿命周期来提供平稳的运输，并且便于堆叠。如果应用传统的拼装方法，用时较长，工序非常的复杂繁琐，再加上成大批量的生产，给产品的制作带来了巨大的挑战。

2.1传统加工方法

从示意图中（图1）可以看出，使用传统的拼装方法，由于需要调整37个零件（包括对称零件）的角度和间距，则需要进行100多次的空间定位、每套产品的拼装需要2个工人耗费1天的时间。因此，用时较长、劳动强度非常大、人员的操作技能等因素对产品尺寸的影响很大，不容易控制产品的质量稳定性。

图1

由于传统拼装方法存在的问题，经技术人员和生产制作人员共同讨论后，认为如果采用新型的工装夹具来辅助拼装，可以有效的控制产品质量，减小劳动强度，从而提高生产效率。

2.2拼装夹具改进方案

2.2.1附图说明

图2为风能动力传动系统运输支架工装夹具示意图。

图3为实用新型夹具的俯视图。

图4为3D模拟图

说明：

第一立柱：1、12及对称立柱第二立柱：3、4、5、7、10、11及对称立柱

第三立柱：2、6、9及对称立柱第四立柱：8及对称立柱底板：13

图2图3

2.2.2初步的工艺路线：

1、把待装配的带加强筋的支架竖直倒放入第二立柱的U型槽里，支架的加强筋正好与第二立柱的开槽契合。

2、把带D形环的支架竖直倒放入第六立柱和第九立柱的L型槽里，使支架向槽的两侧紧靠即可。

3、把细短支架横着嵌入第八立柱的U型槽里，连接第六立柱和第九立柱槽里的支架。

4、把用作斜支撑的支架分别放入第三立柱、第四立柱、第五立柱、第七立柱、第十立柱、第十一立柱、第二立柱、第六立柱和第九立柱的开槽中，固定了斜支撑的角度。

5、把运输支架部件H型支架放入第一立柱和十二立柱的矩形定位槽里。

6、把各部件接触处用焊接的方法进行点固。

2.2.3具体实施方案

本实例是运用逆向思维把运输支架设置为倒放状态，然后根据图纸定位尺寸要求对运输支架6个竖直方管及斜支撑组装而进行设计的。由于工装夹具的对称性，这里我们只针对对称的一侧进行说明，如图2所示，运输支架工装夹具，包括底板和立柱，在底板13上设置第一立柱1、12，在所述第一立柱上设置有凹形定位槽，为半包围矩形槽；在所述底板13上设置第二立柱3、4、5、7、10、11，在所述第二立柱3、4、5、7、10、11上设置斜面及定位挡板装置；在所述底板13上设置第三立柱2、6、9，第三立柱2设置成“U”型，其上设置有两个定位凹槽，第三立柱6、9设置成“L”型，其上分别设置有两个定位凹槽；在所述底板13上设置第四立柱8，在所述第四立柱8上设置U型定位槽。

如图2所示，第四立柱8位于两个“L”型第三立柱6、9之间；第二立柱3、4、5、7、10、11围绕在第三立柱2、6、9周围；在第三立柱2上设置有方管所带加强筋的开槽。

作为本实用新型的一个优选的实施例，第一立柱（1、12）、第二立柱（3、4、5、7、10、11）、第三立柱（2、6、9）和第四立柱（8）都分别与底板有接触，并用点焊加固，第三立柱（2、6、9）设置有加强筋。

图2为风能动力传动系统运输支架工装夹具的示意图，其工作过程是：首先把待装配的带加强筋的矩形管竖直倒放入第三立柱（2）的“U”型槽里，矩形管的加强筋正好与立柱（2）的开槽契合，起到了紧固作用，其次把带D形环的矩形管竖直倒放入第三立柱（6、9）的“L”型槽里，使方管向槽的两侧紧靠即可，再次把细短方管横着嵌入第四立柱（8）的“U”型槽里，连接两个“L”型槽里的矩形管，然后把用作斜支撑的方管放入第二立柱（3、4、5、7、10、11）与第三立柱（2、6、9）的开槽中，固定了斜支撑的角度，接着把运输支架部件H型钢倒放入第一立柱（1、12）的矩形定位槽里，最后把各

部件接触处用焊接的方法进行点固，整体装配即可完成，图4所示。

图4

由于改进了拼装工艺，每套100多次零件空间定位操作只需2个工人耗费0.3天的时间即可完成，缩短了2/3的拼装时间，而且不需要反复测量，且不需要更换拼装模具，明显的降低了工人的劳动强度，同时这种新型工装夹具是通过产品倒立契合的方式倒模而成，能够有效的控制质量稳定性，避免人员误操作而造成的不合格品。

3.结束语

利用新设计的新型工装夹具的拼装工艺，成型的产品质量明显优于使用传统拼装方法得到的产品质量，而且工效提高明显，减少了因生产不合格品导致的浪费，在满足图纸要求的情况下大大减轻了工人劳动强度，同时缩短了制作周期。

由于我们改进了动力传动系统运输支架的拼装工艺，使我们的产品顺利取得了FPQ资格，顺利完成了2016年风能项目运输支架的生产任务，从而确保了后续产品装配的时间周期，2016年一共顺利交付了717套支架订单，为承接该产品的后续订单打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]动力传动系统运输支架使用指导书

[2]王纯祥.工装夹具设计及应用.化学工业出版社

[3]王国凡.钢结构焊接制造[M].北京：化学工业出版社