一种机柜装舱通用工装的设计

徐 亮 熊 强



一种机柜装舱通用工装的设计

徐 亮 熊 强

（北京无线电测量研究所，北京 100854）

根据雷达结构总装过程中机柜装舱困难的情况，分析机柜装舱过程的特点，提出了一种通用的机柜装舱解决方案，并设计了机柜装舱工装。该工装集机柜进舱与机柜在舱内移动与安装就位为一体，大大降低了机柜装舱过程的劳动强度，提高了装配效率。同时，将机柜装舱过程精细化，保障了装配过程的安全平稳。

机柜装舱；工装；设计

1 引言

在雷达结构总装过程中，机柜装舱是一项重要的工作。其主要包含：机柜进舱，即将机柜安全平稳地跨过舱门，进入舱内；机柜安装就位，机柜进舱之后，需转运到指定安装位置，使用指定的安装方式进行机柜安装。目前的实际机柜装舱过程存在以下共性特点，导致该过程变得较困难。

a. 机柜普遍较重，多在100～300kg之间，整个机柜装舱过程中搬运劳动强度大。

b. 机柜高度多数仅比舱门矮约100～200mm，有的甚至大于舱门高度，导致机柜进舱困难。目前主要通过天吊将机柜吊至门口，部分搭进舱门，再靠人力搬运进舱。

c. 机柜在舱内布局紧凑，人和搬运设备的操作空间有限；此外，机柜表面基本无手持施力点，导致机柜在舱内周转、移动困难。目前，舱内可用的设备仅有垫块、滚杠等简单的辅助工具，大量操作需多人协同操作。

d. 机柜安装落位方式多样，基本以下部安装减震器为主。但减震器间距各型号各机柜都有差异，减震器高度基本都小于90mm。目前机柜安装落位基本靠人力操作为主，无可用的辅助设备。

大量高强度人力参与的装配过程，必然对人身安全、设备安全造成威胁。在小空间中的操作还容易出现对其他设备及舱内地面的磕碰、刮蹭等危险。同时，整个装配过程需要操作人员多，效率低下。此种纯手工的现场机柜装舱模式已俨然越来越不适应目前大量批产型号对于快速精确装配的需求，亟需引入辅助装配工装，解决目前机柜装舱困难的问题。

机柜装舱过程动作复杂，操作空间局限大，目前，市场上还没有针对此类应用的通用设备。本文从机柜装配全过程考虑，提出一种集机柜进舱、舱内机柜搬运与准确安装落位为一体的辅助工装的实现方法。但是考虑到各型号机柜尺寸各异，安装方式也各不相同，要实现针对所有型号的通用机柜进舱与安装设备，在现阶段不具有可行性。以典型的、符合以上共性特点的批产型号X系列舱的机柜安装方式为主，提出了一种具有一定通用性的机柜进舱与安装辅助工装的解决方案。

2 结构方案设计

2.1 结构整体方案

本文提出将机柜进舱与机柜移动、安装落位过程分开，两套工装协助配合的结构解决方案。结构整体示意图如图1所示。

图1 机构装舱设备结构整体示意图

该工装分为进舱导轨和舱内搬运车两部分。进舱导轨跨过舱门，从舱外连接到舱内地面。进舱导轨包含一组固定式导轨和一组沿导轨可滚动的轨上小车组成。该工装可将机柜从舱外平滑地送入舱门内。在舱内，舱内搬运车自带升降功能且能万向移动，可以将机柜搬离进舱导轨、转运到指定位置、完成机柜准确落放等。

2.2 进舱导轨

进舱导轨分为导轨车和轨上小车两大部分组成。导轨车为轮式结构，可以自由移动到需要的位置。工作时，使用螺旋支撑腿支撑固定。导轨车上导轨组选用槽钢加工而成，分为左右两段平行布置，并通过中间两连接板连接。在进舱导轨最远端，留置了中间间隙，可用于布置舱内搬运车，进而进行机柜的转移。

轨上小车采用超低式设计，选用了最小型的聚氨酯叉车轮。工作时将轨上小车轮子陷入导轨中，尽量减少进舱导轨的整体高度，有效地减少了对有限的舱门高度的占用，最少占用高度为78mm。另外，轨上小车与导轨车远端一样使用了U型结构，其两货叉内侧间距达360mm，给舱内搬运车留有足够的操作空间。

2.3 机柜舱内搬运车

机柜舱内搬运车是本工装设计的难点。能够实现万向移动和升降的设备很多，实现的原理也多种多样，但是用于安装机柜的减震器间隙宽度最小仅310mm，高度约90mm，在这个空间中能够实现载重100～300kg、能万向移动、通过升降能达到70～110mm高度范围的设备目前市面上还没有。

综合考虑蜗轮蜗杆、超薄型千斤顶、升降气囊等多种结构方案优缺点，同时考虑结构可靠性、操作便捷性等方面的因素，设计的机柜舱内搬运车沿用通用的手动液压搬运车的结构原理，选取最小型的市售液压搬运车进行小型轻量化的结构改装设计。在保证液压升降范围为60～150mm的同时，将其货叉板外侧宽度由原来的380mm缩小至300mm，长度上由原来的800mm缩小至550mm，整体转弯半径由原来的1000mm缩小至800mm。为满足更多机柜尺寸的要求，在搬运车上可以选装长700mm或更长的加长货叉板。

经改装的机柜舱内搬运车能够进行机柜在舱内的转运和准确安装落位。与进舱导轨配合使用，可以做到机柜进舱与安装全过程的人力辅助。

3 应用分析

本文设计的机柜装舱工装，可以满足X系列舱的机柜装舱要求，并且已经获得了实际应用。该工装实物见图2。使用本工装进行机柜装舱过程见图3。

图2 机柜装舱工装实物

图3 机柜装舱过程

a. 架设设备。将工装设备移动至舱门位置，导轨远端伸入舱门内，将舱内搬运车货叉伸入导轨间间隙中间，做好机柜装舱准备。

b. 吊放机柜。使用厂房内天吊吊起欲装舱的机柜，平稳地放置于进舱导轨的轨上小车合适位置上。

c. 机柜进舱。将机柜沿导轨平稳的推入舱门内，待机柜整体越过舱门后，即完成机柜进舱。

d. 机柜转移。使用机柜舱内搬运车插入机柜底部，升起货叉板，将机柜托离进舱导轨，完成机柜从进舱导轨到舱内搬运车的平稳过渡。

e. 移动到位。万向移动机柜舱内搬运车到指定的机柜安装位置，将货叉板插入减震器间隙中间，使机柜处于减震器的安装孔正上方，完成机柜的移动到位。

f. 准确落位。降下机柜舱内搬运车的货叉板，机柜自然放置于减震器上，与搬运车脱离，完成机柜的自动准确落位。

经过工程实际应用测试，本工装能够满足X系列舱的机柜装舱要求，具有以下特点：

a. 全过程辅助装配，大大降低劳动强度。机柜进舱、机柜在舱内移动、机柜到达指定位置落位以及过程之间的机柜支撑转换，都完全靠工装实现。以前需至少4人才能完成的过程现在仅需2人即可轻松完成，大大降低了劳动强度。

b. 操作便捷灵活。轨上小车在导轨上滚动灵活，放置上机柜后也能很轻松实现机柜的进舱。机柜进舱后，依靠机柜舱内搬运车的操作把手，可以便捷轻松地实现机柜在舱内的转移、位置调整以及准确落位等。

c. 有效保障了装配过程安全。进舱导轨的使用，使得进舱过程平稳，降低了机柜与舱体的潜在磕碰危险。机柜舱内搬运车能够将机柜直接落置于减震器的安装位置上，有效避免了机柜与舱内设备、减震器之间的磨蹭、刮擦等，有效保障了装配过程的安全。

d. 较好的通用性。本工装本身实现原理具有通用性。为了满足尽量多种尺寸规格的机柜装舱，在结构尺寸上进行了最小化设计，可通过外加可选配的支撑板扩展。只要机柜下部减震器安装方式与X系列舱内机柜相似，都可以考虑使用本工装。

4 结束语

经生产实践验证，本机柜装舱工装可以很好地辅助完成X系列舱的机柜装舱过程。此外，其具有通用性的实现方法，也可以扩展到其他型号不同机柜的装舱应用中。利用本工装辅助机柜装舱，大大降低了劳动强度，减少了该装配过程对于人力的高度依赖，提高了车间装配效率。同时，本工装的投入使用，也将机柜装舱过程从粗放式向精细化转变，提高了装配过程的安全性、平稳性和准确性。

A Designing Method of General Process Equipment Used for Assembling Cabinet into Shelter

Xu Liang Xiong Qiang

(Beijing Institute of Radio Measurement, Beijing 100854)

According to the status on being difficult to assembly cabinet into shelter in the final assembly of radar, a general solution was presented by analyzing the characteristics of the process of assembling cabinet into shelter, and a kind of process equipment used for assembling cabinet into shelter was also designed. The process equipment set cabinet entering, moving and assembling in a shelter as one, by which the labor intensity of assembly was reduced immensely and the assembly efficiency was improved. Another advantage of the process equipment was to make the assembling cabinet into shelter more meticulous, which would ensure the assembly process safe and steady.

assembling cabinet into shelter；general process equipment；designe

2017-05-05

徐亮（1975），高级工程师，航空宇航制造工程专业；研究方向：雷达总装工艺。