装配工具控制器系统在平衡重叉车安装中的应用

于雷

【摘 要】平衡重式叉车设备在前部有升降货叉，车体尾部有用于平衡的重块，作为一种特殊载重车辆，在港口以及车站与企业内部应用较多，主要用于货物的装卸、堆垛与搬运等等，同时一些较小规模的叉车还可以应用在船舱、火车或集装箱内部。基于具体使用功能的不同，可以针对其结构进行改变，因而叉车大多具有一定的适用性。本文结合平衡重叉车在安装工作当中的应用装配工具控制器系统的技术要点，如安装工具、自动锁螺丝的安装以及控制臂的定位等展开分析，希望可以给相关设备安装工作的开展提供一些参考。

【关键词】装配控制器;平衡重叉车;控制臂;螺丝系统

中图分类号： TG95文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0067-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.030

叉车作为一种应用较为广泛的工业搬运车辆，在港口以及车站、机场与企业工厂车间当中都得到了推广，发挥着重要的作用，现在已经成为了托盘运输以及集装箱运输当中必不可少的设备。随着物流行业的发展，社会对于叉车也有了新的需求，在物料搬运工作当中的作用也越来越重要。在我国经济与社会发展的背景之下，叉车也在越来越多地取代人工搬运物料的情况，而叉车式的机械化搬运也在逐渐占据主流。本文基于实际项目，对于装配工具控制器系统在平衡重式叉车当中的应用进行了分析。

1 项目概况

本项目为电动叉车安装工艺升级改造，与其他叉车相比起来，该电动叉车EFG3/4/5系列有着更为小巧的外观以及紧凑的布局，载重能力较大，为3-5t，在室内以及室外多种环境中都能取得较好的应用效果。但是，在叉车的组合与安装方面出现了一定的困难：在安装过程中，应用现有的安装工艺及流程，无法满足设计工作的相关要求。为此，本项目拟应用自动锁螺丝系统来实现系统的相关操作，在此过程中，需要做好相关设备选型以及安装要点总结等工作。

2 设计构思与方案

2.1 叉车技术参数与主要性能

EFG4系列四轮电动叉车有着更高的能源使用率，应用三相交流电技术与紧凑型控制技术、液压系统加以结合，从而让叉车的性能得到提高，并有效控制了能耗。结合VDI循环测量结果来看，EFG4系列的能耗仅为同类型竞品的90%，实现了约10%的能源节约[1]。

叉车配置情况可以结合具体需求来进行定制，举例来说，应用Efficiency与Drive&lift plus加强模块可以对于叉车的行驶速度以及起升速度进行调节，提高叉车设备的易用性。与此同时，实现了自由转向，结合应用习惯来调节操作组件、并经由扶手的优化可以搭载不同身形的驾驶员。

新型紧凑提升门架也可以大幅拓宽操作者的视野范围，可以说是现如今市面上同类产品当中，所提供的视野最宽的。内部嵌套式结构极为紧密，同时也对于链条与软管布局进行优化，同时在横梁上也定制了两个窗口。在车身轮廓方面，出于坚固性与稳定性的需要，进行了相应的加固，同时储物空间的应用也体现了人性化理念。现阶段EFG4系列已经可以很好地适应于室内以及室外操作的需要，有效地节约了用户的成本，实现了节能降耗[2]。

2.2 核心装配情况分析

本项目的安装区域以及核心装配情况如下：

在货叉、机箱与配重组装方面，其应用的螺丝为M24，扭矩为1000Nm，数量为9个;

马达安装方面，应用的螺丝型号为M16，扭矩为280Nm，数量为7个，共计两个马达，因而应用螺丝数量为14个;

水平方向螺丝，应用螺丝型号为M14，所知为123Nm，数量为2个;

回升旋具杆部位的螺栓，扭矩为206Nm，数量为1个。

2.3 装配工具控制器系统设计方案

如图1所示，为本项目应用的装配工具控制器[3]。

3 装配工具控制器系统与安装要点

3.1 安装工序及工具甄选

在M24螺丝方面，该规格的螺丝共计应用9处，在设计方案中，其扭矩为714nm+15/-5Nm，在应用手动工具来进行安装的情况下，可以达到扭矩要求的板手已经有了较大的自重量，约为18kg，完成设备安裝的难度较高。此外，在本工序上还需要对安全问题给予足够的考虑，该规格的工具无论是掉落伤人还是坠落地面，都会造成较为严重的后果。与此同时，该车型的车身内部安装空间较为狭窄，无法应用较大尺寸的气动工具，可以应用电动工具来完成操作。

在M16螺丝安装方面，该规格螺丝在两侧共计安装14处，在装配过程中，其扭矩需要达到256Nm+15/-5Nm。因而与M12螺丝的安装相比，其空间更为狭窄，同时螺丝帽设计厚度仅有3.3mm，与正常范围相比较低，因而如果应用手动安装，很容易造成工伤事故，在设备的选用上，也同样以电动工具为宜。

结合现有的数据统计情况来看，应用手动工具来完成一颗螺丝的安装，所需要的时间约为50s，而如果应用电动工具来进行螺丝的安装，预案安装时间为5s，换言之，如果应用电动工具来完成螺丝的安装，共计23颗螺丝的安装时间可以从1150s降低到115s，共计节约1035s，其生产效率也将会大幅提高。

3.2 自动锁螺丝系统

在具体螺丝安装过程中，设计部门针对其中的相关参数进行了重新计算，并且做出了一系列改进，如将8颗M23螺丝的扭矩进行了修正，从720N提高到了1000N+117N/-46N，但是整体设计方面，与车身相连接、用于平衡重量的8颗螺丝型号辐射与平衡重之间的连接件实际内部宽度十分有限，仅为65cm，扭矩高于1000N的电动工具也由于其内部空间过于狭小而无法使用的情况。

在平衡重式叉车的整体结构当中，左右轮胎以及相关配重区域都是叉车装配当中的重点环节，应用的均为M16与M24螺丝，依照原计划，也需要加入M12螺丝，这样即可以将电动工具应用至全部区域的组装工作当中。但是M24扭矩出现了一定的变化，同时项目组也针对安装空间进行了重复性的检查与评估。如果将M12螺丝应用到M16与M24前或中间部位，则很容易造成互相干涉的问题，与此同时，符合于M16与M24扭矩的电动螺丝安装人也无法进入到M12的安装范围当中，仅仅可以订制特殊套筒来完成工作。与此同时，M12设计所知较低，为123N+18N/-6N。但是结合电动螺丝安装工具的情况来看，仍然没有设备可以覆盖到123-1000N的范围之下，加之公差以及稳定性方面的因素，已经无法应用一把电动工具来完成工作，需要应用两把电动工具才能让安装质量得到保证[5]。

在这种情况下，一方面会造成成本的提升，同时这类情况也会在一定程度上影响到安装质量，经研讨后，将其中的M12螺丝安装取消，在底盘平衡重与左右驱动单元部位应用M24以及M16螺丝，这样一方面可以避免安装干涉带来了弊病，同时也便于安装设备的选型。

3.3 电控及控制臂安装定位

所应用的Power Focus 4000系统需要110/220伏交流电源提供能源动力支持，对于扭矩能力在200Nm以上的工具，建议每个拧紧控制器使用220伏交流电源。结合本项目的设计情况来看，用于工件安装的空间并不宽，因而机械臂与扭矩枪的连接方式于其内部所应用的空间情况有着决定性的影响作用。在这种背景下，就需要多家工具厂商来通过协商进行选型，并选择最为合适的方案与设计，从而保证项目的可靠性。

在扭矩枪的设备选型方面，需要结合连接件的设计方案来选择，在这个过程当中，需要注意的是本项目的安装以及组合环节方面，料件大多需要放置于工装车上来开展作业，同时用于安装M24与M16螺丝的工位也在工件的两侧，因而需要将工具安装位置调整为区域的中间，以便于让扭矩枪可以顺利地进行两侧螺丝装配工作。与传统的固定点位安装相比起来，在工具车上料安装过程中，需要对于工具自身的反作用力实现更好的控制，因而机械臂连接部分的设计也就成为了整个项目当中最为关键的部分。

经过一系列的对比与模拟实验，选择应用三级机械臂设计方案来进行安装，确定方案后，则需要及时地测试，尤其是电动扭力枪的测试，该扭力枪的下限可以经过调整，达到100N，同时在后续的相关稳定性测试方面也可以达到预期效果。在后续使用当中，即便基于提高工作效率的需要，对于设计进行改进，也可以成功地装配M12螺丝，并入该工作站当中。

4 测试与装配验收

相关流程规定中，设备安装调试结束后，经现场试运行一个月后进行最终验收。在项目完成后，对于实际装配质量进行了验收，经检验，装配部分符合于设计需要，起到了一定的节约作用，成本减少了10%，在一定程度上弥补了本项目其他环节的超支问题。并且本项目设计以及后续改进均取得了良好的效果，可以推广应用。

5 结论

现阶段我国物流行业的发展速度越来越快，而叉车是物流行业中的一种重要工具，因而其生产制造也得到了行业内越来越广泛的重视，相关产业的发展也日趋完善。本文首先介绍了项目概况，之后结合设计构思方案进行了分析，从叉车技术参数以及主要性能、核心装配情况与装配工具控制器系统设计方案等角度出发，重点说明了装配工具控制器系统与安装要点，希望可以给相关设备安装工作的开展提供一些参考。

【参考文献】

[1]黄帅，唐希雯，谢海，et al.基于ADAMS与Simulink的平衡重式叉车侧倾分级控制联合仿真[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2018，41（09）：20-27.

[2]張德进，毕胜，张丽.CPCD280-320型内燃平衡重式叉车[J].起重运输机械，2010，2010（8）：29-30.

[3]李江波.电动平衡重式叉车电池更换的技术研究[J].现代制造技术与装备，2018，262（09）：64-65.

[4]盛雪丽.基于CAD、EXCEL、SW软件一种四支点——平衡重式叉车稳定性计算方法[J].内燃机与配件，2017（8）：29-30.

[5]纪琛，张翼，邓圣华.电动平衡重式叉车转向机构设计研究[J].军民两用技术与产品，2016（4）：194-194.