一种剪式升降输送装置的改造与应用

邹益来

（司米厨柜有限公司，广州 511300）

在工厂生产制造中，剪式升降输送装置可满足不同作业高度的升降和输送需求。剪式升降机是升降机的一种，工作原理与剪刀的工作原理类似，区别在于将手动驱动改为油缸驱动，并增加了导向装置。剪式升降装置在家具工厂中大量使用，尤其在车间的某工序上、下料上的使用，具有传输升降平稳、准确、载重量大及易操作等特点，可有效解决各类升降难点。但是，随着使用年限的增长，设备故障次数与故障时间随之增加。因此，针对剪式升降平台在实际使用中存在的问题，改造剪式升降装置平台的零部件或结构，以缩短设备的停机时间，提高生产现场的运行效率，提高维修作业时的安全性。另外，设计剪式升降平台的安全支撑杆，可以规避剪式平台因突然下降造成作业人员存在的挤压风险[1]。

1 剪式升降平台的结构与工作原理

剪式升降平台由行走机构、液压系统、电动控制系统、滑动承重系统及支撑机构等部分组成。它的工作原理主要分为上升和下降。上升原理是指剪叉式升降机的液压系统中液压油通过叶片泵会形成一定的压力，经过滤油器、电磁换向阀、节流阀、液控单向阀以及平衡阀等部件进入液压缸下端，使油缸的活塞向上运动，从而达到台面上升的目的。下降原理是指当油缸的活塞向下运动时，液压油经过电磁换向阀进入液压缸的上端，油缸的下端回油经过平衡阀、液控单向阀、节流阀及电磁换向阀回到油箱[2]。

剪式升降平台结构示意图，如图1所示。液压系统采用液压泵与液压缸共同作用实现升降功能，工作原理与剪式升降机的工作原理类似。通过脚踏开关踩踏，信号传输至电动控制箱，液压泵开始工作，电磁阀打开，油泵吸入液压油，推动油缸中的活塞运动，油缸轴开始伸出变长来推动剪刀支架运动，使滑动承重轮滚动，升降机上升，完成顶升交叉臂架的垂直上升。当上升至需要位置时，感应器将信号传输至电动控制箱，液压油泵停止工作，电磁阀关闭。下降动作流程如下：首先，通过脚踏开关踩踏，下降信号传输至电动控制系统；其次，液压油泵止回阀打开，通过机身重量压动液压油返回油箱实现下降；最后，下降至低位需要位置时，感应器感应将信号传输至电动控制系统，止回阀关闭，升降机停止下降[3]。当升降机顶升交叉臂架垂直上升、下降时，液压油在限速阀和流量调节阀的监控下，通过电磁阀流回油箱。油缸过载时，油泵输出的压力油通过溢流阀（安全阀）直接流回油箱。为了防止油管破裂而发生失控下降事故，每个油缸进油（兼作回油）管路上设有单向限速阀。

剪式升降平台在某家居橱柜工厂的现场情况，如图2所示，主要用于生产流水线高度差之间的板件物料输送。例如：封边、排钻工序中的上下料，可减少操作人员的手动搬运动作；通过升降装置，利用具有输送功能的平台，能够解决生产流水线间的高度差问题。同时，这个高度差能根据生产设备的实际高度通过脚踏液压装置调整平台高度的升降。由于工厂多变的工序流程，板件物料需从高处的滚筒线一利用剪式升降平台将其输送至低处的滚筒线二，见图2。这一布局特点决定了剪式升降输送平台在工序流程中的重要性和不可替代性[4]。

超出额定荷载且长时间运行会对剪式升降平台造成极大损害，尤其是零部件。该平台经常出现的设备故障包括油缸漏油、电磁换向阀损坏、升降脚踏开关失灵、剪刀架内铜套磨损异响、活动承重轮磨损、轴承坏以及承重轮导轨磨损等。较长的故障处理时间给生产现场带来了较长的等待时间，会极大降低生产效率，且维修现场存在因液压装置突然失效而导致的安全风险。因此，需要改善剪式升降平台，提高生产现场的运行效率，降低维修过程中的安全风险[5]。

2 剪式升降平台装置改善方案

2.1 升降平台的油缸连接轴改造

目前，某橱柜工厂的生产设备中，升降平台装置得到了广泛应用，主要是连接不同高度的物料输送。对于剪式升降平台，承担升降压力的主要部件为升降油缸，在使用过程中可能会导致密封圈损坏出现漏油现象，此时必须及时更换，否则极易出现长时间故障且液压油严重泄漏不易清洁的情况，因此对整个装置快速拆卸和安装尤为重要。原升降油缸与内支撑壁由一根长185 mm、内径为30.0 mm的连接轴连接，如图3所示。在拆卸过程中，因为它与升降油缸孔的配合为过度配合，间隙极小，导致拆卸安装极其不便，增加了故障的处理时间，造成长时间的生产等待。此外，设备长时间频繁运行会加剧连接轴的磨损。因此，需要改进剪式升降平台的升降油缸连接轴，将升降油缸的连接轴改为内径为29.5 mm，见图4。与内径为30.0 mm的原连接轴相比，改进后的内径减少了0.5 mm。这样升降油缸连接轴与轴孔之间的配合为间隙配合，因此更换油缸可大大缩短油缸拆卸与安装的维修时间，减少连接轴的磨损，缩短设备故障的处理时间，有效提高设备的生产运行效率[6]。

某橱柜工厂现场对改进后连接轴的升降平台装置（见图5）使用近半年，发现现场运行平稳，设备故障率低，同比升降装置改进前的故障率下降约50%，尤其是拆装液压系统的连接结构，可大幅缩短现场维修时间，提高维修效率，做到快速响应、快速维修，有效确保设备正常运行。

2.2 升降平台安全支撑挡杆的设计与应用

作业人员在维修保养剪式升降平台时，检修人员身体部位需要进入平台升降机的内部，存在液压系统突然失效，导致剪式升降平台急剧下降造成挤压安全事故的风险。为了预防此类事故的发生，提高设备维修作业时的安全性，某橱柜工厂现场测算平台和物料的承载质量，设计50 mm×50 mm×1 000 mm的安全支撑挡杆（见图6）布置在升降平台的四周（见图7），以满足支撑平台和物料承载质量的要求。即使液压系统突然失效，安全支撑挡杆也能有效支撑升降平台。因此，作业员工可在维修保养时将升降平台升至合适高度，并将安全支撑挡杆竖立，从而有效规避平台突然下降至地面而对作业人员造成挤压的风险，有利于提高维修作业时的现场安全性。

3 结语

通过改进剪式升降平台输送装置的连接轴，由原设计的过渡配合改为间隙配合，降低了连接轴和轴孔的磨损，且易拆卸和安装。约半年的使用结果显示，设备故障率降低了50%，大幅缩短了维修时间，提高了现场的生产效率，同时为剪式升降平台设计了维修维护的安全支撑挡杆，并成功应用于某橱柜工厂车间，有效解决了维修维护时存在的挤压风险。剪式升降装置零部件的改造和应用不仅可以提高生产流水线的运行效率，还可以规避潜在风险隐患，确保现场维护的安全性。