关于薄膜装卸车设计制造浅谈

摘要：我国的电容薄膜制造正处于篷勃发展阶段，投入生产的电容薄膜生产线越来越多，薄膜装卸车是电容薄膜生产线重要和必需的配套设备，功能是把生产好的膜卷从薄膜生产线上卸下来和把空钢芯装入到生产线。本文结合实践经验，探讨薄膜装卸车的设计和制造。

关键词：电容薄膜装卸车设计制造机架液压

由于电容薄膜生产线的工艺要求，生产设备需要安放在一个工艺罩内，而成品膜卷和钢芯是放在另外一个工艺罩内，所以不能用行车来装卸膜卷和空钢卷芯，必需要用薄膜装卸车来完成两个任务：一是把生产线生产出来的膜卷从设备上卸下来后运送出去；二是把空的钢卷芯运送进来安放到设备上。这就要求薄膜装卸车必须具备两个功能：一是前进后退；二是上升和下降。下面具体探讨一下薄膜装卸车的设计和制造。

1、薄膜装卸车前进和后退的设计

薄膜装卸车对前进和后退有精度要求，每一次前进和后退都必须在相同的位置。所以薄膜装卸车的运行速度不能太快，而且必须在轨道上行走，轨道通常采用两根国标轻轨直接预埋。薄膜装卸车的前进和后退可以用一个减速机驱动，也可以用两个减速机驱动。用一个减速机驱动，要把左右两个行走轮用联杆或用万向联轴器联接起来，这样的优点是两个行走轮行走完全同步，但是如果薄膜装卸车工作宽度比较长时，采用这个方式设计、制造和装配时比较麻烦，同时考虑到薄膜装卸车的同步精度不要求很高，在左右行走轮上各装上一个相同的减速机完全可能达到要求。行走轮两边需要有挡边，以保证薄膜装卸车始终在导轨上行走。选择减速机时要考虑它的扭矩和速度，扭矩要根据额定载荷等数据来计算，小车的行走速度也要适中，太快的话位移精度不好控制，太慢的话效率比较低，可以配备一个变频器来调节，本人推荐速度为15-20m/min，如果行走的距离比较长的话，就需要考虑速度分级控制，用变频器、PLC、传感器来控制运行速度，以达到生产要求。

2、薄膜装卸车滑板上升和下降的设计

薄膜装卸车向机器上运载空钢卷芯时要先把空钢卷芯升上来，等到了正确位置时，又要把空钢卷芯降下来放到机器上，从机器上卸下卷有薄膜的膜卷时则反之。实现这一功能可以采用液压剪刀脚式、双减速机式和双油缸式。液压剪刀脚式可以很好的保证上升和下降的同步性，但是结构复杂，占用的空间比较大，如果工作宽度比较长时，则其缺点更加的明显，这种方式适合于工作宽度不长的场合，以前的薄膜装卸车的工作宽度不是很长，所以常采用这种方式。双减速机式结构比剪刀式液压系统简单，需要配备滚珠螺母丝杆结构，装配精度比较高，当升举负载大时，减速机也相应增大，占用的空间也会随之增大，电气上也需要两台变频器来控制和调节两边的同步性。双油缸式则结构简单，占用的空间也很小，且易于实现，但是同步精度需要液压系统来调节，对液压系统有一定的要求：液压系统的电磁阀换向阀的滑阀中位机能需采用P型中位机能，因为负载被升举之后要保持升举状态；左右两个油缸的活塞动作速度要能进行同步和调速处理，由于这个液压系统是间断工作，每次工作的时间不长，所以可以选用六个节流阀进行调速，两个用来调节总的上升和下降速度，另外四个分别用来调节两个油缸活塞的上升和下降，以保证两个油缸活塞的运动同步。由于滑板上升顶起膜卷或空钢卷芯时会产生纵向冲击力，所以左右两边的滑板要求既能保证上下能灵活动作，又要保证上下的精度，并且又要保证能承受一定的纵向冲击力，所以选用的直线导轨和滑块要能承受一定的纵向载荷和横向载荷。

3、薄膜装卸车的机架设计与制造

薄膜装卸车的机架设计是在确定了薄膜装卸车的前进和后退采用的方式和薄膜装卸车的上升和下降功能的采用方式后再进行的。确定机架长度尺寸时要重点考虑到薄膜装卸车进入工作位置的过程中会不会和设备发生碰撞；确定两侧支架之间尺寸时要考虑预留吊带的工作位置，因为吊装时不能吊装在膜卷上，这样会使膜卷报废的；确定薄膜装卸车的总宽度时要考虑给操作人员足够的操作空间；最后还要注意到薄膜装卸车的中心位置和设备的中心位置是不在同一个位置的。机架的底盘建议采用方管，因为方管强度高而且扰度小，制造时易保证精度。可以把液压控制系统和电气控制箱设计安装在机架的底部，这样可以节省空间，又看上去美观。两侧支架板上安装导轨的面和滑板上安装滑块的面都要磨平，否则满足不了直线导轨和滑块的安装要求，从而使滑板移动不灵活，甚至出现卡死的现象。底盘的上表面是工作面，所以需要最后铺上一层防滑花纹钢板。

薄膜装卸车机架制造前应把需要加工的零部件加工好，两根国标轻轨先按尺寸要求预埋好。最先制造的应该是薄膜装卸车的底盘，制造时先在一块平整的地面上画出横向、纵向基准线和底盘的框架图，再按照画出来的线拼装焊接底盘，但由于尺寸比较大，产生的误差也可能比较大，所以为了保证制造精度，画线时要采用多种测量方法来确保尺寸的准确性，例如测量长方形时可以用同一卷尺测量四条边的长度是否准确以及测量其对角线是否相等，这样可以确保长方形的尺寸误差在允许的范围。为防止焊接时对尺寸的影响，底盘焊接时先采用点焊方式，等整个底盘点焊好后再测量一次，没有问题后再满焊。底盘制造好后装配好四个行走轮，将整个底盘放在预埋好的两根轻轨上，调整好水平状态。接下来焊接两侧支架板时要用线垂测量是否垂直于底盘。液压系统和电气控制箱的安装支架也要焊接在底盘上，底盘的上表面最后焊接防滑花纹钢板。这样就完成整个机架的制造。

4、薄膜装卸车的电气设计

薄膜装卸车的电气设计也是在确定了薄膜装卸车的前进和后退采用的方式和薄膜装卸车滑板的上升和下降采用方式后再进行的。薄膜装卸车的各功能实现应采用可编程控制器（PLC）来自动控制，不应有太多人为参与，这样既可以保证动作精度又可以减少劳动强度。薄膜装卸车的运行模式应有自动和手动两种。自动模式就是在正常工作时只需要在操作面板上按一下装钢芯按钮或卸膜卷按钮薄膜装卸车就能自动完成指定功能，手动模式是为了对薄膜装卸车的状况进行调整和在意外情况发生的时候能手动解除意外。要实现自动模式，则至少需要安装四个位置传感器来检测小车前进和后退、上升和下降的动作状态。如果需要对小车的前进和后退进行分级控制的话就要相应增加位置传感器和变频器。

5、薄膜装卸车的装配和调试

最后是薄膜装卸车的装配和调试。在这之前先确定所有需要的零配件都已准备好。先按要求装配好油缸，然后安装直线导轨和滑板，直线导轨和滑板安装时要保证好精度，安装好后要能灵活的上下移动。然后用油管把油缸接口和液压控制系统的接口联接起后，电气接线工作完成后就可能进入调试了。机械方面的调试主要调试小车的行走状态和两侧滑板动作的同步性；电气调试主要是调试好PLC程序和位置传感器的位置、电机的转向、按钮功能的正确性等。

至此，一台薄膜装卸车的所有工作就已经基本完成。下图所示的是由本人设计的薄膜装卸车，可供读者参考，它的工作长度7米，额定载荷5吨，升举高度0.5米。此设备现已制造完成并已投入使用，实践表明此设备能很好的实现需要的功能，完全可以达到生产需求。

参考文献

[1] 丁树模主编.液压传动.北京:机械工业出版社,1999.

[2] 程崇恭主编.机械原理.北京:高等教育出版社,1999.

[3] 黄志远,韩立江主编.实用检修钳工手册.北京:化学工业出版社,2003.