李 明，張 磊，朱曉歡

（遠(yuǎn)大石川島農(nóng)機（沈陽）有限公司 遼寧 沈陽 110027）

1 引言

底盤傳動系和發(fā)動機是拖拉機的核心部件，因此其裝配質(zhì)量直接影響整機性能。其裝配效率直接影響各拖拉機生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能。由于目前國內(nèi)拖拉機生產(chǎn)企業(yè)仍然沿用比較老舊的吊裝式對接方式，由于此種生產(chǎn)方式人為因素占比較大，因此產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)能提升遇到瓶頸。因此采用自動化程度高的對接裝置代替人工作業(yè)是解決以上問題的方法。

圖3 拖拉機底盤傳動系和發(fā)動機對接裝置對接示意圖

拖拉機發(fā)動機與底盤傳動系采用精密花鍵軸連接，一些高端產(chǎn)品由于PTO動力輸出帶有模式切換功能，采用雙層花鍵軸結(jié)構(gòu)。因此對裝配精度提出更高的要求，人工裝配難以滿足產(chǎn)品發(fā)展的需要，質(zhì)量不穩(wěn)定，效率低，而且近年來人工成本持續(xù)增加。隨著工業(yè)4.0在機械行業(yè)的逐步推廣，自動化對接裝置由于具有高精度、高效率、高適應(yīng)性等優(yōu)點，采用自動化對接裝置代替人工對接已經(jīng)成為發(fā)展方向。本文設(shè)計一套拖拉機底盤傳動系和發(fā)動機對接裝置提高產(chǎn)品的裝配質(zhì)量、穩(wěn)定性、提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

2 拖拉機發(fā)動機與底盤傳動系對接結(jié)構(gòu)分析

拖拉機主要由發(fā)動機、底盤傳動系（離合器、變速箱、驅(qū)動橋）操縱系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。底盤傳動系和發(fā)動機是拖拉機的核心部件（見圖1、圖2）。

圖1 發(fā)動機

圖2 底盤傳動系

3 拖拉機底盤傳動系和發(fā)動機對接裝置工作原理

3.1 底盤發(fā)動機對接裝置應(yīng)分別支撐發(fā)動機和底盤傳動系，分別定位后將底盤和發(fā)動機對接。對接裝置一端具有高低調(diào)整功能，另一端具有縱向角度調(diào)整功能。對接時需將底盤傳動系花鍵軸與發(fā)動機上離合器花鍵孔對正，保證定位精度、保持同心后，方可進行對接。高端機型需同時將傳動系內(nèi)同心的兩根花鍵軸與離合器和飛輪上同心的兩個花鍵孔同時對正并保持同心后方可對接組裝。

3.2 此對接裝置采用激光定位，分別定位發(fā)動機安裝平面定位點和底盤傳動系裝配面定位點。

3.3 對接過程中，底盤傳動系支撐裝置水平位置保持固定，縱向角度由預(yù)先設(shè)定的程序調(diào)整至相應(yīng)位置。發(fā)動機支撐裝置通過滾珠絲杠可在水平方向移動，平穩(wěn)接近底盤傳動系，同時由預(yù)先設(shè)定的程序通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動高度調(diào)整機構(gòu)調(diào)整發(fā)動機高度。當(dāng)二者進入預(yù)對接距離后，由激光定位系統(tǒng)分別定位二者的定位點，系統(tǒng)識別誤差后主控發(fā)出指令對二者位置誤差進行微調(diào)。直至將二者定位點對正后（裝配公差范圍內(nèi)），對接裝置繼續(xù)平穩(wěn)將發(fā)動機推向底盤傳動系，實現(xiàn)二者對接。

3.4 底盤傳動系與發(fā)動機對接過程中對接臺的高度調(diào)整，角度調(diào)整均為伺服電機自動調(diào)整。對接裝置主機中可存儲不同機型定位點信息。不同機型上線后自動識別，自動對接。

3.5 對接裝置配備示教系統(tǒng)，由操作者操縱示教器按鈕/旋鈕實現(xiàn)調(diào)整動作。調(diào)整速度可變、按鈕可以實現(xiàn)點動功能，可以精確調(diào)整。

3.6 示教器設(shè)有鎖定按鈕，調(diào)整完畢后按下鎖定按鈕，避免誤操作。設(shè)有調(diào)速旋鈕，實現(xiàn)各動作速度可調(diào)。

3.7 示教動作可以可以實現(xiàn)可視化編程，直接存儲。方便操作者建立新機型檔案。

3.8 底盤傳動系與發(fā)動機對接過程中水平方向移動為配有力調(diào)節(jié)和力反饋，推動力度大小根據(jù)機型不同可在主控中進行微調(diào)，避免對接過程中撞壞部件。

3.9 設(shè)備應(yīng)具備完善的安全保護功能。設(shè)備關(guān)鍵部位貼有明顯的安全標(biāo)識。操作工位均設(shè)有急停按鈕。電控系統(tǒng)及傳感器、執(zhí)行單元帶有自檢功能，發(fā)現(xiàn)失效情況能夠立即報警，能夠停止相應(yīng)動作，避免發(fā)生安全事故。

3.10 底盤發(fā)動機對接工裝應(yīng)保證在一分鐘內(nèi)將底盤發(fā)動機對接完畢。

3.11 底盤發(fā)動機對接工裝地腳可調(diào)、可鎖定。

3.12 底盤發(fā)動機對接工裝前部（底盤傳動系與發(fā)動機對接時，發(fā)動機風(fēng)扇一側(cè)前方空間）為操作人員站立空間，此空間不應(yīng)有任何物體遮擋。

3.13 發(fā)動機部裝線與底盤發(fā)動機對接工裝配合使用。底盤發(fā)動機對接后，發(fā)動機支撐工裝自動將發(fā)動機托盤輸送至返回線，發(fā)動機托盤自動返回。對接工位兩側(cè)留有操作者站立和操作空間，用于擰緊發(fā)動機與底盤傳動系連接螺栓。見圖3。

4 結(jié)語

拖拉機底盤傳動系和發(fā)動機對接裝置的使用，不僅提高了裝配精度，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，而且將此工序操作工人數(shù)量由3人減少到1人。此工序的裝配時間由原3～5分鐘對接一臺降低至1分鐘對接一臺。不僅減少了人的因素對產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的影響，從長遠(yuǎn)考慮更降低了生產(chǎn)企業(yè)的用人成本。提高了生產(chǎn)效率。

[1] 王孫安.機械電子工程系統(tǒng)設(shè)計[D]西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院，2010，10.

[2] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[3] 柯明揚.機械制造工藝學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1996.