靈活的離合器生產(chǎn)線

1、.靈活的離合器生產(chǎn)線Mechanical Engineering-CIME119.n6(June 1997):pp86摘要：研究人員在美國普渡大學(xué)西拉法特，是能夠設(shè)計一個靈活的離合器總成系統(tǒng),它能適應(yīng)所有的四種類型的汽車離合器。該系統(tǒng)改善了離合器組裝線,它是早些時候它有大約減少65個的工作站,需要較少的維修和手動的長統(tǒng)襪零件及產(chǎn)生更少的關(guān)機(jī)時間，該系統(tǒng)的發(fā)展涉及的識別部分常見的離合器、消除部分沒有必要的組成。全文：1997年美國版權(quán)機(jī)械工程師協(xié)會一種離合器總成系統(tǒng)被提出了，重新設(shè)計幾乎已經(jīng)減少65的工作站和一行通用的,足以應(yīng)付四種類型的離合器。最近的一項在美國印第安納州的普渡大學(xué)西拉法葉進(jìn)行的

2、研究表明，汽車制造商被設(shè)計來開發(fā)一個靈活的自動化的離合器傳輸生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線將不得不適應(yīng)各種離合器和零件,尤其是樣車零部件,以及減少維修、手動的長統(tǒng)襪的部分,然后關(guān)閉的次數(shù)。為了完成這些目標(biāo),設(shè)計的零件和組件將會被改變。 由于我們的研究,離合器分泵的數(shù)量可以減少14和不同模型的零件數(shù)量。提出了一種新的裝配系統(tǒng)的意思僅僅要13個工作站,而不是77,且沒有一種需要人工操作。舊系統(tǒng)有4個專業(yè)的生產(chǎn)裝配線、一座為每種類型的離合器在自動傳輸(正、倒、中間產(chǎn)品和直接);新系統(tǒng)有一條足夠靈活的生產(chǎn)線處理四種離合器的任何一種。我們的研究還不包括裝配步驟需要相互配對落入或傳遞,這可以由一個獨立的裝配系統(tǒng)或手工

3、做的。設(shè)計修改：首先,部件普遍和非典型零件離合器被識別為合并或被認(rèn)為是消除。在當(dāng)前的前進(jìn)離合器，活塞在液壓力作用下上移壓至彈簧組，壓縮彈簧的內(nèi)部和外部的樣條板之間傳遞的旋轉(zhuǎn),一種內(nèi)在的樣條軸和滾筒軸。這位前進(jìn),中間和直接離合器使用相同的外層油缸殼, 網(wǎng)格的外部樣條板。因此,所有的外部樣條板,那三個離合器具有相同的樣條曲線和外部直徑。這表明他們的離合器片和承壓板可以成為常見的部分。一項零件圖的審查表明,相同的三個離合器也用同樣的離合器定位環(huán)。逆向離合器,部分的大小和形狀非常不同于其他的三個離合器。這種差異意味著零件在逆向離合器將很有可能保持不變,除非離合器和傳輸進(jìn)行了一次重大的重新設(shè)計。我們已注

4、意到波形彈簧在直接離合器中不存在，此外,這是唯一在活塞和離合器片之間有支撐環(huán)的離合器,是為了使環(huán)的消除。 接下來裝配過程的檢查是為了注意到離合器總成裝配運動和任何特殊過程。結(jié)果,這兩個具有重大意義的發(fā)現(xiàn)直接離合器彈簧包在裝配和活塞總步驟上和其他離合器有些許不同，因為活塞有球型止回閥插入。這在活塞增加了一個裝配步驟,所以彈簧包旋轉(zhuǎn)裝配，以保證球型止回閥的閥門排列成帶孔的彈簧包?？雌饋?很可能是設(shè)計可以改變,以致于活塞和/或彈簧包在所有離合器裝配和設(shè)計上就可以做得更統(tǒng)一。 因為，唯一的相似性,逆向離合器和其他三個相比，它的部分有可比的功能,提出了不改動它。零件中所表述的,前進(jìn)、中間和直接的離合器,

5、似乎分享球型止回閥和離合器包固定環(huán)。部分可能好的選擇分享包括離合器片和承壓板。離合器盤在樣條板之間的內(nèi)徑和配對樣條軸上沒有合適的過盈是不能簡單地的互換的，離合器包也不能被統(tǒng)一,因為高度、內(nèi)徑、回彈率對每一種離合器都是不同的。研究承壓板顯示前進(jìn)離合器的壓力使平板更厚比直接離合器中間離合器更厚,以增加其強度。因為這種額外的重量,在實際使用中既不會用于另外兩種離合器或前進(jìn)離合器的其它離合器盤部分。直接和中級承壓板不同點很少,因為他們使用相同的樣條曲線和有相同的內(nèi)徑。唯一的區(qū)別是他們的厚度。中間板厚度比直接盤外徑小。然而,該中間板具有斜角這增加了其內(nèi)徑平板厚度，減少和降低板屈曲以及消除不必要的噪音。由

6、于直接板在外徑的厚度比中間板更厚,它最外層是在與離合器包固定環(huán)連接。直接板在沒有提高槽筒內(nèi)反鎖在固定環(huán)在的地方時不能用在提高中間離合器。提高槽會移動得太接近邊緣的氣缸，并可能使邊緣太弱了而不好控制。然而,中間板可用于直接離合器,直接離合器的凹槽會被向內(nèi)移動,遠(yuǎn)離氣缸的邊緣,以適應(yīng)較薄的彈簧片。此外,最厚的部份中間板將必須減少匹配在其內(nèi)徑直接板的厚度,避免潛在的干擾問題。不幸的是,在中間的離合器組裝中, 這個設(shè)計可以引起同樣的屈曲問題，但它的價值將測試。另一部分重新設(shè)計,以后將討論,能讓它沒有必要去改變這個中間板,它將仍然允許使用在直接離合器。消除部分：除了著眼于部分零件可以分享或修改為分享,我

7、們的研究確定的某些部分他們的功能是不需要的,可能會成為另一個部分的結(jié)合。兩類部分目標(biāo):消除在直接離合器組裝中的支撐環(huán),因為它是獨一無二的組裝;以及小固定環(huán),在組裝中支撐彈簧包。起初我們以為支撐環(huán)的功能-橋接直徑差較小的活塞和較大的離合器片之間的直徑差異?；钊仨毻七M(jìn)能很容易地并入活塞設(shè)計,使它成為一個塊。法蘭的重新設(shè)計會被提出來,但是,由于部分的支撐環(huán)的設(shè)計,從而防止機(jī)器從壓縮活塞密封外插入到前活塞氣缸。這構(gòu)成了重大的問題,因為密封件必須壓縮之前插入,避免滾動或撕裂了密封。因此支撐環(huán)不得不被納入活塞以外的部分。 下一個最好的選擇是第一個離合器片,具有一個外花鍵與支撐環(huán)擠壓。直接離合器沒有像其它

8、離合器一樣使用一個波形彈簧。在使用相同材料作為汽車離合器盤,新部分稱為支撐板,具有兩種功能:作為一個摩擦板上,加上一個外花鍵 ,并作為一個直徑差較小的活塞和較大的離合器片之間的橋梁。 小固定環(huán)(或彈簧固定環(huán))有單一的功能,保持內(nèi)裝和活塞彈簧在離合器內(nèi)部。彈簧組的單一作用是對活塞維持一個持續(xù)的壓力來反抗的流體壓力的另一端的活塞。努力開發(fā)一個機(jī)器可以在同組裝站插入彈簧組、固定環(huán)，這促使我們?nèi)タ紤]是否能完成的彈簧給的功能包裝兩個部分。實際上,這可以借由在彈簧組的上蓋創(chuàng)造法蘭,在油缸的圓柱脊上允許插入一個單向傳動軸。通過脊后、法蘭將在脊下,將彈簧鎖入裝入地方。彈簧組在上部和下部閥蓋將會有一個槽切以允許

9、彈簧稍微擴(kuò)張,很像固定環(huán)現(xiàn)在做的,現(xiàn)在它是滑過滾筒軸。如果必要的話，槽將允許把彈簧移離離合器。該設(shè)計的潛在問題包括法蘭在插入過程中的破壞或變以及彈簧在運行期間過度的屈曲導(dǎo)致的法蘭疲勞失效。檢查是必要的來確定這些影響的程度。裝配問題和設(shè)計：我們審查了零件，去看看他們?nèi)绾谓M裝和是否能簡化裝配設(shè)計上的變化。一個這樣的改變將會有兩個切口處于彈簧下端蓋,任何彈簧組必須考量到一個止回閥在活塞。目前只有一個切口,機(jī)床,插裝進(jìn)離合器必須作360度旋轉(zhuǎn),使切口對齊閥門。添加一個切口將減少旋轉(zhuǎn),最多不超過180度,這將減少裝配時間。其他部分的裝配問題是由內(nèi)置和外置密封的活塞引起的。兩者都是現(xiàn)在不精確的唇密封手動插

10、入活塞與缸筒軸上。因為沒有任何機(jī)器已被發(fā)展成為可以插入寬松的密封件在活塞和/或滾筒軸的有效利用,必須預(yù)先安裝密封件使這一步驟自動化。一個即將來臨的修訂,是要有外部密封粘結(jié)在活塞表面,從而消除了人工裝配步驟。該設(shè)計變化也包括擁有內(nèi)在的密封粘結(jié)活塞。滾筒軸將需要較小的設(shè)計修改。為了活塞閥座密封人滑動將氣缸座換成一個光滑的表面。如果一個密封無法粘接在活塞內(nèi)表面,密封件可以與滾筒軸一起粘接。它是最好的選擇,然而,為了保持工藝流程的一部分,如果可能的話。(一個橫截面顯示出所有的建議的提出了離合器設(shè)計上的變化出現(xiàn)在87頁。)基于當(dāng)前的離合器的設(shè)計,檢查以下的設(shè)計指導(dǎo)方針在未來將會使組裝更容易和減少零件之間

11、的差異：把所有一個家庭里面的離合器的圓筒使用相似的尺寸在,只有最外層具有不同的尺寸和形狀；使用相同的承壓板、支撐環(huán)、離合器摩擦/固定盤，只有不同的數(shù)量來調(diào)整激活板彈簧壓力；使用相同的彈簧組, 只有彈簧所需的預(yù)期的回彈率不同；避免與設(shè)計一個離合器,以避免不同內(nèi)徑必須用其中的一部分，比如支撐環(huán)；有預(yù)密封的活塞,無論它們是松或粘接唇密封如果內(nèi)在直徑許可,使用相同的活塞。裝配序列的分析:目前各類型的四個離合器安裝都在一個單獨的線。有超過77個的組裝站,其中大部分是自動的,但至少需要10手工操作步驟。為一個單一的柔性生產(chǎn)線，在這之前對一種新的裝配順序和機(jī)械進(jìn)行說明, ,一些關(guān)鍵裝配問題被鑒定。例如,直接

12、和中間離合器的氣缸套處于相反的方向,在經(jīng)過一個離合器外殼已經(jīng)裝配完成，需要一個組裝站翻轉(zhuǎn)氣缸套，那另外離合器才能被組裝。當(dāng)前的離合器活塞密封都是手工安裝在活塞和氣缸軸上。密封件必須在活塞安裝在氣缸內(nèi)之前壓緊,以防止?jié)L動或撕裂了密封。波形彈簧、離合器片,承壓板有各種不同的直徑和各種各樣的表面,真空輔助機(jī)必須使他們聯(lián)接起來。氣缸內(nèi)不同幾何需要一個特殊端點效應(yīng),為各類型的組成離合器總成密封壓力的檢查。這些是被視為成功達(dá)成離合器組裝和在發(fā)展中機(jī)器具有足夠的靈活性來完成這項任務(wù)最重要的問題。一個自動化裝配流水線將會需要一個輸送系統(tǒng)。每一種類型的汽車離合器(直接/中級算做一種類型)還需要一個不同的托盤,呈

13、現(xiàn)了氣缸的方向自上向下的組裝。每個托盤將需要一個電子的方法提供和存儲關(guān)于離合器內(nèi)部的裝配、測試信息。一個活躍的射頻(RF)標(biāo)簽系統(tǒng)是可取,因為它的可靠性,使用的方便與可編程。裝配生產(chǎn)線上必須自動化，沒有任何人工干預(yù)。自動化必須包括氣缸的裝入以及完成的離合器的卸裝和儲存。它不包括修理質(zhì)量檢查失敗的離合器的修理或者零件到裝配站倉庫的裝載。每站必須給予充分的靈活性,以適應(yīng)任何離合器的零件。當(dāng)一個離合器因為一種測試失敗而被認(rèn)定不合格。它能被直接送到一個人工修理站,在這里它的組裝就回由修理的人完成。另外,汽車修理重裝系統(tǒng)將等候在到生產(chǎn)線終點直到不合格裝配品送去維修站。離合器在修理后將再次進(jìn)入這條流水線上

14、,在那里它將繼續(xù)被建成。汽車修理重裝系統(tǒng)被推薦為離合器裝配線上工作,因為它減少了需要在維修站的工作。汽車修理重裝系統(tǒng)：提出的一種裝配順序，可用于所有四種離合器類型，只有三種正在建造的，在很大程度上取決于類型的汽車離合器需要做重大的決定。第一個決定是否一個球型止回處理閥門需要插入氣缸。第二是是否要安裝一個之前提到的波形彈簧或者新的支撐板。最后決定是否這個離合器是直接式,同時還需要仔細(xì)考慮使中間離合器可通過那個裝配制造。該序列(出現(xiàn)在本頁)開始,在工作1主計算機(jī)選擇了離合器建成并發(fā)出的正確的托盤從托盤排隊去組裝站，這就是正確的離合器缸導(dǎo)向和置入托盤。在工作站2、射頻標(biāo)簽上托盤用序列號及模型的類型初

15、始化。在站3A、射頻標(biāo)簽是檢查離合器模型類型；如果必要,一個球形止回閥閥門套管插進(jìn)氣缸。如果一個球形止回閥門被裝入后，站3B將在氣缸套進(jìn)行壓力檢查檢,在射頻標(biāo)簽記錄泄漏率,并拒斥任何的不滿足測試要求的組裝。配件站4A從它的常備零件選擇正確的活塞，預(yù)安裝密封件并且將它插入氣缸。該站也將它們要求的球形止回閥閥門插入到活塞,然后在活塞上做一個壓力檢測。站4B在裝配上進(jìn)行一個壓力檢查,記錄泄漏率在射頻標(biāo)簽上,并拒斥任何的不及格的裝配。站5在射頻標(biāo)簽上檢查離合器模型類型和將正確的彈簧組插入氣缸。在站6中的射頻標(biāo)簽是再檢查對模型的類型和正確的波彈簧(或支撐板,如果它是一個直接的離合器)是否安裝。站7的選擇

16、和安裝離合器盤和正確的壓盤。后板安裝完畢后，為了建立間隙，利用間隙儀表檢查間隙，裝配站將拒絕任何不屬于間隙范圍的配件，并且選擇正確的固定環(huán)組件模型,要達(dá)到范圍內(nèi)高水平的產(chǎn)品。在裝配站8,正確的固定環(huán)安裝的是結(jié)束和檢查間隙的組裝，不落在指定間隙范圍內(nèi)的組件都被拒絕了。射頻標(biāo)簽的閱讀在配件站9,和任何被拒絕了的離合器被輸送到修復(fù)灣,在這兒給出了可視化的修復(fù)指令給操作者。離合器然后被送回到站2。它貫穿所有的制造步驟與它之前閑置時一樣,并且在合適的配件站開始建造。站9將任何直或中間離合器站傳送到站10，在那里他們被翻轉(zhuǎn)并再次在站2插入到制造該過程。所有其他離合器將在壓盤序號被噴漆后送往站11。 站11設(shè)立的目的是為了將離合器從托盤中取出并放置到推車內(nèi)留給那種類型的離合器的存儲槽內(nèi)。作為最后一步,托盤在隊列檢查射頻標(biāo)簽的電池小時，如果電池小時是好的則保持托盤在序列中,如果電池低則將序列流出來。配件站也將清除射頻標(biāo)簽累積的數(shù)據(jù)。只留下電池小時與托盤序列號數(shù)據(jù)。組裝的時間是無法相比的,這種變化必須作進(jìn)一步分析。然