汽车工厂升降机的设计研究

汽车工厂升降机的设计研究

摘要;随着社会经济的提升，中国汽车制造行业的飞速发展，在科学技术水

平不断提升的时代背景下，给越来越多的汽车生产制造行业带来了巨大机遇，在

生产效率、产能节拍的巨大提升中，从八十年代年产几千台的散件组装，到目前

每分钟 60JPH，单线年产30万台以上，要求更高效、更快捷、更可靠的输送设备。本文简要阐述汽车工厂升降机的设计、电控设备、仅供各位参考。

关键词：汽车工厂；升降机；设计架构

1汽车工厂升降机的现状和发展趋势

随着汽车生产线自动化程度要求不断提高以及新型材料的应用增多，输送装

置正朝着快速、高效、平稳研制高精度安全系数高自动化升降机车床等方向发展，在工厂的机械化输送系统中经常采用升降机车滑橇输送系统，滑撬式输送系统是

为适应科学发展的需要，在消化吸收国内外先进技术的基础上，研制开发的具有

国际化先进水平的新型输送系统。汽车生产线焊装车间、涂装车间、总装车间的

机械化输送系统绝大部分采用滑橇输送系统，平的新型输送系统。它是由积放双

链输送机、工艺双链输送机、链式横移机、自动横移机、升降机、过渡双链输送

机等多种基本单元联合组成的输送系统。目前普遍应用的滑橇输送系统控制技术

解决方案主要有3种，即分散控制方案、分散集成控制方案和分布控制方案。分

布控制投资少，工程期短的特点被认为是滑橇输送系统是汽车自动化控制技术进

步的必然发展趋势，在国际上汽车行业的自动化控制系统中已得到广泛应用。此外，对汽车自动线升降机车的工作环境要求越来越高，绝大部分的产品个全封闭

的罩壳，绝对没有润滑油外溅的现象，并且采用降低噪声原则。升降机车在高速

重载的条件下也能传动平稳，跳动小，具有良好的耐磨性能。

2. 升降机的结构组成与功用

汽车工厂升降机主要由驱动装置、配重、升降皮带、框架结构、维修装置、

安全防护装置、电控系统组成；驱动装置的旋转卷筒带动升降皮带运动，升降皮

带一端牵引升降架，一端挂载配重，升降架上的滚床承载橇体和汽车工件，输送

运输到各个工艺高度，完成工艺流程。配重是由钢板和型钢焊接的框架，框架内

码放钢板，增减钢板数量可调整配重，4 组尼龙导向轮，保证配重沿轨道垂直升降，皮带用螺栓联接到配重箱上，底部装有聚氨酯缓冲器，四个集成的、单独可

调整的滚轮块，聚氨酯滚轮在双立柱上进行引导，导引轮可以进行拆装, 便于维

护保养，配重重量可以通过增加或减少配重板块的数量来调整；滚床两端设置摇

摆式安全端挡，保证升降过程中滑橇和工件不会溢出，在升降架的停止位端挡自

动打开，允许滑橇输入或输出，在升降行程的两端部均设聚氨酯限位装置，防止

升降越位，在每一个停止位均设置升降架的安全锁定，升降架的两边由升降锁进

行锁位。驱动装置安装在升降机顶部，由 SEW 电机减速器、支撑轴承、皮带卷

筒组成。

皮带滚筒和主轴由锥形锁紧套联接，皮带滚筒防腐处理，避免滚筒生锈，皮

带滚筒主轴安装在调心滚子轴承上，电机轴和皮带滚筒主轴之间由齿式联轴器联接，皮带滚筒主轴上有维修用锁定星盘，另有插销监测开关，备用电机轴上同样

装有齿形联轴器，通常处于脱开状态，联接上即可工作，运转部件有安全防护罩。升降架升降机框架结构采用 H 型钢或方钢管作升降机立柱，两根立柱由槽钢连接，保证刚度，立柱兼作升降架和配重轨道，立柱的底端固定在地面，中间和楼

板固定，顶端和钢结构连接。维修平台位于立柱顶部，升降架由 H 型钢焊接而成，聚氨酯导向轮易于安装维护，悬臂支架用于安装滚床，安装皮带的平衡梁用

螺栓连接在升降架上，并有皮带松弛或断裂检测，底部装有聚氨酯缓冲器。维修

吊杆，维修平台维修平台是型钢焊接成的框架，上铺花纹钢板，四周有防护围栏，高度 1050mm，由型钢焊接成的维修吊杆，用于安装维修葫芦，维修转臂上安装

移动小车，转臂高度应满足手拉葫芦的安装要求，安装维修电机、卷筒、轴承座时，通过挂在转臂的手拉葫芦，完成安装维修工作；三条维修用环链，从维修平

台悬到地面，便于皮带的装卸和维护。

3. 汽车厂升降机电控元器件的设计选型要点

（1）急停装置——急停开关采用双通道信号，并将信号接入安全 PLC 的安

全 IO，升降机作业区等易发生伤害区域的出入口处，需设置光栅保护，安全护

网的维修门配备安全门锁，人员进入危险区时设备不会启动，或设备停止，并切

断电源后，维修人员才能进去该区域，所有光栅、安全门锁信号接入安全IO模块，当安全信号触发时切断动力电源，终止危险区内设备运行。（2）可靠的限

位装置——对可能因超负荷发生损坏的部件设置超负荷保护装置，升降机设置断带、断链、安全销、过位、锁位等一系列安全保护检测。（3）电控互锁——存

在前后动作逻辑关系的应用单元间，必须具有可靠的互锁关系，无论自动或手动

方式，各应用单元内部的前后动作顺序也需互锁，电机正、反转，高、低速必须

软件互锁；（4）停电保护——控制系统不会出现误动作、短路、控制程序絮乱、数据丢失等风险；恢复供电时，设备不会自行启动，安全保护电路通过复位操做

后才能启动；（5）用电安全——插头、插座有短路和漏电保护，插头拔下时人

无法解除带电部分；维修开关在分断位置可锁定，并带有辅助触点用于状态监控

和联锁；所有带电设备均需可靠接地；（6）有带静音功能的人员保护光栅，采

用堪泰同等质量产品。（7）当升降机的低位与工作区相连时，用多射头的安全

光幕（Sick - type M4000 或类似）取代光栅。

4.汽车厂升降机安全防护装置设计

（1）升降皮带与升降架之间采用平衡梁联接，两根调整螺栓可保证皮带均载，与平衡梁连接的开关可立即监测皮带是否出现问题，当皮带断裂的时候，铰

接的平衡梁发生位移，安全限位开关触发，切断驱动电机电源，升降机停止运行，并发出声光报警。（2）皮带滚筒上的星盘可被安全销钉锁位，维修时，除切断

电源外，手动插销将滚筒上的星盘锁定，可防止滚筒意外转动，星盘锁定和电机

互锁，星盘被锁定时，电机不能启动，接近开关检测，确认安全销是否就位。（3）升降机顶部安装聚氨酯限位挡块，升降机周围有安全网，皮带滚筒上方有

安全防护罩，升降机底部的工件出口和入口设置光电开关，能够检测车门打开或

人员的非法进入，并立即切断电源停机发出声光报警。（4）在地面/中间层和顶

层升降机必须有防护栏和/或灰尘保护装置（5）升降机四周设安全网，从底到顶

均设置安全网保护；（6）入口和出口有 PVC 红色幕帘做标记。（7）在底层维

修人员通过一个装有电气连锁的封闭门进入保护区域。在每个入口和出口有红色

垂帘（约1.5 米长）（8）在入口和出口（安装层）安装安全板（垂直），在最

低的停止位置层面，装有带电气防护的格栅门。