1 前言
汽车制造是一个复杂的生产过程，汽车装配工作量大，装配作业需要涉及诸多的助力起吊设备或者工装，工装是完成汽车装配重要的工艺装备。我厂油箱的起吊搬运先前是由吊链吊钩起吊搬运，但是该吊链在使用过程中极易磕碰或者划伤油箱，引起产品质量问题。借鉴板材搬运的真空吸盘吊具，我们结合现场油箱表面相对平整（带有一定的弧度），能够满足吸盘吸附的密封要求，考虑设计一种简易式真空吸盘吊具，该吊具的应用则能够有效地解决产品外观划伤的问题。 本文介绍的简易式真空吸盘吊具主要是针对我厂铝合金油箱的吊运设计制作的，它的吸附载重能力在 40-60kg 左右，设计使用了 4 个直径 100mm 的真空吸盘。
2 工作原理
本文讲述的真空吸盘起吊工装主要依靠外接压缩空气，通过真空发生器，使得吸盘内腔形成负压，吸盘依靠负压吸附表面平整的工件，负压状态下保持一定的保压状态，实现工件的搬运。待工件搬运到位后，打开气路使真空吸盘内由负压变成零气压或者稍微正气压，真空吸盘自动与工件分离，实现工件卸除，从而实现工件的搬运。由于负压吸附强度与吸盘的容积有关，所以单个吸盘的容积大小或者容积一定情况下的吸盘数量决定了可吸附工件的重量。
3 真空吸盘吊具的关键技术及性能说明
（1）单向阀与蓄能器配合使用，能有效防止真空吸盘吊 具在使用过程中意外断气，吸盘真空失效。单向阀与蓄能器 的配合应用，可以保持工件吸附状态 5～20 分钟不会掉落，确保使用的安全性。
（2）压力表监测显示、指示灯提醒是确保吊具真空压力实时显示，确保在标准真空度 60%以上安全工作。
（3）真空吸盘弹簧支撑是满足工件表面不同程度的弧形，提高吸附面适应性。同时，弹簧能够有效缓冲吸附工件时的磕碰划伤，避免损伤工件。
（4）吸盘及横梁之间的长形孔连接，实现吸盘位置可调，可以满足油箱不同的尺寸大小变化，有效把控吸附后工件的重心，确保吊运平稳、安全。
4 机械结构设计
如图 1 所示，为简易真空吸盘吊具机械结构设计图，该结构主要由吊耳，本体、按钮盒、真空吸盘、把手构成，结构简单，清晰，易于制作推广和应用。
5 真空气动气控设计
5.1 真空吸盘原理
在原有的装配作业中，采用刚性吊钩起吊搬运装配，很容易出现油箱划伤问题，影响产品质量。该简易真空吸盘装置，采用真空气动的方式来产生真空吸附力，来提供吊具起吊的拉力，气动真空吸附起吊实现搬运装配，大大解决的油箱外观划伤的问题。其工作原理，真空吸盘吸附油箱平整表面，二者之间形成临时的密闭腔，通过真空发生器抽走此密闭腔内的空气，与外界大气形成压力差，外界大气压力将吸盘紧紧压住吸附在平整的油箱壁上。在真空吸盘不发生泄漏，内腔进入空气的情况下，真空吸盘牢固吸附油箱，实现起吊搬运。由于真空吸盘采用的柔性橡胶材质，与油箱吸附后不会产生划伤等问题，有力保证了产品外观质量。
5.2 真空气动结构
在实际的油箱搬用使用中，真空吸盘吊具接通外界工业压缩空气，使吸盘与工件表面完全吻合且分布起吊均匀的吸附点后，按下吸附按钮，真空发生器通过外接气源会吸走真空吸盘内的空气，使真空吸盘吸附油箱外表面。当工作完成后，按下卸载按钮，真空吸盘被吹气，真空失效，释放油箱。
5.3 气动控制设计
气动控制的设计是简易的真空发生气路，借助外界气源进行工作，其具体的气动控制设计图如下（图 3）。该气动控制原理是按压气控按钮 9 进行吸附或释放，吸附和释放则通过两位阀 10 进行气路的切换，再通过真空发生器 16 实现产生负压或正压，实现工件的吸附装载或释放卸载的功能。
6 结论
设计了一套应用于汽车油箱吊装的真空吸盘式起吊工装，借助于生产压缩空气，通过真空发生器产生负压，真空吸盘吸附油箱表面起吊搬运作业，替代传统的吊链索具，有效解决了产品外观划伤的问题，助力产品质量提高。简易式真空吸盘吊具的开发应用，降低了油箱质量成本，提高了汽车装配质量，增强了企业核心竞争力，为助力企业快速发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 宋家霖.气动控制仪表技术原理[M].化学工业出版社,1999.3.
[2] 成大先.机械设计手册（第六版）第 1 卷.出版社:化学工业出版社.2016.4.
[3] 气动控制技术[M].出版社:中国劳动社会保障出版社,2017-01.
[4] 杨帮文.液压阀与气动阀选型手册[M].出版社:化学工业出版社2009.4.
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