汽車減震器閥片自動分選關鍵技術分析

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摘要：我國目前已經成為世界上擁有汽車數量最多的國家，而汽車減震器作為汽車必不可少的組成零件之一，其國產化程度也越來越高。在汽車減震器的生產過程中，減震器的裝配技術是減震器生產過程的重要一環。在裝配過程中，減震器的閥片自動化裝配技術是裝配技術實現自動化的重要條件。因此，研究閥片自動分選技術能夠在提高工廠自動化程度的同時降低生產成本，并對研究減震器的自動化裝配技術具有重要的意義。

關鍵詞：汽車減震器；閥片分選；減震器自動化裝配；降低成本

1前言

汽車減震器作為重要的汽車組成零部件之一，隨著汽車行業的發展而不斷地進化，目前其裝配技術也正在從手工化裝配向自動化裝配轉變［1］。減震器的貯液缸焊接［2］、總成裝配等環節由于其零件完整、易于安裝、結構簡單等特性早就實現了自動化生產線裝配，但在減震器底閥及活塞部位存在的閥片機構分散、細小且難以拾取等特性，給減震器的自動化裝配提出了技術上的難題。

2減震器裝配現狀及問題

一臺汽車減震器約有50余個零件組成，其中包含吊環、貯液缸、工作缸、連桿、端蓋油封等較大的零件，同時還有閥片、活塞、閥座等較微小的零件。因此，在裝配時大的零件容易實現線上自動的裝配過程，但是微小的零件則不便于進行裝配，這已經成為行業的共識。據統計，目前僅有30%左右的減震器生產廠家能夠實現裝配過程的完全自動化，其中包括上海的薩克斯、一汽東機工等生產廠家，而這些廠家的裝配方式也不盡相同，生產效率也不一致。多數減震器生產廠家在組裝閥片的環節仍然采用人工手數的方式，這間接地導致了減震器的生產成本上升及裝配的產能下降，因此，探究減震器閥片的自動化裝配方法非常重要。目前市場的主流減震器結構有電磁懸掛［3］減震器、麥弗遜式［4］減震器以及筒式減震器等。其中麥弗遜式減震器多作為汽車的前減震器與懸掛連接，它的內部主要結構為閥片式或彈簧式結構，而汽車的后部減震器一般為筒式減震器，它的內部結構一般為閥片式，所以底閥或活塞組件為閥片式結構的減震器占比最大，這主要是因為閥片式減震器具有相對穩定的功力值。因此，本文主要討論閥片結構減震器的閥片自動分選及裝配技術。減震器可分為膠套、油封、貯油缸總成、防塵罩、連桿、工作缸總成活塞組件和底閥組件等部分結構，如圖1所示，其中，工作缸總成和貯油缸總成是減震器的主要工作部分，而在這兩部分中起關鍵作用的部位是底閥組件和活塞組件。

3閥片式減震器的自動化裝配

閥片結構減震器的活塞組件和底閥組件均為閥片［5］等小件零件裝配而成，我們以減震器的底閥組件為例來討論其裝配方式。圖2所示為某型號皮卡車的后減震器底閥組件結構，通過開孔閥片及流通閥片形成閥系，為整個的工作缸部分提供減震的阻尼力［6］，進而保證了汽車在震動路面時的濾震性能。裝配零件由墊圈、流通閥片、閥座、開口閥片、調整閥片、螺母等組成，因為零件體積相對來說比較小，同時對閥片的數量還有要求，因此，使用自動化裝配會有一定的難度，而主要的困難主要集中在如何將每種閥片按照圖紙要求的數量裝配到同一個組件上面。所以，閥片的分選方式成為裝配底閥或活塞組件的主要技術障礙。

3.1閥片分選原理

分選閥片等小件通常的減震器生產廠家會采用手工裝配的方式，也有的會采取手工裝配與閥片分選結合的形式。這種閥片分選方式是指采用特定的機器設備，通過推送機構將閥片按照特定的厚度進行分選。這種機構需要不斷地打磨閥片推選裝置，以保證閥片推送裝置的表面精度，這種半自動的生產模式盡管有效地改善了分選閥片的方式，但是有時會出現閥片推送錯誤或者上料卡頓的情況，因此，我們需要更加先進、更加現代化的方法。閥片的材料以不銹鋼為主，不銹鋼含量最少的閥片也要占到閥片材料分布比例的70%，這就意味著這些閥片都具有能夠被磁化的特點。這就為我們的閥片分選提供了思路，利用閥片被磁化后同極相斥的原理能夠將閥片在某一個維度上進行分離，這也可以保證零件分離后設備拾取張數的準確。基于以上的原理設計出如圖3所示的減震器閥片分選裝置。圖3中的裝置由同化磁極、料棒、氣動吸盤裝置、傳送帶裝置等幾部分組成。同化磁極分別位于料棒的兩邊，起著磁化料棒上閥片的作用，而其中料棒雖然是金屬類的材料，但是選取了不能被磁化的金屬材料制成，以此保證料棒上面的閥片被磁化而料棒本身不具有磁性。氣動吸盤裝置利用接觸閥片后產生的空氣負壓每次只拾取一張閥片，這就很好地保證了閥片的分離。圖4表示的是閥片分選的一個動作過程，包括有上料分離階段、吸盤拾取階段、閥片移動階段及吸盤復位階段。在這四個階段中，每一次吸盤只吸取一張閥片，并且如果組合該動作，那么需要伺服系統保證傳送帶和氣動吸盤的動作互相配合，進而實現閥片分選的自動化過程。這個過程中吸盤首先下降并吸取一張閥片，此時只是氣缸1工位內有空氣負壓，其余各個工位內沒有空氣負壓的存在。吸取閥片后氣缸沿豎直及水平方向移動至傳送帶上方，負壓消失，閥片被放置在傳送帶的料棒上。氣缸放置完閥片后回歸原來的位置，伺服系統驅動傳送帶向前移動一個工位，并與后一工位的料棒對齊。這便是一張閥片分選過程，依此類推，我們只需要按照產品的結構要求進行擺放，就可以實現減震器底閥或活塞組件的閥片自動化裝配。

3.2閥片分選時間對比

在裝配減震器底閥組件的閥片時，還需要考慮裝配的時間，如果因為閥片采用自動分選的方式而造成生產效率的打折，那么顯然這種方案是無法被接受的。因此，我們將對比純手工模式、半自動模式及全自動閥片分選三種裝配方式。同時為了更清晰地展示裝配每部分零件所用的時間，我們以某產品的活塞閥總成為例，將采用工人手工裝配方式及閥片分選自動化裝配方式所用時間在圖5中進行對比，該類型的活塞閥總成中共有七張閥片組成，其中包括三張調整閥片、一張開口閥片、一張流通閥片及兩張限位片。使用工人手工裝配時，在理想狀態下工人每裝配一張閥片大約時間在1.5s；而在自動裝配過程中取七個工位裝配活塞組件，到最后裝配完成活塞閥總成平均每裝配一個總成所用時間為4s左右。因此，閥片分選自動化裝配設備的裝配時間要明顯小于工人手工裝配的時間，即此裝備在實現自動化的同時能夠滿足工廠的生產產能，從而降低了工廠生產的成本。

4結語

通過以上三種裝配數據的對比可以得出，使用此種閥片分選方式進行裝配，降低了裝配中的錯誤發生概率，還縮短了閥片的分選時間，降低了人工的成本。這種磁力分選閥片的裝配技術能夠符合目前減震器裝配廠家的降本增效的目的，也為減震器等具有微小零件的總成自動化裝配提供了新的思路。

參考文獻：

［1］董穎，韓道剛.汽車減震器的現狀及其發展趨勢［J］.內燃機與配件，2019（11）：96-97.

［2］卞金玉，侯志勇.汽車減震器儲油缸雙環縫焊接專機的設計［J］.焊接技術，2013，42（8）：48-50.

［3］張進秋，岳杰，彭志召，等.車輛電磁懸掛系統技術綜述［J］.拖拉機與農用運輸車，2014，41（3）：4-12.

［4］羅杰，袁雪松，黃海峰.關于汽車麥弗遜式懸架結構及裝配技術的研究與創新［J］.企業科技與發展，2021（3）：57-58+61.

［5］周安江，楊禮康，杜嘉鑫，等.減震器閥片尺寸對阻尼力影響仿真及試驗研究［J］.浙江科技學院學報，2018，30（5）：421-428.

［6］張旭.基于動剛度調節和穩定性提升的垂向阻尼力控制研究［D］.長春：吉林大學，2022.

作者：任天猛 單位：成都航空職業技術學院