黎绳翔
（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）
摘要：挖掘机物料配送工位器具在挖掘机生产企业中，主要应用于存储和流转装配挖掘机的零部件；对于一个工程机械产品制造企业，工位器具在生产环节起着非常重要的作用：（1）对配送的零部件满足保证质量的功能；（2）对生产现场满足5S管理；（3）对装配员工符合人机工程；本文主要从两方面对中大型挖掘机零部件工位器具进行概述，一是从工位器具的设计方面，包括设计原则、材料选择、主体结构设计、流转结构设计、外观设计与防护设计；二是从工位器具的管理要求方面，包括流转要求与日常管理要求。
关键字：中大型挖掘机 工位器具 设计与管理
0.前言
近年来（2017年-至今），国内挖掘机产销大幅度增长，挖掘机行业竞争激烈，各品牌厂商屡出奇招，通过降低整机成本来提高自身竞争力，达到实现利润最大化的目的；物流工位器具改进则是其中一种对策，它可降低零部件配送成本；比如改变工位器具，增加一次配送零部件的数量；或通过优化工位器具结构，提高人与工位器具的配合度来降低员工劳动强度来降低人工成本；同时，也可以通过提高工位器具对零部件的防护能力等措施来降低因返修而带来的成本；由此可见，挖掘机工位器具在物流配送方面占据非常重要的地位。
1.工位器具设计要求
（1）优先考虑选择轻质材料及型材；
（2）装载的零部件不宜超出工位器具边缘，应遵循“框大于料”原则；装载零部件时，整体重心位于工位器具中心位置；其中对于外形尺寸较特殊的零部件，可以考虑适度放宽其工位器具外形尺寸要求，但需经过工艺部门审批；
（3）通用化设计，尽可能满足装载不同吨位的同类零部件；
（4）设计必要的流转结构，以实现零部件安全与高效的流转；
（5）符合人机工程，方便操作者装、卸零部件；
（6）便于目视化管理，零部件和工位器具的信息清晰明显；
（7）外观颜色、编号位置尽量保持一致，满足现场5S要求；
（8）工位器具与零部件接触位置增加必要的防护，防止产生磕碰，造成不必要的返工返修。
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图1 薄板件工位器具
1.1材料选择
在满足安全条件的前提下，尽量选用轻质金属材料及轻质型材；一般情况下，推荐选用角钢、方管、圆管、钢板、圆钢等，再根据材料特性，结合装载物料重量，合理选取材料。
1.2主体结构设计
根据零部件合理装载的摆放方式、形状与操作者取件方式等因素确定总体结构；然后再根据工位器具的容量、零部件大小来确定工位器具主体框架结构，其中长/宽/高尺寸取值以100mm为基数递增减（图2），紧凑合理；最后综合装载零部件的重量，限位要求，分析工位器具各处受力情况，进行细节设计。
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1.3流转结构设计
底盘高度设计
通过对大量各种类型的中大型挖掘机工位器具底盘高度进行数据统计，底盘到地面的高度值h为（150±10）mm（图3），可满足车间常用叉车与堆垛车的流转要求。
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图3 底盘高度设计
叉槽尺寸设计
叉槽中心统一设定在底层横梁长度a方向下侧面1/4和3/4处（图4），叉槽按叉车叉运工位器具长度方向的中间位置设计。
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图4 叉槽尺寸设计
折叠结构设计
工位器具装载物料时，折叠结构折叠前为竖直放置状态（图5）；卸载物料时，可折叠，节省摆放空间，折叠结构折叠后为水平放置状态（图6）。
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堆垛结构设计
工位器具堆垛结构设计，一般结构为套管式（图7），马蹄式（图8），吊耳包边式（图9）。
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脚轮选型设计
选择脚轮时需考虑脚轮材质（一般为尼龙、聚氨酯等）、大小、承重，零部件易损程度等，脚轮的承重与零部件易损程度关系（图10）；
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图10 脚轮选型原则 图11 脚轮
脚轮设计方式为前万向轮、后固定轮，并设置刹车锁紧机构；
工位器具承载重量≥200kg（总重），应在脚轮旁设置固定的安全支柱，防止脚轮失效而造成倾倒。
牵引钩与牵引座结构设计
牵引钩和牵引座安装于工位器具两个底盘宽度面中间位置（图12），牵引钩与万向轮同侧，采用直径20mm圆钢，可直立收起不掉落；牵引座及插销与定向轮同侧，牵引座采用厚度4mm钢板。
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1.4外观设计
（1）工位器具的棱角与棱边需倒圆或倒角；
（2）工位器具表面颜色应首选PB07淡蓝，国标色号：GSB05-1426-2001；其次选择其他颜色；
（3）在工位器具的立柱上部或最上方横梁中部印字（蓝底白字、白底黑字原则），字体均为70mm×70mm加粗黑体，不多于3处；标识内容必须包含以下信息：单位名称、零部件名称、编号（按供应商台账）、净重、承重；例：××公司-座椅-T0001 净重：××kg 承重：××kg。
1.5防护设计
（1）工位器具与零部件接触处，包括限位、支撑等，均不允许破坏零部件原有的状态；
（2）零部件与零部件之间禁止直接接触，避免运输、配送过程产生磕碰；
（3）流转到地坪漆地面的工位器具，底部支撑脚增加防护，以免损伤地面；
（4）在支撑面、间隔面，使用柔性材料，按强度等级由弱到强，依次选择海绵、橡胶垫（管）与尼龙胶垫等，形状按实际接触位置而定。
2.工位器具的管理要求
2.1 流转要求
（1）禁止零部件超量、超重与错误的装载方式；
（2）装卸零部件时，需轻拿轻放，禁止无防护的堆叠、凌乱摆放；
（3）流转时，采取措施，避免零部件散落而造成的环境污染与安全事故；
（4）对于已装载零部件的工位器具，单次只允许流转1件；对于空工位器具，单次流转不得超过2件；
（5）设置空工位器具停放点或交换区，并设置区域标识牌，任何单位不得越区停放与过量堆放；
（6）车间接收装载物料的工位器具后，按现场5S管理要求摆放；
（7）轮式工位器具流转到指定位置后必须进行轮脚锁紧，轮脚损坏后需及时更换。
2.2工位器具日常管理要求
（1）工位器具应整洁干净、状态良好，无锈蚀、无油污、无积尘、无积水；
（2）日常注意保养工位器具，褪色的工位器具必须重新喷漆及编号；定期清洗工位器具，确保其干净、无污垢；
（3）专用工位器具禁止放其他零部件，禁止将工位器具挪作它用；
（4）禁止在工位器具上进行喷涂油漆等其他作业。
3.结论
在挖掘机生产企业中，生产机型多样，涉及的零部件种类、规格及数量繁多，设计出一个合理的工位器具装载零部件，合理运用，并妥善进行管理，可以给企业带来多方面收益，如降低物流运输成本，降低装配员工劳动强度，提高零部件配送质量，提高现场目视化管理水平，进而提高企业的市场竞争力。
参考文献
[1] 吕松. 工位器具设计原则及趋势[J].时代农机，2016,（3）：61-61,63.
[2] 国旭华. 精益工位器具设计与应用[J].新技术新工艺，2016，（6）：26-28.
[3] 从文胜. 工位器具对提高产品质量的应用分析[J].商情，2017，（28）：226.
作者简介：黎绳翔（1992-），男，广西藤县人，助理工程师，主要从事挖掘机装配工艺及物流工艺方面工作。