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摘要：本文通过以6×4商用车后平衡悬架系统中的板簧侧挡板垫板为例来说明。——调整垫片或者配磨垫片等手段来减少间隙、消除间隙，然而这样就给装配和调试人员带来了很大的不便，费时费力。但在有些结构中，调整垫板是必不可少的，故我们有必要寻找能设计简洁、装配方便的结构形式，从而减少工作量，降低劳动强度，节约成本，提高生产效率。本文从整车总装的便捷性、时效性方面来讨论一下调整垫板的结构优化。
关键词：调整；垫板结构
在机械结构设计过程中，我们常常会遇到一些要求间隙尽可能小的、甚至是零间隙的结构设计要求，比如商用车的后平衡悬架系统中，为限制后钢板弹簧的横向窜动，我们会在纵梁外侧加装挡板并保证两者之间间隙尽可能地小；在矿用自卸车的前悬架系统中，为尽量减小因悬架系统的偏移扭转对整车的影响，通常在前板簧的前后支架之间加装横梁并保证两装配体之间的间隙尽可能地小来加强整车的稳固性……我们往往会选用通用的方法——调整垫片或者配磨垫片等手段来减少间隙、消除间隙，然而这样就给装配和调试人员带来了很大的不便，费时费力。但在有些结构中，调整垫板是必不可少的，故我们有必要寻找能设计简洁、装配方便的结构形式，从而减少工作量，降低劳动强度，节约成本，提高生产效率。本文从整车总装的便捷性、时效性方面来讨论一下调整垫板的结构优化。
为方便理解，下面我们以6×4商用车后平衡悬架系统中的板簧侧挡板垫板为例来说明。
如上图1所示为传统6×4商用车的后平衡悬架系统。在图上，我们可以看到：在后钢板弹簧总成（6）与车架纵梁之间加装了后板簧侧挡板（3），侧挡板上有4×MX的螺纹孔，通过螺栓与车架连接。因产品加工工艺和装配产生的累计误差，根本无法保证后板簧侧挡板与后钢板弹簧总成之间的“零”间隙，所以我们在实际装配中需要在后板簧侧挡板与车架纵梁之间加装调整垫片来尽可能地消除间隙，最大限度地降低板簧横向窜动、扭转而造成的零部件损坏率。其外形尺寸与后板簧侧挡板一致，原始结构如下图2所示。
个人认为，这样的结构形式在产品工艺中存在以下缺陷：①零件加工精度要求高。我们在之前已经提到，侧挡板垫板的外形结构、安装尺寸与后板簧侧挡板是一致的，而且装配时使用的是MX的螺栓；这样的话，上图2中所示的孔间距尺寸w±0.2、l±0.2以及孔径Φd（d=X+1）必须严格保证，否则根本无法装配。②装配程序繁琐，难以保证产品质量。在实际装配工艺流程中，为尽可能地达到装配技术要求，后板簧侧挡板以及侧挡板垫板一般在后钢板弹簧吊装之后才进行装配的；也就是说，只有确定后钢板弹簧与车架纵梁之间的相对空间，才能确保后板簧侧挡板与后钢板弹簧之间的“零间隙”。那么如上图2所示的垫板结构在实际装配中是这样完成的：在保证后板簧侧挡板的螺纹孔与车架上的安装孔完全对齐的前提下，由一名操作者使用类似于导向销的工具穿过螺纹孔来简单固定后板簧侧挡板，再由另一名操作者来完成调整垫板的插入，最后固定螺栓。这样繁琐的装配程序几乎不可能保证装配体之间的“零”间隙，同时也严重影响装配人员的工作心情，可能直接导致装配质量无法完全满足装配技术要求。③耗时耗力，劳动强度大，装配效率低。经实际测算，如果使用图2所示的侧挡板垫板调整间隙，完全安装好一件后板簧侧挡板需要时间大约5-7分钟，而且须2人配合完成。④装配过程容易损坏螺纹结构。因实际操作空间小，在装配过程中大多需要工具穿过螺纹孔来调整后板簧侧挡板的相对位置，那么这样就很容易损伤螺纹孔。
针对以上所述情况，本人从装配工艺角度出发，对侧挡板垫板结构进行优化设计，提出以下设计方案。
方案一：将调整垫板的单侧更改为“U”型槽设计，从装配工艺角度看，这种结构形式的垫板具有一定的局限性。若垫板结构形式为非轴对称图形时，该结构形式仅可以在一种作业方式（摊位式作业车架正置，流水线作业车架翻转180°）下才显现出其便利性。具体如下图3所示。
为方便大家理解，下面以方案一中所示的侧挡板垫板结构在流水线作业时的装配方式作简要介绍：
相信大家已经看出，相对图2所示的侧挡板垫板，优化之后的结构形式有点颇多，总结如下：①零件加工精度要求相对较低。由于“U”型槽的结构设计，即使加工过程中存在些许偏差，我们也可以上下调整来达到装配目的，而且图4所示的结构形式在加工工艺精度方面要求更低。②在装配方面更加便捷，产品质量完全可控。通过以上所述的装配方式相信大家已经可以看出优化之后的结构形式的便利性。③省时省力，劳动强度在很大程度上降低，而且装配效率高。使用优化之后结构形式的调整垫板，我们无需再担心作业空间小等问题。经实际测算，利用图3所示的侧挡板垫板调整间隙，完全安装好一件后板簧侧挡板仅需1名操作者，2-3分钟即可完成。④装配过程中不会再损伤后板簧侧挡板的螺纹结构。
综上所述，这样的结构形式不仅设计简洁、装配方便，而且用料少，工艺成本更低，可以广泛应用于各种须调整间隙机械结构设计中。
作者简介：常志强 （1989-），男，内蒙古自治区丰镇市人，专业：机械设计制造及其自动化。
关键词：调整；垫板结构
在机械结构设计过程中，我们常常会遇到一些要求间隙尽可能小的、甚至是零间隙的结构设计要求，比如商用车的后平衡悬架系统中，为限制后钢板弹簧的横向窜动，我们会在纵梁外侧加装挡板并保证两者之间间隙尽可能地小；在矿用自卸车的前悬架系统中，为尽量减小因悬架系统的偏移扭转对整车的影响，通常在前板簧的前后支架之间加装横梁并保证两装配体之间的间隙尽可能地小来加强整车的稳固性……我们往往会选用通用的方法——调整垫片或者配磨垫片等手段来减少间隙、消除间隙，然而这样就给装配和调试人员带来了很大的不便，费时费力。但在有些结构中，调整垫板是必不可少的，故我们有必要寻找能设计简洁、装配方便的结构形式，从而减少工作量，降低劳动强度，节约成本，提高生产效率。本文从整车总装的便捷性、时效性方面来讨论一下调整垫板的结构优化。
为方便理解，下面我们以6×4商用车后平衡悬架系统中的板簧侧挡板垫板为例来说明。
如上图1所示为传统6×4商用车的后平衡悬架系统。在图上，我们可以看到：在后钢板弹簧总成（6）与车架纵梁之间加装了后板簧侧挡板（3），侧挡板上有4×MX的螺纹孔，通过螺栓与车架连接。因产品加工工艺和装配产生的累计误差，根本无法保证后板簧侧挡板与后钢板弹簧总成之间的“零”间隙，所以我们在实际装配中需要在后板簧侧挡板与车架纵梁之间加装调整垫片来尽可能地消除间隙，最大限度地降低板簧横向窜动、扭转而造成的零部件损坏率。其外形尺寸与后板簧侧挡板一致，原始结构如下图2所示。
个人认为，这样的结构形式在产品工艺中存在以下缺陷：①零件加工精度要求高。我们在之前已经提到，侧挡板垫板的外形结构、安装尺寸与后板簧侧挡板是一致的，而且装配时使用的是MX的螺栓；这样的话，上图2中所示的孔间距尺寸w±0.2、l±0.2以及孔径Φd（d=X+1）必须严格保证，否则根本无法装配。②装配程序繁琐，难以保证产品质量。在实际装配工艺流程中，为尽可能地达到装配技术要求，后板簧侧挡板以及侧挡板垫板一般在后钢板弹簧吊装之后才进行装配的；也就是说，只有确定后钢板弹簧与车架纵梁之间的相对空间，才能确保后板簧侧挡板与后钢板弹簧之间的“零间隙”。那么如上图2所示的垫板结构在实际装配中是这样完成的：在保证后板簧侧挡板的螺纹孔与车架上的安装孔完全对齐的前提下，由一名操作者使用类似于导向销的工具穿过螺纹孔来简单固定后板簧侧挡板，再由另一名操作者来完成调整垫板的插入，最后固定螺栓。这样繁琐的装配程序几乎不可能保证装配体之间的“零”间隙，同时也严重影响装配人员的工作心情，可能直接导致装配质量无法完全满足装配技术要求。③耗时耗力，劳动强度大，装配效率低。经实际测算，如果使用图2所示的侧挡板垫板调整间隙，完全安装好一件后板簧侧挡板需要时间大约5-7分钟，而且须2人配合完成。④装配过程容易损坏螺纹结构。因实际操作空间小，在装配过程中大多需要工具穿过螺纹孔来调整后板簧侧挡板的相对位置，那么这样就很容易损伤螺纹孔。
针对以上所述情况，本人从装配工艺角度出发，对侧挡板垫板结构进行优化设计，提出以下设计方案。
方案一：将调整垫板的单侧更改为“U”型槽设计，从装配工艺角度看，这种结构形式的垫板具有一定的局限性。若垫板结构形式为非轴对称图形时，该结构形式仅可以在一种作业方式（摊位式作业车架正置，流水线作业车架翻转180°）下才显现出其便利性。具体如下图3所示。
为方便大家理解，下面以方案一中所示的侧挡板垫板结构在流水线作业时的装配方式作简要介绍：
相信大家已经看出，相对图2所示的侧挡板垫板，优化之后的结构形式有点颇多，总结如下：①零件加工精度要求相对较低。由于“U”型槽的结构设计，即使加工过程中存在些许偏差，我们也可以上下调整来达到装配目的，而且图4所示的结构形式在加工工艺精度方面要求更低。②在装配方面更加便捷，产品质量完全可控。通过以上所述的装配方式相信大家已经可以看出优化之后的结构形式的便利性。③省时省力，劳动强度在很大程度上降低，而且装配效率高。使用优化之后结构形式的调整垫板，我们无需再担心作业空间小等问题。经实际测算，利用图3所示的侧挡板垫板调整间隙，完全安装好一件后板簧侧挡板仅需1名操作者，2-3分钟即可完成。④装配过程中不会再损伤后板簧侧挡板的螺纹结构。
综上所述，这样的结构形式不仅设计简洁、装配方便，而且用料少，工艺成本更低，可以广泛应用于各种须调整间隙机械结构设计中。
作者简介：常志强 （1989-），男，内蒙古自治区丰镇市人，专业：机械设计制造及其自动化。