本發(fā)明涉及機械工程領域，特別涉及十字軸式萬向聯軸器產品涂裝的吊具及其吊裝方法。

背景技術：
十字軸式萬向聯軸器的結構如圖1所示，一般由中間接管4、內叉頭3、十字軸總成2及外叉頭1等主要部分組成，中間接管4大多為能夠伸縮的花鍵副，其長度無軸檔限位，因此不能豎著起吊，即使豎著起吊往往存在涂裝設備高度空間不足、操作不便等問題。同時，聯軸器的內叉頭3、外叉頭1通過十字軸總成2連接構成關節(jié)，一般聯軸器兩端各一個關節(jié)；關節(jié)法蘭軸線在一定范圍內，可繞十字軸總成2的中心B在任意方向上偏轉一個不確定的角度(見圖2)。這種撓性使得聯軸器不管是橫著支承還是橫著吊起，關節(jié)的叉頭內腔5都會發(fā)生相互觸碰；如果起吊點為十字軸總成頭端的螺紋孔，則存在起吊力小縫隙有無不定問題。只要出現叉頭內腔5觸碰或出現縫隙太小的情況(如圖3所示)，會使產品無法實現一次性完成涂裝工作。因為不能一次性涂裝全部需涂表面，會造成如下影響：(1)涂料如油漆與工件的結合力；(2)涂裝表面的外觀，如色差、飽和度及光澤等質量性能；(3)涂裝的生產率；(4)因多次涂裝多次干燥的額外時間消耗而影響工期；(5)增加涂裝成本。因此對于包括伸縮型在內的十字軸式萬向聯軸器，目前沒有一種吊裝或支托方法能使它全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成。上述全部需涂表面是指除了工件與工作機聯接時的安裝表面、配合表面、螺孔光孔以外的表面，安裝表面、配合表面、螺孔光孔只需在包裝前涂防銹油或防銹脂即可，要求很低，無需也不能在一次吊裝或支托中完成涂裝。

技術實現要素：
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種自動扶正關節(jié)的萬向聯軸器吊具及其吊裝方法，使用本發(fā)明的吊具和方法能夠將包括伸縮型在內的十字軸式萬向聯軸器全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成，從而提高了涂裝性能、質量和生產率，縮短了工期，節(jié)約了成本。本發(fā)明一種自動扶正關節(jié)的萬向聯軸器吊具，它主要由吊索和吊具體兩個部分組成，左右兩組吊具為一副，每組零件的結構尺寸相同；吊索的一端與吊具體上的吊孔通過鎖銷連接，另一端通過吊環(huán)鉤在吊鉤上。其中，吊具體包括吊索連接部分和工件連接部分，工件連接部分與萬向聯軸器的法蘭安裝端面相連接，吊索連接部分上的吊孔通過鎖銷與吊索的一端連接，吊孔的設置至少要滿足(1)式必要條件：吊孔中心偏離叉頭法蘭安裝面的距離e＞0(1)式中e為吊孔中心偏離叉頭法蘭安裝面的距離，方向在關節(jié)中心同一側。本發(fā)明萬向聯軸器吊具的吊裝方法是：(1)準備工作：工作前事先將左右兩根吊索分別與吊具體的吊索連接部分通過鎖銷連接起來，另一端通過吊環(huán)鉤在吊鉤上；(2)連接工件：工作時將左右兩個吊具體的工件連接部分分別與萬向聯軸器兩端的法蘭相連；(3)起吊工件：將鉤子向上平穩(wěn)提起到一定高度時，萬向聯軸器便通過吊索及吊具體被水平吊起。即在起吊十字軸式萬向聯軸器時，使用本發(fā)明的吊具，吊具體的吊索連接部分的不同位置布置有若干個吊孔；吊孔用于連接吊索，一般在使用前就連接好；吊具體的工件連接部分上有兩個孔，其中銷孔用于固定銷，光孔用于穿螺栓；上述構件左右兩件為一副。根據生產條件，兩邊的吊索的上端可以并于單鉤O中，也可吊于雙鉤O2及O3上。單鉤時吊索的下端與吊具體的吊具連接部分的孔A通過鎖銷相連；雙鉤時吊索的下端分別與左右吊具體的吊索連接部分的孔A0相連，此時e＝h，h是指外叉頭的中心高lBC，雙鉤等高，其中心O2O3之間的距離與左右關節(jié)BB＇的中心距離基本一致，即lO2O3≈L。為了討論方便，現將十字軸式萬向聯軸器產品及吊具簡化(如圖5所示)，把剛性聯結的內叉頭3與中間接管4用直線BB＇表示，十字軸總成2的中心在B點和B＇點，外叉頭1的法蘭中心在C點，銷14于K處連接，螺栓13于J處連接與法蘭6并緊，吊具體12的吊索連接部分和工件連接部分分別用折線k1及k2表示，A0、A、A1...分別表示吊具體上的吊孔11的中心。將剛性連接的工件外叉頭1與吊具體12作為一個研究對象，討論時忽略此對象自身重量。假定單孔起吊，a為吊索長，a＇為吊孔中心與關節(jié)中心的距離，L為兩關節(jié)中心B和B＇之間的距離，則sinθ＝BO1/OB＝L/2(a+a＇)，且sinα＝BC/AB＝(e-h)/a＇如果α＝θ，工件就得以扶正。此時e值為E，將e＝E代入上式，得出：(E-h)/a＇＝L/2(a+a＇)，即E＝h+a＇L/2(a+a＇)(2)由此(2)式看出，當吊索長a、吊孔距關節(jié)中心的距離a＇、兩關節(jié)中心的距離L及工件中心高h一定時，可通過吊孔到外叉頭法蘭安裝面的距離E滿足(2)式條件，使得關節(jié)叉頭被扶正。本發(fā)明自動扶正關節(jié)吊裝方法的原理：以單鉤吊孔即A孔為例，工件重量為G于工件中心O1，這樣上述研究對象受到兩個力，即吊索的拉力T及工件的作用力P，兩吊索夾角的一半為θ，T及P兩力如圖分別分解在水平方向兩分力T2、P2及豎直方向分力T1、P1，分別大小相等方向相反，即T＝P，T1＝P1，T2＝P2T1方向的反向延長線交BO1于點C，則BC＝AC*tanθ,并且P1＝G/2，P＝P1/cosθ因此T1＝T*cosθ,T2＝T*sinθ再以B為轉動中心進一步研究，研究對象除受力以外，還受到兩個力矩：M1＝T1*BC＝T*cosθ*AC*tanθ＝T*AC*sinθM2＝-T2*AC＝-T*sinθ*AC計算知E1+E2＝0，由此可見，采用此吊具吊起時，不但力平衡，力矩也平衡，所以起吊時外叉頭不會發(fā)生上翹或下垂，外叉頭軸線BC與工件軸線BB＇成一直線，即關節(jié)是正的；而且這樣扶正是自動的，只要吊起始終都是正的。如果雙鉤O2、O3通過吊索于吊具體上的A0孔向上平穩(wěn)提起，此時e＝h，取lO2O3≈L′,則圖5中T2＝P2＝0，M1+M2＝0，T＝T1＝P1＝G/2。因此，工件關節(jié)也會被扶正吊起的。只有關節(jié)被扶正，關節(jié)內腔5才能出現適當的縫隙，從而噴涂到叉頭內腔。這樣，兩叉頭內腔不觸碰，相關外表面也不因起吊或支托而與外界直接接觸，這有利于一次性完成全部需涂表面的涂裝。上述全部需涂表面是指除了工件與工作機聯接時的安裝表面、配合表面、螺孔光孔以外的表面，安裝表面、配合表面、螺孔光孔只需在包裝前涂防銹油或防銹脂即可，要求很低，無需也不能在一次吊裝或支托中完成涂裝。也正是有這些無需同時完成涂裝的安裝表面、配合表面、螺孔光孔的存在，并且利用好這些表面的支承與接觸，才能使得此外全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成。本發(fā)明吊具優(yōu)點是：(1)結構簡單，成本低廉，只需在吊具體上鉆幾個孔；(2)自動扶正，操作方便，吊起時關節(jié)會自然正位，始終如一；(3)裝夾方便，每端銷對住孔后并緊一個螺栓即可；(4)吊具上可以設置托放平臺，同時解決干燥時托放支點對工件未干涂層發(fā)生觸碰的難題，也可在此處托起時進行全部需涂表面的涂裝并干燥。本發(fā)明的吊裝方法優(yōu)點是：1、工件橫臥，解決了長長短短包括伸縮型在內的所有十字軸式萬向聯軸器產品涂裝通過統(tǒng)一的方式吊裝，便于生產線作業(yè)；2、關節(jié)在吊起時是自動扶正的，如果用于涂裝，可使全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成，從而提高了涂裝質量和生產率，縮短了工期，節(jié)約了成本；3、單鉤或雙鉤均適用，便于適應不同的生產類型。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明：圖1是十字軸式萬向聯軸器的結構示意圖；圖2是十字軸式萬向聯軸器的關節(jié)簡化模型圖；圖3是現有普通吊具及支托效果圖；圖4是本發(fā)明關節(jié)扶正吊具圖；圖5是本發(fā)明關節(jié)扶正原理圖；圖6是本發(fā)明關節(jié)扶正吊具的實施圖；圖7是本發(fā)明關節(jié)傾角隨e值的變化曲線。圖中：1.外叉頭2.十字軸總成3.內叉頭4.中間接管5.叉頭內腔6.法蘭7.螺孔8.光孔10.吊索11.吊孔12.吊具體13.螺栓14.銷15.托放平臺16.橫桿17.支架。具體實施方式從圖4、圖6可知，本發(fā)明一種自動扶正關節(jié)的萬向聯軸器吊具，它主要由吊索10和吊具體12兩個部分組成，左右兩組吊具為一副，每組零件的結構尺寸相同；吊索10的一端與吊具體12上的吊孔通過鎖銷連接，另一端通過吊環(huán)鉤在吊鉤上。吊索一般為鋼絲繩或鐵鏈等撓性件構成，左右兩根吊索等長。其中，吊具體12包括吊索連接部分和工件連接部分，工件連接部分與萬向聯軸器的法蘭6安裝端面相連接，吊索連接部分上的吊孔11通過鎖銷與吊索10的一端連接，吊孔11的設置至少要滿足(1)式必要條件：e＞0，式中e為吊孔中心偏離叉頭法蘭安裝面的距離，方向在關節(jié)中心同一側。(1)式是扶正關節(jié)的必要條件，滿足(1)不足以扶正關節(jié)，要想扶正，還需滿足以下(2)式充分條件：E＝h+a＇L/2(a+a＇)(2)從(2)式看出，由于等式右邊每項都大于0，一定是滿足(1)式的。當e＝E＝h+a＇L/2(a+a＇)時，單孔可以使其自動扶正；當e在E附近一定范圍內，單孔可以使其自動相對扶正。吊孔11有若干個，或改變吊索長a可以使E移動，選孔或變索長均可使關節(jié)傾角處于允許的±β0以內。吊具體12的工件連接部分上設置有銷孔、光孔或卡扣等，用于和萬向聯軸器的法蘭6連接。當然，吊具體與工件的連接方式并不僅僅局限于上述的這些形式。如圖6所示，為控制外叉頭上翹及下垂幅度，作為本發(fā)明的一種改進方式，吊具體12還包括支撐部分即托放平臺15，它設置在吊索連接部分的下部，它與前后支架17、橫桿16共同起作用，前后兩個支架17上水平放置橫桿16，便可托起工件。工件被托起時可以進行全部需涂表面的涂裝并隨后的干燥，而且不限于涂裝并干燥?？刂仆獠骖^上翹及下垂幅度不是依靠涂裝表面接觸(如支撐、支墊)完成的，而是依靠吊具帶拐結構非接觸形式實現的。這樣，可以解決干燥時托放支點對工件未干涂層發(fā)生觸碰的難題，也可在此處托起時進行全部需涂表面的涂裝并干燥。本發(fā)明萬向聯軸器吊具的吊裝方法是：(1)準備工作：工作前事先將左右兩根吊索分別與吊具體的吊索連接部分通過鎖銷連接起來，另一端通過吊環(huán)鉤在吊鉤上；(2)連接工件：工作時將左右兩個吊具體的工件連接部分分別與萬向聯軸器兩端的法蘭相連；(3)起吊工件：將鉤子向上平穩(wěn)提起到一定高度時，萬向聯軸器便通過吊索及吊具體被水平吊起。步驟(2)連接工件時，將吊具連接部分的內表面與萬向聯軸器的法蘭6的端面緊密貼合，固定銷14穿過法蘭6上與軸承孔垂直相位上螺孔7或附近相位的光孔8，螺栓13穿過法蘭6上與穿銷14孔180°位置的螺孔中并緊；吊孔有多個，分布在吊具體不同位置，吊索長度也有長有短，以適應單鉤或雙鉤等場合，也適應不同長短的工件或不同的外叉頭中心高lBC。當吊索長a、吊孔與關節(jié)中心的距離a＇、兩關節(jié)中心的距離L及工件中心高h中四個因素中任一發(fā)生改變時，吊孔到外叉頭法蘭安裝面的距離e就不能滿足(2)式條件，關節(jié)叉頭就不能被扶正。但如果采用如圖6所示，吊具體在其與吊索連接的起吊部分不同位置設置有多個吊孔11，其中心為A、A0、A1..Ai...，在其各孔的e值為ei,在這些ei值中總有接近(2)式的E值的，從而保證關節(jié)折角即圖7中e值介于E1與E之間。圖7是本發(fā)明關節(jié)傾角β隨e值的變化曲線，縱坐標為傾角β，關節(jié)上翹方向為正，反之關節(jié)下垂方向為負，水平坐標以外叉頭法蘭安裝端面為起點，向關節(jié)中心方向為正。如果O2O3之間的距離與左右關節(jié)的中心距離一致lO2O3＝L，等長雙鉤吊于吊孔A0，則關節(jié)即可扶正。線段n、p、q是關節(jié)傾角β變化的函數曲線，交水平軸于E點，βmax為關節(jié)的最大傾角。如果采用單鉤，當滿足(2)式條件：E＝h+a＇L/2(a+a＇)時，關節(jié)也可扶正。在噴涂所允許的最大角度±β0范圍以內，存在兩個e的極限值：E1和E2，凡是吊具的ei值介于其間的均可噴涂，稱為可噴區(qū)域(圖示為網格范圍)。其中當ei值介于E1與E之間，關節(jié)在有限范圍上翹，當ei值介于E與E2之間，關節(jié)在有限范圍下垂。a＇的值一般要符合公式a＇≥d/2+60，否則與工件讓不開，無工程意義，但它太大了，因空間與吊具重量大也不宜。從(2)式知，如果L及a＇不變，改變a可以使E移動，E1與E2也隨之改變，從而使有限的吊孔ei使關節(jié)傾角處于±β0以內。在進行具體吊裝時，會發(fā)生一些變化，L與產品有關，長短不一，a與工裝有關，a＇與吊具及產品都有關：sinθ＝L/2(a+a＇)T＝P＝G/2cosθβ＝θ－α＝sin-1[L/2(a+a＇)]－α因此使用過程中尺寸、角度與起吊力都會因規(guī)格的不同而發(fā)生變化，在多品種或單件小批生產時此問題更加突出。為了解決上述變化引起的關節(jié)有時“相對扶不正”問題，根據產品變化情況，采用幾種不同長度a的吊索,并且在吊具體的不同位置上設置吊孔，根據不同產品，綜合選擇使用這些不同長度的吊索及吊孔，使起吊力大小適當且叉頭有限扶正以滿足生產線及產品條件。吊索長a要適應產品長度及生產線空間與吊索的力學性能要求，吊孔設置時，過B作BC的垂線交吊具桿中心于A0，D在A0處打吊孔，再在A與A0之間或延長線上打若干吊孔A1、A2...Ai...，這樣BA0與BA、BA1...BAi的夾角分別為α、α1...αi...。當θ＝α時，β＝0，關節(jié)如前所述被扶正，可以涂裝；當θ＞α時，β＝θ－α＝sin-1[L/2(a+a＇)]－α＞0，外關節(jié)1的軸線BC仍會上翹一個β角，即圖6的狀態(tài)，此時如果ei值介于E1與E之間，關節(jié)傾角控制在最大角度β0范圍以內，也可以涂裝；當θ＜α時，β＝θ－α＝sin-1[L/2(a+a＇)]－α＜0，，外關節(jié)1的軸線BC就會向反方向轉動而下垂一個β角，此時如果ei值介于E與E2之間，關節(jié)傾角控制在最大角度β0范圍以內，也可以涂裝。如果工件長向尺寸L一定，只要合理選用不同的吊索長a及合適位置a＇的吊孔，使得β值小于涂裝所允許的值±β0，仍然可以將包括伸縮型在內的十字軸式萬向聯軸器全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成。由于工件大小、傾角、轉矩不同，工件叉部肥瘦不一樣，外叉頭與內叉頭之間所形成的叉頭內腔5的空間大小不一樣，因此涂裝所允許的β0值也有所不同。為了保證質量，不僅十字軸式萬向聯軸器全部需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成，大批大量生產可以采用快速干燥工藝，快干后卸下吊具后固化，但對于單件小批生產的流水線作業(yè)，涂裝后的干燥沒有采用快干工藝或無烘干設備的，干燥過程長，在此過程中所有涂裝表面不能被觸碰，這種情況采用卸下吊索，讓吊具體12、螺栓13與銷14與工件仍一道連接的狀態(tài)下使工件干燥。卸下吊索，吊具與工件一道干燥是這樣實現的：設置一個支架17，支架17上水平放置橫桿16，吊具體12上設置一個托放平臺15，托放平臺15放在橫桿16上，這樣工件就被托起。支架17及橫桿16放置的位置尺寸L2要適當，理論上L2應與工作尺寸L一致，實踐中L2的選擇允許有少許誤差，要以叉頭內腔5的表面不觸碰且操作方便為準。也可以采用這種方法支托后進行涂裝并吊具隨行一同干燥。本發(fā)明的吊具對關節(jié)具有扶正功能，利用安裝表面、配合表面、螺孔光孔等表面作支承，它克服了關節(jié)因撓性叉頭內腔相互觸碰的弱點，吊起時外叉頭不會發(fā)生上翹及下垂，或者控制其上翹及下垂幅度，使β＜β0，外叉頭軸線與工件軸線形成直線或偏角較小，這樣扶正功能是自動的、始終的。因此本吊具用于涂裝時，除了安裝表面、配合表面、螺孔光孔這些無需涂裝以外，所有需涂表面的涂裝在一次裝吊中完成。控制外叉頭上翹及下垂幅度的吊具不限于涂裝，它適用于一切叉頭內腔不觸碰且工件的相關外表面也不因起吊或支托而與外界直接接觸使用場合。