供稿|楊霞，齊鵬遠(yuǎn)，王靜波，劉哲，任旭，王磊，栗明昊 / YANG Xia, QI Peng-yuan, WANG Jing-bo,LIU Zhe, REN Xu, WANG Lei, LI Ming-hao

內(nèi)容導(dǎo)讀

軸瓦凸耳加工是軸瓦生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，其配套送料裝置是提高軸瓦凸耳加工精度和生產(chǎn)效率的重要部分。本文通過對(duì)送料裝置設(shè)計(jì)研究及零部件選型計(jì)算，利用傳送帶和導(dǎo)軌配合轉(zhuǎn)向坯料，在雙氣缸閥門和推桿電機(jī)等部件作用下實(shí)現(xiàn)坯料分時(shí)輸送和連續(xù)加工功能。經(jīng)整體調(diào)試驗(yàn)證，本裝置運(yùn)行可靠、生產(chǎn)效率大幅提高，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

軸瓦是各類滑動(dòng)摩擦副中的關(guān)鍵零件[1-2]，軸瓦裝配時(shí)為了便于初始定位和工作中防止其移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，剖分式軸瓦背面通常設(shè)有凸耳[3-5]。由于軸瓦結(jié)構(gòu)特殊且送料過程中不允許有相互碰撞，目前常用振動(dòng)料斗等自動(dòng)送料裝置可靠性不高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)打料、卡料和重料等問題[6]，因此尚不能滿足軸瓦自動(dòng)送料應(yīng)用要求[7]。

為克服現(xiàn)有技術(shù)不足[8-9]，本文提出一種軸瓦凸耳沖壓自動(dòng)送料裝置，并對(duì)該裝置上料機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置選型進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)，與現(xiàn)有的沖壓機(jī)配合可順利實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料動(dòng)作，大大提高生產(chǎn)效率，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

裝置設(shè)計(jì)

上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在上料機(jī)構(gòu)中，采用傳送帶的總長為1200 mm，以地面為基準(zhǔn)高度800 mm，安置于壓力機(jī)右側(cè)，為了保證加工坯料可以順利在傳送帶上移動(dòng)，本傳送帶寬度取決于軸瓦的尺寸，防止坯料在傳送帶上移動(dòng)時(shí)歪斜或掉落。在軸瓦坯料橫向排列水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，將雙氣缸閥門置于水平傳送帶正上方，在氣泵的帶動(dòng)下進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使軸瓦坯料在經(jīng)過雙氣缸閥門時(shí)坯料進(jìn)行分時(shí)通過，如圖1 所示。

圖1 裝置示意圖

上料通道兩條導(dǎo)軌相互傾斜一定角度使軸瓦坯料改變方向，坯料由開口向前逐漸改變成開口向右。在實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)不同的沖壓機(jī)以及工件加工的要求，可調(diào)整兩條導(dǎo)軌傾斜角度改變軸瓦坯料開口方向，實(shí)現(xiàn)坯料變向，如圖2 所示。

圖2 上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)壓力機(jī)壓頭沖壓凸耳時(shí)間確定機(jī)械臂的伸出速度為每2 s 進(jìn)行一次往返，保證坯料連續(xù)加工。由于雙氣缸閥門對(duì)坯料具有分時(shí)控制作用，加上坯料進(jìn)入斜坡下落時(shí)間為1 s，確定傳送帶速度為19 mm/s，保證坯料可勻速前進(jìn)，且不會(huì)過堆積在雙氣缸閥門處。

傳送帶將呈豎直排列的軸瓦經(jīng)斜滑道落入頂出裝置前方，經(jīng)側(cè)向頂出裝置送至壓力機(jī)正下方。當(dāng)壓頭對(duì)軸瓦坯料進(jìn)行沖壓時(shí)，側(cè)向頂出裝置復(fù)位，并準(zhǔn)備將下一坯料繼續(xù)送至壓力機(jī)沖壓位置，加工完畢后的坯料被后續(xù)坯料頂出壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)坯料連續(xù)上料。

出料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

出料機(jī)構(gòu)由出料斜滑道和出料傳送帶組成，加工后的軸瓦排列有序地送至傳送帶。出料斜滑道由斜滑道擋板對(duì)坯料進(jìn)行保護(hù)，防止坯料掉落。出料斜滑道長度為150 mm，角度小于45°，斜滑道的寬度為40 mm，用于承接加工過后的坯料并送至出料傳送帶，如圖3 所示。

圖3 出斜滑道結(jié)構(gòu)圖

坯料經(jīng)出料斜滑道后進(jìn)入出料傳送帶，出料傳送帶設(shè)有導(dǎo)軌對(duì)加工后的坯料進(jìn)行保護(hù)，如圖4所示。

圖4 出料傳送帶結(jié)構(gòu)圖

裝置整體機(jī)構(gòu)由傳送帶，導(dǎo)料軌和斜滑道擋板組成，在靠近壓頭一側(cè)的傳送帶呈一定角度滑坡連接在出料處，以便將加工完成的坯料頂出時(shí)，帶有凸耳軸瓦靠自身重力經(jīng)斜滑道自動(dòng)落至水平傳送帶，成品在傳送帶末端完成收集。后續(xù)軸瓦坯料將之前已加工軸瓦頂出壓機(jī)力工作臺(tái)并沖壓，實(shí)現(xiàn)坯料的連續(xù)加工。

動(dòng)力系統(tǒng)裝置選擇

軸瓦坯料在傳送帶上的傳送帶速度為19 mm/s，傳動(dòng)輥直徑為20 mm，傳動(dòng)輥轉(zhuǎn)速為0.018 r/min。傳送帶電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇考慮以下因素：皮帶與工作物的總質(zhì)量M1=9 kg，滑動(dòng)面摩擦因數(shù)μ=0.3，滾輪直徑D=20 mm，皮帶和滾輪效率η=0.9，皮帶的速度V=19 mm/s，電機(jī)電源220 V，50 Hz。

本設(shè)計(jì)中傳送帶所需動(dòng)力由小型交流電機(jī)提供，電動(dòng)機(jī)規(guī)格如表1 所示。

表1 傳送帶電動(dòng)機(jī)規(guī)格表

選用CJX2 系列交流接觸器，供遠(yuǎn)距離接通、分?jǐn)嚯娐?，起?dòng)、控制交流電動(dòng)機(jī)使用，并與熱繼電器組成電磁起動(dòng)器以保護(hù)可能發(fā)生的電路超負(fù)荷。交流接觸器規(guī)格如表2 所示。

表2 交流接觸器規(guī)格

在滿足電動(dòng)機(jī)的額定功率情況下，選擇額定功率為7.5 kW 型號(hào)為ET-90 的活塞式空氣壓縮機(jī)。選用空氣壓縮機(jī)規(guī)格尺寸如表3 所示。三相異步電動(dòng)機(jī)規(guī)格型號(hào)如表4 所示。推桿電機(jī)規(guī)格如表5 所示。

表3 選用空氣壓縮機(jī)規(guī)格

表4 三相異步電動(dòng)機(jī)規(guī)格

表5 推桿電機(jī)規(guī)格

裝置調(diào)試

傳送帶運(yùn)動(dòng)速度調(diào)試

壓力機(jī)壓頭加工軸瓦凸耳時(shí)間為2 s，頂桿裝置頂出速度確定為每2 s 進(jìn)行一次往返，保證坯料進(jìn)行連續(xù)加工。坯料半徑高為38 mm，且雙氣缸閥門對(duì)坯料具有分時(shí)作用，加上坯料進(jìn)入滑坡下落時(shí)間為1 s，故傳送帶速度可以確定為19 mm/s，保證了坯料勻速前進(jìn)，且不會(huì)堆積在雙氣缸閥門位置。

頂桿行程調(diào)試

選用推桿電機(jī)EZ Limo EZA 為頂桿裝置，沖程在50~300 mm 之間。在送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，頂桿位于送料傳送帶正下方，工作時(shí)將從斜滑道落下的垂直的坯料頂入壓力機(jī)工作臺(tái)。根據(jù)斜滑道長度為300 mm，軸瓦橫向高度為38 mm，計(jì)算出頂桿裝置沖程距離，實(shí)現(xiàn)軸瓦坯料在頂桿裝置推動(dòng)下準(zhǔn)確將軸瓦坯料送至壓力機(jī)工作臺(tái)處進(jìn)行沖壓加工。

雙氣缸閥門速度調(diào)試

雙氣缸閥門安裝在水平傳送帶正上方，且位于導(dǎo)軌變向前位置處，由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)缸組成，活塞行程為300 mm，氣缸動(dòng)力由空氣壓縮機(jī)提供。組成雙氣缸閥門組后，在單片機(jī)程序控制下實(shí)現(xiàn)氣缸桿依次上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過調(diào)節(jié)氣缸調(diào)速閥，使雙氣缸閥門速度與傳送帶送料速度達(dá)到理想匹配，保證坯料在傳送帶上等距分布，實(shí)現(xiàn)坯料分時(shí)輸送功能。

裝置試驗(yàn)

通過整體裝置試驗(yàn)，對(duì)頂桿長度進(jìn)行重新調(diào)整，確定沖壓頭與推桿之間距離，完成沖程校核；調(diào)節(jié)頂桿與傳送帶速度匹配，并測(cè)試加工效果。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)，裝置整體運(yùn)行正常，軸瓦坯料加工效果和工作效率均達(dá)到較為理想狀態(tài)。調(diào)試后裝置整體實(shí)物如圖5 所示。

圖5 裝置實(shí)物圖

結(jié)束語

(1)通過對(duì)送料裝置機(jī)構(gòu)各部分研究，利用傳送帶與導(dǎo)軌配合實(shí)現(xiàn)了橫向排列軸瓦坯料變向，利用推桿機(jī)構(gòu)將坯料送至壓力機(jī)下實(shí)現(xiàn)軸瓦坯料連續(xù)加工。

(2)對(duì)裝置機(jī)構(gòu)所需動(dòng)力零部件進(jìn)行了選型計(jì)算，確保裝置零部件與動(dòng)力系統(tǒng)匹配，實(shí)現(xiàn)裝置整體正常工作。

(3)經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)，本研制裝置加工速度達(dá)到了每分鐘30 個(gè)，是原人工工作量的2~3 倍，大幅減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。