生產(chǎn)線倍速移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)*

張 平

(普友機(jī)電設(shè)備有限公司, 天津 300350)

1 倍速移動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)難點(diǎn)概述[1]

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷迅猛發(fā)展，在制造業(yè)中大量采用自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中采用自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，減少生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)線時(shí)，有時(shí)兩個(gè)工位之間的距離較遠(yuǎn)，工件從一個(gè)工位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工位上，必須保證與生產(chǎn)線的節(jié)拍同步，因此，采用提高工件的輸送速度來解決此問題。但如果輸送速度太快容易出現(xiàn)以下問題。

(1)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求較高從而增加生產(chǎn)成本；

(2)危險(xiǎn)系數(shù)大，不安全，停車時(shí)由于慣性的影響，工件容易向前移動(dòng)，使工件不能到達(dá)預(yù)定位置，并且極易導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生；

(3)由于運(yùn)行速度提高，機(jī)件極易磨損，降低了使用壽命，增加了設(shè)備的維修頻率及維修成本，并且降低了生產(chǎn)率。

針對(duì)以上問題，筆者設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低的倍速移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在不增加工件輸送速度的情況下，通過這個(gè)機(jī)構(gòu)，保證與生產(chǎn)線的節(jié)拍同步，滿足了生產(chǎn)的使用要求。

2 解決方案[2]

如圖1所示，將工件從A端工位移送至B端工位，通過架在軌道上的輸送小車來完成。工件輸送的距離為L(zhǎng)，行程所需要的時(shí)間為T；由于生產(chǎn)需要，現(xiàn)在需要將工件由A工位輸送到C工位，距離為2L，按原機(jī)構(gòu)，所需要的時(shí)間為2T。如果不改變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的話，即不改變工件的移動(dòng)速度，如何才能將工件在T時(shí)間內(nèi)移送2L的距離，可在A、C的中間即B的位置增加一個(gè)中轉(zhuǎn)提升裝置，并將輸送小車加長(zhǎng)至A、B工位的長(zhǎng)度，通過這個(gè)中轉(zhuǎn)裝置和加長(zhǎng)輸送小車，輸送小車只在A、B工位之間運(yùn)行，即：輸送小車及工件只要走AC距離的一半，就可以在T時(shí)間內(nèi)將工件從A位置輸送到C位置(即移動(dòng)2L的距離)。由此，起到了倍速移動(dòng)的效果。

3 速度倍增機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)組成

此速度倍增機(jī)構(gòu)主要由軌道支架，輸送小車，動(dòng)力裝置，安裝支架及提升機(jī)構(gòu)等組成。

如圖1所示，1為固定在地面上的軌道支架，它與A、C工位相連接；2為安裝在軌道支架上的導(dǎo)軌；3為輸送小車，它可以在軌道上往復(fù)運(yùn)行；4是托盤和工件，它放在輸送小車上，可隨輸送小車一起運(yùn)行；5是減速電機(jī)，它安裝在輸送小車的底部；6是直齒輪，它安裝在減速電機(jī)的輸出軸上，7為齒條，它固定在齒條支架8上，齒條支架固定在A、C工位之間的地面上；在減速電機(jī)5驅(qū)動(dòng)下，齒輪6通過與齒條7嚙合，驅(qū)動(dòng)輸送小車載著托盤和工件4可以在軌道2上往復(fù)運(yùn)行；在軌道支架中間位置，橫跨軌道支架的地面上固定有一個(gè)提升安裝架10，在提升安裝架頂部，安裝有一個(gè)垂直向下的氣缸9，氣缸的活塞桿一端安裝了一個(gè)提升架11，提升架的下端裝有4個(gè)托板，在氣缸的帶動(dòng)下，提升架可以使輸送小車上升或下降。為了保證輸送小車提升架能平穩(wěn)升降，在提升架與安裝支架上面對(duì)稱均布安裝有兩個(gè)升降導(dǎo)向柱12，在A工位(輸送小車的起始端)、C工位(輸送小車的終端)及導(dǎo)柱的升降起始端安置有接近開關(guān)及其支架13，用以控制輸送小車上減速電機(jī)的啟動(dòng)、停止及氣缸的升降。

圖1 速度倍增機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1.軌道支架 2.導(dǎo)軌 3.輸送小車 4.托盤及工件 5.減速電機(jī) 6.直齒輪 7.齒條 8.齒條支架 9.氣缸 10.提升安裝架 11.提升架 12.導(dǎo)向柱 13.接近開關(guān)及支架

4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

(1) 輸送的工件重量為200 kg。

(2) AC兩工位的距離為3.12 m。

(3) 生產(chǎn)線的節(jié)拍為18 s。

① 在A工位，工件從生產(chǎn)線上被放置到輸送小車上，所需的時(shí)間為6 s；

② 在B工位，提升氣缸從提升架上將工件放置輸送小車上所需的的時(shí)間為5 s(與①同步)；

③ 輸送小車從A工位移至B工位，所需時(shí)間為3 s；

④ 在C工位，從輸送小車上取走工件所需的時(shí)間為6 s；

⑤ 提升氣缸從輸送小車托起工件所需的的時(shí)間為5 s(與④同步)；

⑥ 輸送小車從B工位返回A工位所需時(shí)間為3s。

(4) 輸送小車的驅(qū)動(dòng)力為減速電機(jī)，其功率為：2.2 kw，輸出轉(zhuǎn)速：112 r/min，速比：12.54，輸送小車最大運(yùn)行速度：35 m/min，傳動(dòng)方式為齒輪齒條傳動(dòng)。

(5) 提升動(dòng)力為氣缸，最大提升力為400 kg，提升速度為6 m/min，下降速度為6 m/min，最大行程為0.5 m。

5 工藝流程[3]

見圖1，當(dāng)工件及托盤4從生產(chǎn)線移送至輸送小車3左端(即A端工位)時(shí)，與此同時(shí)，提升氣缸下降，接近開關(guān)給減速電機(jī)5發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，減速電機(jī)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輸送小車3載著工件及托盤4移送至B端工位；這時(shí)C工位的接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)，減速電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)，提升氣缸9接到電信號(hào)后上升，通過提升架11，將工件及托盤4托起，離開輸送小車3；托起后，提升安裝架上的接近開關(guān)給減速電機(jī)發(fā)出信號(hào)，減速電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輸送小車3返回A端工位；這時(shí)A端工位上的接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)，第二個(gè)工件及托盤4移送至輸送小車3左端，與此同時(shí)，提升氣缸9接到信號(hào)后下降，通過提升架11，將第一個(gè)工件及托盤4放到輸送小車3右端，這時(shí)輸送小車3上左右兩端各有一個(gè)工件及托盤。提升安裝架上的近開關(guān)發(fā)出信號(hào)，減速電機(jī)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輸送小車3載著兩個(gè)工件及托盤4向右移動(dòng)，輸送小車3上左端的第二個(gè)工件及托盤4移送至B端工位，輸送小車右端的第一個(gè)工件及托盤4移送至C端工位；這時(shí)C工位的接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)，減速電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，輸送小車右端C工位上的工件及托盤4被移出，輸送小車左端B工位上的工件及托盤4由提升氣缸，通過提升架11，將工件及托盤4托起，離開輸送小車3；托起后，提升安裝架上的接近開關(guān)給減速電機(jī)發(fā)出信號(hào)，減速電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輸送小車3返回到A端工位；此時(shí)一個(gè)循環(huán)結(jié)束。

6 結(jié) 語

倍速移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過在輸送軌道線中部設(shè)置一個(gè)中轉(zhuǎn)提升架，在輸送小車運(yùn)送工件的往復(fù)移動(dòng)過程中。從輸送小車一端提升工件，放置小車另一端，就可以達(dá)到運(yùn)送工件的速度提高1倍的作用，因此本機(jī)構(gòu)不必通過改變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來提高輸送小車的速度，不僅有效地控制了生產(chǎn)成本，而且降低了機(jī)件的磨損率，延長(zhǎng)了使用壽命，本倍速移動(dòng)機(jī)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、安裝方便、運(yùn)行平穩(wěn)、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn):

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