一種全自動螺釘彈墊套裝機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用

摘 要：柴油機(jī)裝配生產(chǎn)線需要大量使用螺釘套裝墊片合件，人工套裝螺釘彈墊效率低、工人勞動強(qiáng)度大。為了解決這個問題研發(fā)了一種全自動螺釘彈墊套裝機(jī)，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)每小時套裝3500件螺釘套裝墊片合件，效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

關(guān)鍵詞：螺釘彈墊；套裝機(jī)；全自動；姿態(tài)調(diào)整；振動盤

中圖分類號：TQ560.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0234-01

引 言

我公司在柴油機(jī)制造過程中大量使用螺釘加彈簧墊圈進(jìn)行裝配，彈簧墊片的套裝數(shù)量大，裝配工人勞動強(qiáng)度大、效率低，影響裝配速度。為了快速準(zhǔn)確的進(jìn)行螺釘墊片的自動裝配，研發(fā)了該款全自動螺釘墊片套裝機(jī)。

1 螺釘彈墊套裝機(jī)的工作原理

電磁振動盤是一種自動組裝或自動加工機(jī)械的輔助送料設(shè)備。它能把各種產(chǎn)品有序地排列出來，配合自動組裝設(shè)備將產(chǎn)品各個部位組裝起來成為完整的一個產(chǎn)品，或者配合自動加工機(jī)械完成對工件的加工。

該設(shè)備通過電磁振動盤將螺釘單個排列輸送并進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，然后通過滑道輸送到螺釘配送盤。墊片通過墊片振動盤裝置將墊片單個輸送并保持特定姿態(tài)將墊片通過輸送軌道輸送到配送盤套裝工位。螺釘和墊片在配送工位套裝后隨著配送盤的旋轉(zhuǎn)利用切線軌道完成下線。由于該機(jī)可以制作成適應(yīng)不同規(guī)格螺釘?shù)臋C(jī)構(gòu)，下面以M10螺釘彈墊的套裝進(jìn)行介紹。

1.1 螺釘震動送料機(jī)構(gòu)

通過電磁振動盤將螺釘進(jìn)行分揀。將批量螺釘放入振動盤內(nèi)，開啟振動盤，螺釘隨著振動盤的高頻振動將螺釘通過螺旋槽進(jìn)行提升并輸送到螺釘輸送軌道前端。

1.2 螺釘姿態(tài)調(diào)整及輸送

電磁振動盤將螺釘輸送到螺釘輸送軌道前端后，通過軌道前端缺口，將正確姿態(tài)（螺釘頭朝向振動盤）的螺釘送入螺釘滑道。多余的和姿態(tài)錯誤的螺釘通過滑道前端的缺口重新掉入振動盤進(jìn)入下一輪輸送。螺釘進(jìn)入滑道后由振動盤傳遞的震動和自重驅(qū)動螺釘沿著軌道輸送，最后到達(dá)配送盤配送工位。

1.3 彈墊震動送料機(jī)構(gòu)

彈墊的分揀也是利用電磁振動盤將彈墊進(jìn)行分揀。與螺釘分揀不同的是在電磁振動盤螺旋軌道的出口設(shè)置了節(jié)流口。節(jié)流口的作用是保證一次只能通過一個彈墊，其余彈墊墜落到下層螺旋軌道繼續(xù)輸送，為墊片的姿態(tài)調(diào)整做準(zhǔn)備。

1.4 彈墊的姿態(tài)調(diào)整及輸送

為了使套裝裝置能夠?qū)|片準(zhǔn)確無誤的套裝在螺釘上，需要在墊片在輸送時就將墊片調(diào)整到套裝姿態(tài)并保持姿態(tài)。彈墊既不能疊加也不能轉(zhuǎn)動。通過對墊片結(jié)構(gòu)的分析，在經(jīng)過多次試驗最后設(shè)計出了彈墊姿態(tài)調(diào)整及輸送裝置。該裝置利用彈墊兩側(cè)高度差，設(shè)計了帶臺階的輸送軌道，彈墊在軌道內(nèi)開口側(cè)高于軌道面卡在軌道上端面的缺口處以保證彈墊在軌道中不能發(fā)生旋轉(zhuǎn)，軌道的高度只能允許單個彈墊進(jìn)入保證了彈墊在運(yùn)輸中不會疊加。由于軌道口的導(dǎo)向軌道制作的比較窄，來不及進(jìn)入軌道而擁擠在軌道口的彈墊墊片通過擠推而掉入振動盤。進(jìn)入軌道的彈墊在振動盤的振動力驅(qū)使下在軌道中滑動，最后到達(dá)螺釘彈墊套裝工位（見圖1～4）。

1.5 螺釘墊片套裝裝置

套裝裝置由螺釘配送盤、螺釘狀態(tài)保護(hù)欄、套裝工位和螺釘合件下線工位組成。

配送盤圓周十二等分加工出圓形槽孔（以M10螺釘為例為？準(zhǔn)10）用來豎直放置螺釘。為了可以套裝長度不同的螺釘，中間旋轉(zhuǎn)軸制成空心結(jié)構(gòu)，通過手柄調(diào)整拉動軸心的螺栓，螺栓連接旋轉(zhuǎn)盤可以使旋轉(zhuǎn)盤升降。在螺釘軌道末端通過配送盤的旋轉(zhuǎn)軌道上的螺釘進(jìn)入卡槽。螺釘隨著配送盤的旋轉(zhuǎn)將其輸送到套裝工位，剩余軌道的螺釘留在軌道上，等待下一個卡槽。為了保護(hù)螺釘不會在配送盤上旋轉(zhuǎn)時掉落，在螺釘輸送側(cè)圓弧邊緣設(shè)置了弧形保護(hù)欄，保證螺釘不會掉落且一直處于垂直狀態(tài)以便進(jìn)行順利的套裝。螺釘?shù)竭_(dá)套裝工位后和處于套裝工位的彈簧墊片（軌道傾斜20°）進(jìn)行套裝，套裝后隨著配送盤螺釘?shù)男D(zhuǎn)將彈簧墊片由墊片軌道進(jìn)行輸送。墊片軌道末端做成與配送盤相切的形狀使螺釘彈墊合件順利從配送盤下線，并在下線后在軌道滑移，依靠自重將彈墊套到螺釘根部，最后合件掉入零件收集箱。該配送盤上下可以調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)配送盤的高度可以適應(yīng)長度在20～80mm的螺釘。

2 機(jī)床的控制

此設(shè)備主要通過兩個振動盤的調(diào)節(jié)器配合完成螺栓、墊片的控制。通過全波/半波切換開關(guān)進(jìn)行震幅的調(diào)整，速度旋鈕順時針方向調(diào)節(jié)振幅變大，反之變小。電氣控制盒連接振動盤電氣插頭，接通電源，打開開關(guān)，緩慢轉(zhuǎn)動電位器，逐漸達(dá)到需要的送料數(shù)量即可。最后要注意的是在開機(jī)前一定要將電位器調(diào)至最低值，以免損壞控制器中的可控硅。配送盤驅(qū)動電機(jī)功率低僅4W，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（5r/min），可實(shí)現(xiàn)3500件/h的套裝速度。配送盤轉(zhuǎn)速低安全節(jié)能。

3 機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用效果

該機(jī)床具有以下顯著特點(diǎn)：

（1）設(shè)備部件少，成本低；

（2）套裝準(zhǔn)確度高，速度快，適合大批量使用螺釘彈墊合件的場合；

（3）柔性好，可以適應(yīng)不同長度規(guī)格的螺釘；

（4）通過改變軌道和配送盤尺寸可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)種類螺釘彈墊的套裝；

（5）配送盤轉(zhuǎn)速低、功率小安全可靠；

（6）電氣控制部分簡單易操作。

這個設(shè)備已經(jīng)成功投入到我公司柴油機(jī)裝配線的使用中，每小時可自動套裝3500套螺釘彈墊合件，替代了2～3人的勞動，減輕了生產(chǎn)工人的勞動強(qiáng)度，提高了勞動生產(chǎn)率。生產(chǎn)車間對該設(shè)備評價很高。

參考文獻(xiàn)

[1]濮良貴，繼明剛.機(jī)械設(shè)計（第八版）.北京：高等教育出版社，2006，5.

[2]胡 兵.電磁振動盤的應(yīng)用探討.現(xiàn)代制造，2016（6）：36～37.

收稿日期：2018-4-14

作者簡介：衡紅星（1991-），男，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，主要研究方向為機(jī)械設(shè)備的維修與改造。