一種汽車減震器活塞桿自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)*

王宇鋼，李海川

(遼寧工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院,遼寧 錦州 121001)

0 引言

活塞桿是支持活塞做功的連接部件，大部分應(yīng)用在油缸、氣缸運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件中，是一個(gè)運(yùn)動(dòng)頻繁、技術(shù)要求高的運(yùn)動(dòng)部件[1]。汽車減震器活塞桿的上料方式主要有人工手動(dòng)式、半自動(dòng)式和全自動(dòng)式。全自動(dòng)式上料可大大節(jié)省人力、提高生產(chǎn)效率，已越來(lái)越多地得到應(yīng)用。目前，已有的細(xì)長(zhǎng)桿類零件的自動(dòng)上料裝置主要由氣缸、機(jī)架、上料盤、傳送帶等組成，依靠氣缸的帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)桿類零件的直線運(yùn)動(dòng)[2]。但是，氣動(dòng)式自動(dòng)上料裝置對(duì)于氣缸的可靠性要求高，氣缸運(yùn)動(dòng)精度難以保證，生產(chǎn)和準(zhǔn)備壓縮空氣噪聲大、費(fèi)用高，因此在使用過(guò)程中受到一定限制。為滿足市場(chǎng)和行業(yè)發(fā)展的需求，設(shè)計(jì)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車減震器活塞桿自動(dòng)上料裝置。

1 自動(dòng)上料裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

汽車減震器活塞桿自動(dòng)上料裝置如圖1所示。該裝置包括機(jī)架、上料盤、葉片式帶輪、落料盤、傳送帶機(jī)構(gòu)以及固定在機(jī)架底部的步進(jìn)電機(jī)。上料盤設(shè)置在機(jī)架上，傳送帶位于上料盤的一側(cè)，在葉片式送料帶輪和傳送帶之間設(shè)有落料盤，落料盤底部與機(jī)架連接，活塞桿在上料盤下端角槽內(nèi)定位，角槽中部開有缺口，使葉片式帶輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中葉片與活塞桿接觸時(shí)不與角槽發(fā)生干涉；落料盤中部開有缺口，使葉片式帶輪的葉片在與活塞桿分離的同時(shí)通過(guò)落料盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

1.2 工作原理

自動(dòng)上料裝置工作時(shí)，定位于上料盤下端角槽內(nèi)的活塞桿在葉片式帶輪的葉片推力及自身重力的共同作用下滑進(jìn)送料帶輪葉片根部并與帶輪一起旋轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)落料盤位置時(shí)，活塞桿在慣性力作用下從葉片根部滑出落到落料盤，并從落料盤滑到傳送帶上，經(jīng)傳輸帶輸送至目標(biāo)位置。為實(shí)現(xiàn)活塞桿上料的智能化和自動(dòng)化，在傳送帶上設(shè)有無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)，作為步進(jìn)電機(jī)完成一次精確行程的零位。當(dāng)一個(gè)活塞桿零件經(jīng)過(guò)該開關(guān)時(shí)，無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)自動(dòng)檢測(cè)并向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送“動(dòng)作”信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)收到無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)電磁信號(hào)，開始下一次上料運(yùn)動(dòng)[3]。

1-上料盤；2-機(jī)架；3-步進(jìn)電機(jī)；4-傳送帶機(jī)構(gòu)；5-落料盤；6-葉片式帶輪；7-無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)

2 自動(dòng)上料裝置的特點(diǎn)

圖2為汽車減震器活塞桿自動(dòng)上料裝置三維結(jié)構(gòu)圖。

1-上料盤；2-機(jī)架；3-步進(jìn)電機(jī)；4-落料盤；5-葉片式帶輪；6-傳送帶機(jī)構(gòu)；61-伺服電機(jī)；62-主動(dòng)輪；63-皮帶輥；64-傳送帶；65-轉(zhuǎn)軸；66-從動(dòng)輪；67-皮帶

2.1 葉片式帶輪傳送機(jī)構(gòu)[4]

自動(dòng)上料裝置工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)葉片式帶輪旋轉(zhuǎn)。葉片橫截面為錐形結(jié)構(gòu)，可有效減小活塞桿與葉片間的摩擦及碰撞，平順地帶動(dòng)活塞桿滑進(jìn)送料帶輪葉片根部并最終滑入落料盤。

由于傳送工件為活塞桿，質(zhì)量較小，且上料葉片式帶輪工作轉(zhuǎn)速較低，因此，步進(jìn)電機(jī)與葉片式帶輪輪軸通過(guò)三角帶傳動(dòng)。用三角帶傳動(dòng)時(shí)，帶與輪接觸良好，傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖吸振、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便。三角帶傳動(dòng)適用于中心距較短和較大傳動(dòng)比(7左右)的場(chǎng)合，在垂直和傾斜的傳動(dòng)中也能較好工作。

2.2 傳送帶機(jī)構(gòu)[5-6]

傳送帶機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、兩根轉(zhuǎn)軸、兩根皮帶輥、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、皮帶與傳送帶，伺服電機(jī)固定安裝在機(jī)架底部，兩根轉(zhuǎn)軸相互平行并與機(jī)架之間通過(guò)軸承活動(dòng)連接，兩根皮帶輥分別固定套裝在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸上，兩根皮帶輥之間通過(guò)傳送帶連接，主動(dòng)輪安裝在伺服電機(jī)的輸出軸上，從動(dòng)輪安裝在其中一根轉(zhuǎn)軸的端部，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間通過(guò)皮帶連接。當(dāng)活塞桿從落料盤滾落到傳動(dòng)帶上后通過(guò)該裝置傳動(dòng)到下一道工序的工作臺(tái)上，使活塞桿在不同的工序之間傳送更加流暢，提高了工作效率。

2.3 行程的精確控制

步進(jìn)電機(jī)完成一次精確行程的定位過(guò)程為：傳送帶機(jī)構(gòu)上設(shè)有無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)，無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)固定安裝在傳動(dòng)帶一側(cè)的機(jī)架上，當(dāng)一根活塞桿經(jīng)過(guò)無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)時(shí)，該行程開關(guān)計(jì)數(shù)并發(fā)出電磁信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)接收信號(hào)后開始下一次的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了活塞桿上料的智能性、連續(xù)性。

3 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)的汽車減震器活塞桿自動(dòng)上料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)智能化、全自動(dòng)化上料，適用于活塞桿和細(xì)小軸類零件的規(guī)模制造中的上料操作。該裝置用于活塞桿零件上料，可有效提高工作效率，降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。