活塞環(huán)一道環(huán)與二道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置設(shè)計(jì)

摘要： 為了提高內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)裝配精度及效率，設(shè)計(jì)七工位活塞自動(dòng)裝環(huán)機(jī)，活塞環(huán)一道環(huán)與二道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置是該設(shè)備的一個(gè)工位，在該工位上完成一道環(huán)和二道環(huán)的分別夾取，提高了分料速度，減少了設(shè)備占地面積;實(shí)現(xiàn)了一道環(huán)和二道環(huán)的自動(dòng)組裝，裝配精度高，生產(chǎn)效率大幅提升。

Abstract： In order to improve the accuracy and efficiency of the piston ring assembly of internal combustion engines， a seven-station piston automatic ring assembly machine is designed. The automatic distribution and assembly device for the first ring and the second ring of the piston ring is a station of the equipment， and one station is completed at this station. The separate clamping of the ring and the second ring increases the speed of distributing materials and reduces the equipment area; the automatic assembly of the first ring and the second ring is realized， the assembly accuracy is high， and the production efficiency is greatly improved.

關(guān)鍵詞： 活塞組件;一道環(huán);二道環(huán);自動(dòng)分料;自動(dòng)組裝

Key words： piston assembly;one ring;two rings;automatic material distribution;automatic assembly

中圖分類號(hào)：U262.9+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0012-02

0? 引言

活塞組件中一道環(huán)、二道環(huán)裝配多為人工手動(dòng)分料，借助套筒工裝將一道環(huán)、二道環(huán)擴(kuò)張內(nèi)徑后套入活塞的第一道環(huán)槽和第二道環(huán)槽，效率低，裝配質(zhì)量不穩(wěn)定。近幾年有廠家開發(fā)出一道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置、二道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置，提高了一道環(huán)、二道環(huán)自動(dòng)化裝配水平，但是存在著設(shè)備集成度不高、換品種時(shí)更換工裝數(shù)量多等缺點(diǎn)。針對以上現(xiàn)狀及市場需求，開發(fā)集成度高、換品種操作簡單的一道環(huán)與二道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置。

1? 技術(shù)方案

1.1 一道環(huán)與二道環(huán)分料裝置設(shè)計(jì)技術(shù)方案? 一道環(huán)和二道環(huán)分別放置在一道環(huán)存料柱和二道環(huán)存料柱上，一道環(huán)存料柱和二道環(huán)存料柱安裝在同一平臺(tái)上，當(dāng)夾取一道環(huán)存料柱上的一道環(huán)時(shí)，采用舉升板對二道環(huán)存料柱上的二道環(huán)進(jìn)行托起避讓。

1.2 一道環(huán)與二道環(huán)組裝裝置設(shè)計(jì)技術(shù)方案? 拾取部件包括夾緊組件和阻擋組件，通過夾緊組件和阻擋組件的配合，當(dāng)夾緊組件擴(kuò)張一道環(huán)或二道環(huán)的開口端時(shí)，阻擋組件同時(shí)向后移動(dòng)，既能擴(kuò)張一道環(huán)或二道環(huán)的內(nèi)徑，又能保證一道環(huán)或二道環(huán)的中心不變，拾取部件下移到活塞頭部第一道環(huán)槽或第二道環(huán)槽對應(yīng)的高度，夾緊組件相互靠近，將一道環(huán)或二道環(huán)裝入對應(yīng)的第一道環(huán)槽或第二道環(huán)槽中，拾取部件上移離開活塞，再水平移到一道環(huán)與二道環(huán)分料裝置公用承載臺(tái)上部，準(zhǔn)備拾取承載臺(tái)上的一道環(huán)或二道環(huán)。

2? 設(shè)備構(gòu)造

2.1 一道環(huán)與二道環(huán)分料裝置設(shè)計(jì)說明? 如圖1～圖4所示，一道環(huán)與二道環(huán)分料裝置包括平臺(tái)100，安裝在平臺(tái)上表面的一道環(huán)存料柱200和二道環(huán)存料柱300，設(shè)置在二道環(huán)存料柱下部且能夠上下運(yùn)動(dòng)的舉升板410以及能夠夾緊一道環(huán)與二道環(huán)且沿平臺(tái)長邊方向運(yùn)動(dòng)的夾爪540。設(shè)置在平臺(tái)之下的夾取裝置500包括沿平臺(tái)長邊方向設(shè)置的電缸510、與電缸的移動(dòng)端固定連接且豎向設(shè)置的第三升降氣缸520、與第三升降氣缸的移動(dòng)端固定連接且橫向設(shè)置的雙向氣缸530，夾爪540分別與雙向氣缸的兩個(gè)工作部固定連接。多個(gè)一道環(huán)套放在一道環(huán)存料柱上，最下層的一道環(huán)與平臺(tái)的上表面接觸，夾爪540將最下層的一道環(huán)夾緊后，帶動(dòng)一道環(huán)沿著平臺(tái)的長邊方向移動(dòng)，此時(shí)一道環(huán)在平臺(tái)的上表面滑動(dòng)，途中會(huì)經(jīng)過第二存料柱的底部。二道環(huán)存料柱上放置二道環(huán)，最下層的二道環(huán)與平臺(tái)的上表面接觸，會(huì)阻擋一道環(huán)的運(yùn)動(dòng)，通過舉升板將二道環(huán)存料柱上的所有二道環(huán)托舉起來，對一道環(huán)進(jìn)行避讓，此時(shí)夾爪能夠順利地將一道環(huán)運(yùn)送至公用承載臺(tái)上。待一道環(huán)通過之后，舉升板降落，二道環(huán)與平臺(tái)的上表面直接接觸，夾爪可以夾緊最下層的二道環(huán)，并將二道環(huán)運(yùn)送至公用承載臺(tái)上。一道環(huán)存料柱200的底部和二道環(huán)存料柱300的底部設(shè)置了一道環(huán)定位板210和二道環(huán)定位板310，定位板的底面與平臺(tái)的上表面的間距大于一個(gè)環(huán)的高度且小于兩個(gè)環(huán)的高度。如圖4所示，舉升板410包括位于二道環(huán)定位板兩側(cè)且水平設(shè)置的第一舉升板411和第二舉升板412，設(shè)置在平臺(tái)下部的第一升降氣缸和第二升降氣缸的移動(dòng)端與第一舉升板411和第二舉升板412的底面固定連接。第一舉升板和第二舉升板的一側(cè)均具有與所述缺口的形狀對應(yīng)的突出部位，第一舉升板的突出部位為第一突出部位411-1，第二舉升板的突出部位為第二突出部位412-1。當(dāng)一道環(huán)存料柱和二道環(huán)存料柱上分別疊放多個(gè)一道環(huán)與二道環(huán)時(shí)，最下層的環(huán)的上表面應(yīng)低于定位板的下表面，而第二層環(huán)的內(nèi)徑面應(yīng)能夠與定位板的圓弧面相貼合，使得定位板能夠?qū)Φ诙迎h(huán)進(jìn)行定位，當(dāng)最下層環(huán)被夾爪夾走之后，第二層環(huán)能夠順著定位板的圓弧面以及導(dǎo)向板向下滑動(dòng)，最終落到平臺(tái)上。

2.2 一道環(huán)與二道環(huán)組裝裝置設(shè)計(jì)說明? 如圖5所示，一道環(huán)與二道環(huán)組裝裝置包括能夠進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的連接板600、升降電缸610，以及與連接板固定連接的頂緊組件800和開環(huán)組件900，頂緊組件包括用于頂緊一道環(huán)與二道環(huán)的開口對側(cè)且能夠進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)的阻擋組件810，開環(huán)組件包括能夠進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)的雙向電缸910以及分別與雙向電缸的兩個(gè)移動(dòng)端固定連接的夾緊組件911，氣缸920的移動(dòng)端與雙向電缸910固定連接，且固定端連接到連接板600的一側(cè)，開環(huán)組件還包括升降氣缸930，升降氣缸930的移動(dòng)端與氣缸920的固定端固定連接，且固定端與連接板600固定連接，沿左右方向設(shè)置的電缸620的移動(dòng)端與電缸610的固定端固定連接。電缸620帶動(dòng)電缸610和連接板沿左右方向移動(dòng)，其作用在于將夾緊組件和頂緊桿移動(dòng)至一道環(huán)與二道環(huán)分料裝置的承載臺(tái)120上部，夾緊單個(gè)一道環(huán)與二道環(huán)，完成上料。

一道環(huán)與二道環(huán)組裝裝置通過夾緊組件911分別夾緊一道環(huán)與二道環(huán)的兩個(gè)開口端并相互遠(yuǎn)離，將環(huán)的開口撐開，且同時(shí)阻擋組件810能夠向遠(yuǎn)離夾緊組件的一側(cè)移動(dòng)使一道環(huán)與二道環(huán)保持為圓環(huán)形，連接板600向下移動(dòng)且夾緊組件相互靠近能夠?qū)⒁坏拉h(huán)與二道環(huán)套裝在活塞的第一道環(huán)槽和第二道環(huán)槽內(nèi)。當(dāng)夾緊組件相互靠近，一道環(huán)與二道環(huán)的內(nèi)徑收縮時(shí)，氣缸820帶動(dòng)阻擋組件向靠近夾緊組件的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，防止一道環(huán)與二道環(huán)掉落。

通過夾緊組件與阻擋組件的配合，夾緊組件擴(kuò)張活塞環(huán)的開口端時(shí)，阻擋組件同時(shí)向后移動(dòng)，既能擴(kuò)張環(huán)的內(nèi)徑，又能保證環(huán)的中心不變，能夠很方便的套入活塞的頭部，此時(shí)連接板600帶動(dòng)頂緊組件800和開環(huán)組件900向下移動(dòng)，當(dāng)一道環(huán)與二道環(huán)移動(dòng)到活塞第一道環(huán)槽與第二道環(huán)槽相同的高度時(shí)，夾緊組件相互靠近，將一道環(huán)與二道環(huán)安裝至活塞第一道環(huán)槽與第二道環(huán)槽中，實(shí)現(xiàn)了一道環(huán)與二道環(huán)的自動(dòng)組裝，組裝效率高，組裝精度和一致性好。如圖6所示，夾緊組件包括與雙向電缸的移動(dòng)端固定連接的連接塊911-1，連接塊靠近阻擋組件810的一側(cè)開設(shè)有沿前后方向設(shè)置的V型卡槽911-2，兩個(gè)V型卡槽具有較大開口的一端朝向相反的方向設(shè)置。V型卡槽橫向設(shè)置，兩個(gè)V型卡槽開口較大的一端具有相反的朝向，一道環(huán)與二道環(huán)的兩個(gè)缺口端分別放置在兩個(gè)V型卡槽中，能夠?qū)崿F(xiàn)對一道環(huán)與二道環(huán)的開口進(jìn)行擴(kuò)張。

3? 結(jié)論

活塞環(huán)一道環(huán)與二道環(huán)自動(dòng)分料及組裝裝置應(yīng)用在七工位活塞自動(dòng)裝環(huán)機(jī)上，與活塞上下料裝置、噴碼裝置、襯環(huán)分料及組裝裝置、刮片環(huán)分料及組裝裝置、視覺檢查裝置、活塞上下料輸送機(jī)無縫集成，設(shè)備占地面積小，自動(dòng)化程度高，提高了活塞環(huán)裝配精度及效率，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器換人”的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊編委會(huì).現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊

[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]李明記，朱英輝，劉玉啟，安靜.發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)自動(dòng)化裝配設(shè)備的研制[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2019（05）：138-141.

[5]張青松，陳水林，沈利，程從科，張斌，管秀峰.活塞上部環(huán)分料、組裝裝置：CN 111390523 B[P].2021-05-14.