摆杆式送料机构设计

2 0 1 4年7月

安阳工学院学报

J u 1 . 2 01 4

第1 3卷第4期(总第 7 0期)

J o u r n a l o f A n y a n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

V o 1 . 1 3 No . 4 ( Ge n . No . 7 0 )

摆杆式送料机构设计平海涛，姬鹏飞( 1 .高平集团有限公司，河南平顶山 4 6 7 0 0 1; 2 .安阳职业技术学院，河南安阳 4 5 5 0 0 0 )摘要：在介绍摆杆式送料机构的原理及主要结构的基础上，对其主要部分进行了分析与计算，给出了送料机构的动作循环以及所运送工件的位移变化规律。经过现场运行测试，所设计的机构动作执行准确，运动平稳，可以实现预定功能。 关键词：摆杆式；送料机构；力学分析；机构设计中图分类号： T H1 2 2 文献标志码： A 文章编号： 1 6 7 3— 2 9 2 8{ 2 0 1 4 ) 0 4— 0 0 1 2 - 0 2

组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域 1。其主要组成部分有：多台组合机床、 输送线、送料机构、辅助装置等。其中，送料机构作为自动线重要的组成部分，对整条生产线的效率和可靠性有很大影响。 本文介绍的是应用于成都成工项目的摆杆式送料机构。其主要功能是将工件从流水线运送至机床夹具位置，并在加工完了后将工件从机床搬运回流水线。设计难度在于： 1 )工件为类回转体，重量较大，无法使用机械手等常规方法送料。 2 )送料机构操作空间小，容易与机床、流水等运动干涉。为避免干涉，机构运动过程较复杂。 3 )送料机构必须运动平稳，动作准确。要求工件被搬运至夹具内时基本不需调整即可夹紧。 经过方案论证，该送料机构采用了机构叠加组合的创新方法，模拟人力搬运工件的过程与动作。 1机构的总体设计方案机构叠加组合是在一个基本机构的可动构件上安装一个以上基本机构的组合方式。支撑其他机构的基本机构为基础机构；安装在基础机构可动构件上的基本机构成为附加机构。 如图 1所示，该送料机构由三个机构叠加而成。分别为水平运动机

构、升降运动机构、和摆杆机构。 水平运动机构为基础机构，升降运动机构、和摆杆机构跟随其水平运动。其使用直线导轨导向 和支撑，使用液压缸驱动支撑板 1 (活动构件 )水平

运动。升降机构安装在支撑板 1上。使用导柱导套来导向和支撑，使用液压缸驱动支撑板 2 (活动构件)升降运动。摆杆机构安装在支撑板 2上。摆杆机构采用平行四边形连杆机构。在连杆上固定 v型块实现搬运过程中工件的定位。

1一水平运动机构 2一升降运动机构 3一摆动机构 4一工件

图 1摆杆式送料机构简图

2机构的动作循环

工件到达流水线的预定位置时，按下启动开关，送料机构执行一系列动作，将工件从流水线搬运到夹具 (位于机床工作台)上。为不影响加工， 送料机构完成送料后需返回至原来位置。 该工序加工完了后，控制系统发出指令，夹具松开，送料机构执行动作，将工件从夹具搬运到流水线上。为不影响流水线运行，工件搬运到流水线后送料机构需离开流水线一定距离。 动作循环如图 2所示。 3摆杆机构的设计与计算摆杆机构是送料机构设计的重点。其原理是

收稿日期： 2 0 1 4— 0 3— 0 5

作者简介：平海涛 ( 1 9 8 0一),男，高平集团有限公司工程师，硕士，主要研究方向：电力行业设备制造。

第四期

平海涛，姬鹏飞：摆杆式送料机构设计4 (即原动件 )顺时针及逆时针方向旋转。

1 3

平行四边形连杆机构，如图3所示。机架 1为支撑板2,连架杆 4为原动件，连杆 3为执行构件，工件放置在其上。根据平行四边形原理，中间连杆在

运动过程中始终与机架保持平行，这样就保证了 搬运的稳定性。

杆

图 4机构驱动原理示意图

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一] 上 7

齿条轴直径的确定是摆杆机构设计重点。如图3所示，忽略杆件本身重量及摩擦力的影响，摆杆机构外加载荷仅工件重量 G以及通过齿轮传递的扭矩。由于在搬运工件过程中机构运动缓慢，

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连榘杆 \\ \

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可忽略构件本身惯性力的影响，对机构力学分析可得扭矩 T= G L c o s o t ( L为连架杆 4的长度 )。作用在齿条轴上所需要的驱动力 2 D( D为齿轮的直径)。根

据驱动力 F以及油压的设定值P,最终可以确定齿条轴的直径尺寸。4结论

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机架1

图 3摆杆机构原理图

图示连架杆 4与水平夹角为O Z位置，此为摆杆

机构的左极限位置。当连架杆 4顺时针旋转角度此为摆杆机构的右极限位置。此时工件水平方向被搬运了一段距离。同时，为保证两极限位置工件的高度不变，必须满足￣ h - 1 8 0。 _ 2。 摆杆机构使用液压驱动，齿轮齿条啮合传递扭矩，其原理如图4所示。壳体固定在支撑板上， 壳体内安装有衬套。液压系统的进出油口设置在壳体两端的端盖处。在压力油作用下，齿条轴可以上下移动，驱动齿轮正反转动，进而带动连架杆,

该摆杆式送料机构使用机构叠加组合的创新方法，具有多自由度的运动，可以准确、平稳地实现工件在流水线与机床间的运送，具有较高的重复定位精度和可靠性，且有效 …… 此处隐藏：1483字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……