張 平

(普友機電設(shè)備有限公司, 天津 300350)

1 倍速移動機構(gòu)技術(shù)難點概述[1]

隨著我國經(jīng)濟的不斷迅猛發(fā)展，在制造業(yè)中大量采用自動化生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，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)濟效益。在設(shè)計生產(chǎn)線時，有時兩個工位之間的距離較遠，工件從一個工位轉(zhuǎn)移到另一個工位上，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)對驅(qū)動機構(gòu)要求較高從而增加生產(chǎn)成本；

(2)危險系數(shù)大，不安全，停車時由于慣性的影響，工件容易向前移動，使工件不能到達預定位置，并且極易導致生產(chǎn)事故的發(fā)生；

(3)由于運行速度提高，機件極易磨損，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。

針對以上問題，筆者設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低的倍速移動機構(gòu)，在不增加工件輸送速度的情況下，通過這個機構(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，行程所需要的時間為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，按原機構(gòu)，所需要的時間為2T。如果不改變驅(qū)動機構(gòu)的話，即不改變工件的移動速度，如何才能將工件在T時間內(nèi)移送2L的距離，可在A、C的中間即B的位置增加一個中轉(zhuǎn)提升裝置，并將輸送小車加長至A、B工位的長度，通過這個中轉(zhuǎn)裝置和加長輸送小車，輸送小車只在A、B工位之間運行，即：輸送小車及工件只要走AC距離的一半，就可以在T時間內(nèi)將工件從A位置輸送到C位置(即移動2L的距離)。由此，起到了倍速移動的效果。

3 速度倍增機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)組成

此速度倍增機構(gòu)主要由軌道支架，輸送小車，動力裝置，安裝支架及提升機構(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軌；3為輸送小車，它可以在軌道上往復運行；4是托盤和工件，它放在輸送小車上，可隨輸送小車一起運行；5是減速電機，它安裝在輸送小車的底部；6是直齒輪，它安裝在減速電機的輸出軸上，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5驅(qū)動下，齒輪6通過與齒條7嚙合，驅(qū)動輸送小車載著托盤和工件4可以在軌道2上往復運行；在軌道支架中間位置，橫跨軌道支架的地面上固定有一個提升安裝架10，在提升安裝架頂部，安裝有一個垂直向下的氣缸9，氣缸的活塞桿一端安裝了一個提升架11，提升架的下端裝有4個托板，在氣缸的帶動下，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稱均布安裝有兩個升降導向柱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的啟動、停止及氣缸的升降。

圖1 速度倍增機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1.軌道支架 2.導軌 3.輸送小車 4.托盤及工件 5.減速電機 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.導向柱 13.接近開關(guān)及支架

4 主要設(shè)計參數(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，所需時間為3 s；

④ 在C工位，從輸送小車上取走工件所需的時間為6 s；

⑤ 提升氣缸從輸送小車托起工件所需的的時間為5 s(與④同步)；

⑥ 輸送小車從B工位返回A工位所需時間為3s。

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

(5) 提升動力為氣缸，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，與此同時，提升氣缸下降，接近開關(guān)給減速電機5發(fā)出一個啟動信號，減速電機啟動，驅(qū)動輸送小車3載著工件及托盤4移送至B端工位；這時C工位的接近開關(guān)發(fā)出信號，減速電機停止運轉(zhuǎn)，這時，提升氣缸9接到電信號后上升，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)給減速電機發(fā)出信號，減速電機反向運轉(zhuǎn)，驅(qū)動輸送小車3返回A端工位；這時A端工位上的接近開關(guān)發(fā)出信號，第二個工件及托盤4移送至輸送小車3左端，與此同時，提升氣缸9接到信號后下降，通過提升架11，將第一個工件及托盤4放到輸送小車3右端，這時輸送小車3上左右兩端各有一個工件及托盤。提升安裝架上的近開關(guān)發(fā)出信號，減速電機啟動，驅(qū)動輸送小車3載著兩個工件及托盤4向右移動，輸送小車3上左端的第二個工件及托盤4移送至B端工位，輸送小車右端的第一個工件及托盤4移送至C端工位；這時C工位的接近開關(guān)發(fā)出信號，減速電機停止運轉(zhuǎn)，與此同時，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)給減速電機發(fā)出信號，減速電機反向運轉(zhuǎn)，驅(qū)動輸送小車3返回到A端工位；此時一個循環(huán)結(jié)束。

6 結(jié) 語

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

參考文獻:

[1] 任永揚.增速輸送鏈在生產(chǎn)線上的應用[J].通信與廣播電視,1996(4):95-100.

[2] 宋偉剛.帶式輸送機的發(fā)展與評述[J].物料搬運與分離技術(shù),1998(2):34-43.

[3] 全燕鳴.機械制造自動化[M].廣州：華南理工大學出版社,2008.