向光祥

（宜昌長(zhǎng)機(jī)科技有限責(zé)任公司，湖北 宜昌443003）

一種新型強(qiáng)力抓料料爪的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

向光祥

（宜昌長(zhǎng)機(jī)科技有限責(zé)任公司，湖北 宜昌443003）

為工業(yè)自動(dòng)線設(shè)計(jì)強(qiáng)力抓料料爪，料爪采用V槽定位，可調(diào)液壓夾緊。分析強(qiáng)力抓料料爪結(jié)構(gòu)及原理，確定活塞行程及油缸長(zhǎng)度，確定料爪的夾緊力。該強(qiáng)力抓料料爪精度穩(wěn)定可靠，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，方便自動(dòng)裝夾，市場(chǎng)前景廣闊。

抓料料爪；結(jié)構(gòu)；原理

抓料料爪是工業(yè)自動(dòng)線和機(jī)器人上抓取零件的一個(gè)重要部件，隨著汽車(chē)、摩托車(chē)、電子、軍工、航天等行業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)各種數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化也提出了更高的要求，抓料料爪作為自動(dòng)化功能的一個(gè)重要部件，在機(jī)床的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品升級(jí)改造中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械等行業(yè)，零件的重量大并且要求抓取后運(yùn)動(dòng)速度快、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，就必須要求抓料料爪力量大，抓取時(shí)的接觸精度高，為解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型強(qiáng)力抓料料爪，該抓料料爪已被廣泛應(yīng)用。

1 結(jié)構(gòu)原理介紹

圖1為抓料料爪結(jié)構(gòu)圖[1-2]，用于對(duì)工件1的抓取，其結(jié)構(gòu)組成有：定位軸承2、油孔3、支座4、油孔5、法蘭 6、漲緊套 7、連接板 8、料爪 9、齒輪軸 10、活塞11；料爪9共四件，每件上面均設(shè)有V槽，利用兩個(gè)料爪9上的V槽對(duì)工件1的外圓進(jìn)行定位并抓取，漲緊套7用于調(diào)整料爪9與齒輪軸10的位置關(guān)系，活塞11上有齒條與齒輪軸10相嚙合；活塞11的移動(dòng)帶動(dòng)齒輪軸10的旋轉(zhuǎn)，齒輪軸10的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)料爪9旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)其松開(kāi)和夾緊，料爪9松開(kāi)的角度取決于活塞11移動(dòng)的位置；當(dāng)油孔5進(jìn)油時(shí)、油孔3回油，活塞11向左移動(dòng)到底的位置為料爪9松開(kāi)的位置，通過(guò)調(diào)整漲緊套7使料爪9處于圖中的松開(kāi)位置，當(dāng)油孔3進(jìn)油時(shí)、油孔5回油，活塞11向右移動(dòng)，通過(guò)齒輪軸10的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)料爪9旋轉(zhuǎn)夾緊工件1，此時(shí)活塞11與法蘭6之間約有5 mm的距離，確保料爪9有效地夾緊工件1.

圖1 抓料料爪結(jié)構(gòu)圖

2 活塞行程及油缸長(zhǎng)度的確定

活塞11在支座4上的油缸行程是夾緊工件1的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)時(shí)料爪9松開(kāi)、夾緊旋轉(zhuǎn)的角度為90°，齒輪軸10參數(shù)為M=1 mm、Z=28，活塞11的厚度為H=26 mm，工件1夾緊時(shí)活塞11與法蘭6之間的距離約M=5 mm.

（1）支座4上的活塞行程

（2）支座4上的油缸長(zhǎng)度:

L1=L+H=27+26=53 mm

3 夾緊力的確定[3]

圖1中抓料料爪所能抓取工件1的重量取決于料爪9夾緊力的大小，為確保整個(gè)抓料機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證抓料料爪的夾緊力大于所抓取工件重量的兩倍。圖1中抓料料爪機(jī)構(gòu)采用液壓供油夾緊工件1，液壓油最大壓強(qiáng)為6 MPa并且供油壓力連續(xù)可調(diào)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)夾緊工件壓強(qiáng)P=3 MPa，工件1夾緊時(shí)油孔3進(jìn)油、油孔5回油，活塞直徑D=60 mm，活塞直徑導(dǎo)桿d=50 mm，齒輪軸10參數(shù)為M=1 mm、Z=28，工件1夾緊點(diǎn)到齒輪軸10的力臂L=108 mm.

（1）活塞11的推力F1

（2）料爪對(duì)工件1的夾緊力F2

根據(jù)杠桿平衡計(jì)算公式：

F2×L=F1×F2=339.16 N

（3）根據(jù)汽車(chē)、摩托車(chē)、電子、軍工、航天等行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用情況，工件最大質(zhì)量一般不大于15 kg，其重量G=mg=147 N，根據(jù)計(jì)算結(jié)果F2＞2G，完全能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐理論分析及實(shí)際應(yīng)用證明，該強(qiáng)力抓料料爪結(jié)構(gòu)新穎，工件夾緊方便，定位穩(wěn)定可靠，應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐后，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，方便了工件的自動(dòng)裝夾，此強(qiáng)力抓料料爪必有廣闊的市場(chǎng)前景。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化工工業(yè)出版社，2008.

[2]蔡光耀.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京:北京工業(yè)出版社，1990.

[3]戴 曙.金屬切削機(jī)床[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

Design of a New Type of Forceful Gripper

XIANG Guang-xiang
（Yichang Changjiang Machine Technology Co.，Ltd.，Yichang Hubei 443003，China）

Design the forceful gripper for industrial automatic line.The gripper positioned by V shaped groove，hydraulic clamping adjustable.Analysis structure and principle of the forceful gripper，to determine the piston stroke and cylinder length and clamping force of clamping jaw.The forceful gripper has stable reliable accuracy.Which has advantage of reduce worker labor intensity and easy to assemble and possesses very broad development prospect.

gripper；structure；principle

TH122

B

1672-545X（2017）09-0163-02

2017-06-26

向光祥（1971-），男，湖北五峰人，高級(jí)工程師，本科，長(zhǎng)期從事機(jī)床設(shè)計(jì)工作。