葉 穗 湯彩萍 黃俊桂

(①常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164；②常州漢隈數(shù)控技術(shù)有限公司，江蘇 常州 213176)

隨著我國重工業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)上對(duì)大型工件的自動(dòng)化加工設(shè)備的需求越來越多。由于工件體積大、重量大，所以對(duì)產(chǎn)品的組線、自動(dòng)輸送等都提出了更高的要求。為大型龍門鏜銑床配套上、下料輸送裝置，使其組成自動(dòng)化生產(chǎn)線，對(duì)提高加工效率、減輕人工勞動(dòng)意義重大。配套完善的大型加工機(jī)床，也必將以高效、高精及高可靠性占領(lǐng)更大的市場(chǎng)。

近年來，國內(nèi)外不少單位開展了各類輸送裝置研究。朱衛(wèi)波等基于輪胎胎坯的物理特性,設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新型的用來輸送胎坯的V型輥道輸送機(jī)[3]。宋尉對(duì)兩種輥道輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了分析,闡述了各自的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了積放輥道輸送機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域[4]。Ganesh S Sinare等基于最小化原理，對(duì)現(xiàn)有輥式輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證[5]。Hongsheng Zhao等基于三相交流電機(jī)的基本原理，設(shè)計(jì)了一種新型輥式輸送裝置，其輥?zhàn)硬粌H起傳動(dòng)和承重的作用，而且還是電動(dòng)機(jī)的子部件[6]。但是，大型龍門鏜銑床坯料具有尺寸大、質(zhì)量大的特點(diǎn)，其上、下料輸送裝置部件及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將受到較大載荷。本文基于前述狀況，提出一種大型方鋁塊輸送裝置的設(shè)計(jì)方案。

1 任務(wù)描述

為某企業(yè)設(shè)計(jì)一種與大型龍門銑床配套的上、下料裝置，用于輸送大型方塊鋁錠，使其形成自動(dòng)化生產(chǎn)線。

大型方塊鋁錠最大尺寸長(zhǎng)×寬×高為7 000 mm×2 000 mm×680 mm，重量可達(dá)25.7 t(7 m×2 m ×0.68 m×2.7×103kg/m3)，要求輸送平穩(wěn)，輸送過程中工件居中性好(便于工件順利通過龍門架并銑削加工)，安裝、維護(hù)方便。

2 常用的工件輸送裝置

如圖1所示，現(xiàn)有的工件輸送裝置常使用圓柱滾筒，若干圓柱滾筒組成輸送料架，無動(dòng)力型的輸送裝置采用人工方式，將工件從料架的一端推向另一端。動(dòng)力型的輸送裝置則大多采用電動(dòng)機(jī)通過齒輪、鏈輪或皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)滾筒滾動(dòng)，從而使工件向前移動(dòng)。

該種輸送裝置承載力小，且無法保證工件輸送的位置精度，僅僅是將工件從一端運(yùn)輸至另一端，且不管是齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)，都存在傳動(dòng)間隙，工件輸送時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡住或停滯現(xiàn)象，使得各滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)不能保持同步且噪音大，皮帶傳動(dòng)則容易打滑。另外，使用圓柱滾筒，工件在輸送過程中受輕微震動(dòng)后容易跑偏。綜上，該種輸送裝置并不適宜大型工件的輸送，特別是對(duì)承載力、輸送精度均有要求的大型數(shù)控龍門銑床的自動(dòng)線。

3 本輸送裝置的設(shè)計(jì)思路

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，設(shè)計(jì)思路如下：

3.1 保證輸送平穩(wěn)

如圖2所示，采用雙輸出軸減速機(jī)和無間隙聯(lián)軸器。雙輸出軸減速機(jī)的一根輸出軸用于將動(dòng)力傳輸至下一個(gè)減速機(jī)，另一根輸出軸帶動(dòng)托輥。無間隙聯(lián)軸器具有零回轉(zhuǎn)間隙、高扭矩、高剛性等特點(diǎn)，適合重載傳動(dòng)，并能使傳遞同步，使工件輸送更平穩(wěn)、可靠。

用無間隙聯(lián)軸器將多個(gè)減速機(jī)連在一起，每個(gè)減速機(jī)又連著一件托輥，多個(gè)托輥組成輥系。電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力通過無間隙聯(lián)軸器傳至減速機(jī)，減速機(jī)即可帶動(dòng)輥系作同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.2 保證輸送過程中工件居中性好

借鑒V型塊能使圓柱形工件自動(dòng)居中的特點(diǎn)，考慮將托輥設(shè)計(jì)成兩邊向中間傾斜的形式，如圖3所示。工件重力G可分解成對(duì)托輥斜面的正壓力及對(duì)中的分力，工件在輸送的過程中在對(duì)中分力的作用下能自動(dòng)居中，不會(huì)向外側(cè)跑偏。

3.3 保證安裝、維護(hù)方便

因工件較長(zhǎng)(最長(zhǎng)7 000 mm)，所需減速機(jī)及托輥數(shù)量較多，為便于減速機(jī)的安裝、維護(hù)，擬采用方形、長(zhǎng)條形定位塊，作為減速機(jī)安裝法蘭的定位元件。雙輸出軸減速機(jī)先安裝在法蘭上，然后將法蘭往定位塊上插入，即可限制法蘭的前、后、左、右方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，方便快捷，如圖4所示。

4 本輸送裝置的具體結(jié)構(gòu)

本輸送裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

電動(dòng)機(jī)2通過支架11安裝在料架1外側(cè)的中部，減速機(jī)8通過法蘭15也安裝在料架的外側(cè)。減速機(jī)8共有11件，有雙向輸出軸，由聯(lián)軸器7(1件)和聯(lián)軸器9(9件)將其聯(lián)接在一起。

動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)2提供，通過同步帶輪3、同步帶5、同步帶輪6、聯(lián)軸器7，帶動(dòng)減速機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過聯(lián)軸器9，將動(dòng)力向料架的兩頭傳遞，從而帶動(dòng)輥系10同步轉(zhuǎn)動(dòng)，輥系10由11件托輥組成。

托輥兩側(cè)向中間傾斜，角度大約為3°(角度太大會(huì)影響托輥剛性，角度太小則起不到讓工件居中的作用)。該角度經(jīng)實(shí)際測(cè)驗(yàn)及應(yīng)用，正確可行。

另外，支架11、墊板12及調(diào)整塊13的位置關(guān)系如圖6所示。電動(dòng)機(jī)2由螺釘固定在墊板12的上方，二者不能相對(duì)移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)2和墊板12一起放置在支

架11上。調(diào)整塊13固定在支架11上，通過調(diào)節(jié)其上面的六角頭螺栓，可以使墊板12和電動(dòng)機(jī)2一起前后移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)同步帶5的松緊，調(diào)整好同步帶的松緊后，將墊板12與支架11用螺栓鎖緊即可。支架11水平底板的兩側(cè)有限位凸起，用于對(duì)墊板12進(jìn)行限位，保證墊板12前后移動(dòng)時(shí)的直線度。

使用過程中，同步帶、聯(lián)軸器需用防護(hù)罩保護(hù)，防止灰塵、鐵屑等異物進(jìn)入。

5 結(jié)語

由于料架較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)將電機(jī)布置在料架的外側(cè)中間位置，使動(dòng)力向料架的兩頭傳遞，這樣可使傳遞路線較短，動(dòng)力傳遞更加迅速。如果所需的輸送距離更遠(yuǎn)，則可在本裝置的基礎(chǔ)上采用拼接的方法將料架接長(zhǎng)，簡(jiǎn)單易行。

本輸送裝置結(jié)構(gòu)合理，承載力大，輸送平穩(wěn)，工件居中性好，安裝、維護(hù)方便，完全滿足廠家的使用要求，在鋁錠加工廠家使用獲得好評(píng)。該輸送裝置同樣適合其他類型的大型工件的輸送，在未來的重工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用將十分廣泛。