一种新型汽车轮毂输送机结构创新设计

= 700
伊 10 -3 1
= 0. 7m/ s
以行走动运时间的 1 / 5 作为加速度时间,则摇 行
走运动加速度时间为: 驻t
=
1 5
t
= 0. 2s
行走加速度为: a
=
v 驻t
=
0. 7 0. 2
=
3. 5m / s2
行走机构在克服摩擦力以及阻力进行快速、平稳
的输送,则所需要克服满载时运行时摩擦阻力为:
0摇 引言
随着经济的高速发展, 输送设备越来越多的应用于工 厂企业的物料输送线、流水生产线等物料运输。 通过对输 送设备的合理使用,能够有效提高生产过程的自动化程度, 从而提高生产效率,因此是生产中不可缺少的调节手段。 对轮毂生产企业而言,在生产过程中包括焊接、刮渣、滚压、 端切、扩口、旋压等一系列工序,这就导致大量中间产品,如 钢圈,轮毂等,需要进行相应的搬运以及输送,这就会需要 一些搬运以及输送机械设备来实现相应的功能。 目前,我 国汽车轮毂加工以手工搬运为主,这样不仅浪费了人力,而 且效率低下。 在轮毂生产企业中轮毂输送设备多功能单 一,设备使用率不高,在实际工作过程中输送设备往往只能 实现单向运动。 如何高效实现轮毂生产中中间产品的依次 运输、提高生产效率,是值得研究与思考的。 本文通过对汽 车轮毂输送设备的机构创新设计,研发出了具有翻转功能 的轮毂输送机,提高了轮毂生产效率。
Pj
=
Fv 1000浊
=
1008. 67 伊 0. 7 1000 伊 0. 94 伊 0. 85
=
0. 88 kW
电动机的功率在选择时需要考虑使备用系数,选
取备用系数为:K = 1. 1,则电机的功率为: P = KPj = 0. 968 kW。
根据实际要求,在电动机选用中,选择电动机功率
为 1kW。 为达到 0. 7m / s 的行走要求,齿轮的转速要
·142·
组合机床与自动化加工技术
无污染,故自动夹持方式考虑采用气压方式驱动[6] 。
*
0
选择使用双活塞杆的双向运动气缸,在两端活塞杆上
1
各安装一个夹子,在气缸活塞杆的作用下带动夹子运
动,以满足轮毂夹持要求。 为了满足不同大小轮毂的
生产,还要考虑气缸的位移手动调整,在气缸两端安有
手调螺母,当旋动手调螺母时可实现气缸位移手动调
如现场条件、环境保护等。
此往复式自动输送器传动距离不大,齿轮齿条传
动具有效率高、工作可靠、寿命长等特点,在充分考虑 以上因素情况下,此行走机构采用齿轮齿条传动[5] 。
通过电机带动蜗轮蜗杆减速机转动,蜗轮蜗杆减速机
输出端与齿轮相连接,齿轮与齿条相啮合,齿条上安装
行走工作台,实现整个行走过程。
*
+
, .
1. 2摇 输送机的主要技术参数
轮毂输送机技术参数主要包括运输参数和设备性 能参数,运输参数如下:
钢圈直径:300 ~ 460mm 钢圈宽度:160 ~ 270mm 运输周期:T = 6s 设备性能参数如下: 摆动角度:16毅 行走位移:610mm 生产率:550 ~ 600 件 / 小时
收稿日期:2013 - 11 - 30;修回日期:2014 - 01 - 06 作者简介:李强(1987—),男,山东枣庄人,江南大学硕士研究生,主要研究方向为机械设计、制造及其自动化等,(E - mail)974716116@ qq. com。
1摇 轮毂输送机工作原理及主要技术参数
1. 1摇 轮毂输送机的工作原理 新型汽车轮毂输送机主要用于轮毂自动化生产中
实现刮渣、滚压、端切等工序间轮毂钢圈的传递,保证 轮毂生产有序高效进行。 具体工作流程如下:输送机 在行走机构的驱动下到达预定位置寅夹持气缸动作, 将钢圈自动夹持住寅翻转液压缸动作,将工作台及夹 持的轮毂按所需要的角度进行翻转寅输送机在行走机 构的驱动下返回到预定位置寅翻转液压缸动作,将工 作台及夹持的轮毂按所需要的角度进行反向翻转寅夹 持气缸动作,将钢圈自动松开。 采用手动调整输送机 升降满足不同大小的轮毂生产要求。
1. 工作台 2. 减速机 3. 齿条 4. 齿轮 5. 电机
图 1摇 行走机构简图
摇 摇 已知条件如下表 1 所示。
表 1摇 已知条件 基本参数 被移动件的质量 / kg 移动距离 / mm 移动时间 / s 摩擦系数 滋
行走运动 285 700 1 0. 004
摇
摇
行走运动速度为: v =
s t
图 3摇 自动夹持机构简图
摇 摇 这种自动夹持机构的特点是:淤机构简单,使用方 便;于通过控制气缸的同步运动,可以实现 3 个自动夹 持装置的同时夹持,提高生产效率。
2. 3摇 翻转机构的设计
考虑到翻转机构的重量、体积比较大,且是在行走 机构上翻转,在进行相关设计时要充分考虑翻转方式 和驱动方式。 由于液压传递动力大,运动平稳,故设计 时选用液压方式驱动,能够保证摆动机构翻转时的可 靠性[7] 。 翻转机构围绕一实心轴转动,在翻转机构背 面安装一液压缸,活塞杆通过关节轴承与翻转机构相 连,通过活塞杆的运动实现翻转机构的翻转过程。 在 液压缸翻转过程的初始位置和最终位置安装有位置检 测的接近开关,用于控制液压缸的两个不同位置状态。
动过程中的速度调节。 考虑到此行走机构需要频繁的
往复运动,并且需要相应的减速操作。 因此,行走机构
驱动采用交流伺服电机连接蜗轮蜗杆减速机进行驱 动。 在选择传动类型时,需要综合考虑以下因素[4] :
淤行走机构的具体工作状况,电机的机械特性;
于工作环境条件以及对行走机构的影响;
盂经济性要求,寿命与可靠性要求以及其他要求,
Structural Innovation Design of a New Type Conveyor of the Wheel Hub LI Qiang,LV Yan鄄ming,SONG Can,CHEN Lin
( Mechanical Engineering Department,Jiangnan University,Wuxi Jiangsu 214122,China) Abstract: The wheel hub conveyor is suitable for handling and transporting the material among scraping slag, rolling and cutting in the production of wheel hub. In order to improve the degree of automation of the wheel hub production, the process of wheel hub is studied. In terms of the advanced design theory of struc鄄 tural module divides the wheel hub turnover conveyor into walking mechanism, automatic clamping mecha鄄 nism, swing mechanism and the lifting mechanism and so on to optimization design respectively, then to combine, and develops the overall scheme design of the Wheel Hub Conveyor. These optimized structure designs ensure the good performance and energy efficient of the Wheel Hub Conveyor, and improve the de鄄 gree of automation of the wheel hub production. It has a positive effect on the automation industry. Key words: the wheel hub conveyor; structure design; overall
F摩 = 滋mg
式中: 滋 —摩察系数,取 滋 = 0. 004;
m—所承受物体质量( kg) ;
g—重力加速度。
经计算得所需要克服满载时运行时摩擦阻力为:
F摩 = 滋mg = 0. 004 伊 285 伊 9. 8 = 11. 17 N
行走机构的惯性力为:
F动 = ma = 997. 5 N 行走机构所需要克服的总力为:
No. 8 Aug. 2014
一种新型汽车轮毂输送机结构创新设计
李摇 强,吕彦明,宋摇 灿,陈摇 林
( 江南大学 机械工程学院,江苏 无锡摇 214122)
摘要:汽车轮毂输送机适用于轮毂生产中实现刮渣、滚压、端切等工序间的物料搬运和输送。 为了提 高轮毂生产的自动化程度,对轮毂生产过程进行了研究,从模块组合的先进设计理念角度出发,将轮 毂输送机划分为行走机构、自动夹持机构、翻转机构以及升降机构等模块,分别进行优化设计,最后 进行组合,拟定了轮毂输送机的整体设计方案。 这些优化结构设计保证了轮毂输送机整机性能良 好、高效节能,提高了轮毂生产的自动化程度,对自动化生产行业具有积极意义。 关键词:轮毂输送机;结构设计;整体 中图分类号:TH22;TG65摇 摇 摇 文献标识码:A
F = F摩 + F动 = 1008. 67 N 电动机的功率为:
Pj
=
Fv 1000浊
式中,F—行走机构所需要克服的总力;
v —行走机构运行速度;
浊 —电机驱动时传动效率;
电机驱动时传动效率 浊 包括齿轮齿条传动效率和
蜗轮蜗杆减速机传动效率。 其中,齿轮齿条传动效率
取 浊1 = 0. 94 ,蜗轮蜗杆减速机传动效率取 浊2 = 0. 85。 所以