旋转式方形螺母输送机机械部分设计1
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辽宁科技大学本科生毕业设计 - 5 -Chip screw conveyor with feed assistAbstractA screw conveyer for conveying metal turnings from a machining operation. The chip screw conveyor includes an auger-like screw configured to move metal turnings in a given direction. The conveyor includes a tubular housing and an input chute defining an input opening. A secondary feeder arm is pivoted to the conveyor housing. The arm is pivoted out of the way in direction when agglomerated scraps/chips are dumped threw input opening into the input chute. Once the chips are dumped in place, the arm is allowed to rotate downwardly to press on the top of the agglomerated scraps/chips. This prevents the chips from bridging between the sides of the input chute and prevents the scraps from balling or rolling on top of the screw in a manner that makes the screw ineffective. The arm creates sufficient force to press the scrap into engagement with the flutes of the screw. In an alternative embodiment, an arm includes a small secondary screw mounted to the arm for moving agglomerated scraps/chips along the arm and into engagement with the underlying screw. In yet another embodiment, an arm includes a vibrator for vibrating the arm to make it more effective. Claims The invention claimed is: 1. A screw conveyor apparatus for conveying agglomerated metal scrap that has a tendency to bridge and ball up in a manner reducing effectiveness of the screw conveyor apparatus, comprising:a screw conveyor including a housing defining an inlet chute with angled sides and a screw rotatable in the housing, the screw including an inlet end proximate the inlet chute, the housing and the screw being constructed from heavy-duty materials and designed to engage and convey highly-abrasive agglomerated metal scrap; and a feed assist operably mounted to the housing at the inlet chute, the feed assist being movable between a first position allowing addition of agglomerated metal scrap into the inlet end and movable to a second position for pressing the agglomerated metal scrap in the inlet end against an outer surface of the screw. 2. The apparatus defined in claim 1 wherein the feed assist includes an arm pivoted to the housing. 3. The apparatus defined in claim 2 wherein the arm is gravity actuated. 4. The apparatus defined in claim 3 wherein the arm is weighted. 5. The apparatus defined in claim 2 wherein the arm includes a first end hinged to the housing and an opposite end that is free to move up and down, with the opposite end being located closer to the inlet end than the first end. 6. The apparatus defined in claim 5 wherein the screw conveyor is configured to operate at an upwardly extending angle from the inlet chute. 7. The apparatus defined in claim 2 wherein the arm includes a vibrator. 8. A screw conveyor apparatus comprising: a screw conveyor including a housing defining an inlet chute with angled sides and a screw rotatable in the housing, the screw including an inlet end proximate the inlet chute; and a feed assist operably mounted to the housing at the inlet chute, the feed assist being movable between a first position allowing addition of agglomerated metal scrap onto the inlet end and movable to a second position for pressing the agglomerated metal scrap material in the inlet end against an outer surface of the screw, the feed assist including an arm pivoted to the housing, the arm including a secondary screw positioned adjacent the conveyor screw when the arm is in a downward/operating position. 9. The apparatus defined in claim 8 wherein the secondary screw includes a drive for rotating the secondary screw in a direction the same as the conveyor screw. 10. A method comprising steps of: providing a screw conveyor having a primary screw with a feed assist positioned at an inlet end of the screw conveyor, the screw conveyor being constructed from heavy-duty materials adapted to engage and convey highly abrasive agglomerated metal scrap; moving the feed assist to a first position permitting agglomerated metal scrap to be added to the inlet end; adding agglomerated metal scrap to the inlet end; moving the feed assist to a second position for pressing the agglomerated metal scrap onto the primary screw in the screw conveyor; and pressing the agglomerated metal scrap into engagement with the screw of the screw conveyor to assist in moving the agglomerated metal scrap while rotating the primary screw. 11. The method defined in claim 10 wherein the feed assist includes an arm pivoted to the screw conveyor, and wherein the step of moving includes pivoting the arm. 12. The method defined in claim 11 including vibrating the arm to improve effectiveness of the feed assist.13. The method defined in claim 11 wherein the arm is weighted and wherein the step of moving includes utilizing gravity to cause the arm to move. Description BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention concerns screw conveyors particularly adapted for handling agglomerated metal turnings and scrap from machining operations, and more particularly concerns a feed assist for use with a chip screw conveyor. Agglomerated metal scrap from machining and lathe operations is difficult to handle since the metal scrap material is intertwined and twisted, and is very abrasive. Problems arise when trying to convey this agglomerated metal scrap since it bunches up and bridges across side portions of a conveyor chute, preventing the conveyor screw from engaging the scrap material and thus making the screw ineffective. The metal scrap material will also form tumbleweed like masses that roll along a top of the conveyor screw against the operating direction of the conveyor screw. Accordingly, a feed assist is required that is relatively simple, and that will function in the environment of agglomerated metal scrap without itself causing a conveyor plugging problem. Further, it is preferable that any feed assist be compatible with existing equipment so that it is retrofitable. Accordingly, an improved apparatus and method solving the aforementioned problems is desired. SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the present invention includes a screw conveyor apparatus including a screw conveyor. The screw conveyor includes a housing that defines an inlet chute and a screw rotatable in the housing with an end proximate the inlet chute. Further, the screw conveyor includes a feed assist operably mounted to the housing at the inlet. The feed assist is movable between a first position allowing addition of agglomerated metal scrap into the inlet chute and movable to a second position for pressing the agglomerated metal scrap material in the inlet against the outer surface of the screw. In another aspect, the present invention includes a method including steps of providing a screw conveyor with a feed assist positioned at an inlet end of the screw conveyor. The method also includes moving the feed assist to a first position permitting agglomerated scrap to be added to the inlet, adding agglomerated metal scrap to the inlet, moving the feed assist to a second position for pressing the agglomerated metal scrap onto the screw in the screw conveyor, and pressing the agglomerated metal scrap into engagement with the screw of the screw conveyor to assist in moving the agglomerated metal scrap while rotating the screw. These and other features, advantages and objects of the present invention will be further understood and appreciated by those skilled in the art by reference to the following specification, claims and appended drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view, partially broken away, of an apparatus embodying the present invention; FIG. 2 is an enlarged fragmentary view of a longitudinal cross section of the chute area of the screw conveyer shown in FIG. 1; FIG. 3 is a side view of a modified feed assist similar to FIG. 2 but including an arm with a secondary feeder screw thereon; and FIG. 4 is another modified feed assist similar to FIG. 2 but including an arm with a vibrator thereon. Notably, conveyor screw bearing arrangements and also vibrators are known in the metalworking and conveying industry, and accordingly it is not necessary that these components be described in detail herein for a skilled artisan to understand the present invention. It is contemplated that a variety of means can be provided on the feed assist arm to make the arm more effective, such as plungers, belts, and the like, and the present invention is contemplated to cover such arrangements. Further, different motions of arm movement can be provided to increase the effectiveness of the arm. 辽宁科技大学本科生毕业设计 第3页带有给料装置的碎屑螺旋输送机摘要一种螺旋输送机用于输送加工作业的金属削。该碎屑螺旋输送机包括一个螺旋式螺杆配置移动金属镟在一个特定的方向。传送带包括管状外壳和输入槽和输入口。一个备用馈路机械臂是转动输送外壳。机械臂的旋转方向正对着团聚的碎屑从输入口输入到输入槽。一旦碎屑倾倒在地,机械臂可以旋转向下按顶部的团聚碎屑。这样就避免了碎屑“连接”之间的输入槽,防止碎屑以一个使螺旋杆无效的方式在螺旋杆的顶部滚动。机械臂创造足够的力,去约束螺旋杆。在另一种体现,安装有一个二级的螺旋杆的机械臂,用于移动机械臂和螺旋杆周围的碎屑团。另外,机械臂安装有振动器,使其更加有效。要求这个发明的要求是:1 输送烧结金属废料的螺旋输送机有一种以桥连和滚动的方式减少螺旋输送机的影响的趋势,包括:螺旋输送机包括直角进槽两侧的外壳和螺杆旋转的外壳,螺杆包括进口和近似的入口槽,外壳和用于输送高度磨料烧结金属的废料并用重型材料制造的螺杆;和安装在输入槽外壳处的给料装置,可动的给料装置安装在允许增加烧结金属废料的进口底的第一个位置,和可转动的推动烧结金属废料离开螺杆外表面的第二的位置之间。2 要求1的条件下,给料装置外壳上有一个可转动的机械臂。3 要求3中提到的机械臂是重力驱动的。4 要求3中提到的机械臂是加重的。5 要求2中提到的机械臂,包括一个外壳上的铰链和可自由上下移动的另一端,是另一端更靠近入口底部。6 要求5中提到的螺旋输送机被配置为运行在从进槽向上延伸的角度上。7 要求2中提到的机械臂带有一个振动器。8 螺旋输送机包括:螺旋输送机,包括含有直角边入口槽的外壳,和在外壳内的螺杆,螺杆包括一个入口端接近输入槽。和一个给料装置安装在进槽外壳处,可动的给料装置安装在允许增加烧结金属废料的进口底的第一个位置,和可转动的推动烧结金属废料离开螺杆外表面的第二的位置之间。带有机械臂的给料装置安装在外壳的枢轴上,带有二次螺杆的机械臂被安置在输送螺杆附近,当机械臂在向下操作位置时。9 要求8中提到的二次螺杆的驱动旋转方向与输送机的螺杆旋转方向相同。10 包含全部方法的步骤:提供螺旋输送机具有带有给料装置的初级螺杆,放置在螺旋输送机的入口处,螺旋输送机用重型材料制造,以适应参与并输送高度磨料烧结金属废料;移动给料装置到第一位置,允许烧结金属废料添加到入口;填加烧结金属废料到入口;移动给料装置到第二位置,压下烧结金属废料进入螺旋输送机的主螺杆;压下烧结金属废料进入螺旋输送机的螺杆,在主螺杆旋转时协助移动烧结金属废料。11 在要求10中提到的给料装置,包括一个安装在螺旋输送机枢轴上的可旋转的机械臂,步骤中提到的可移动的机械臂。12 要求11中的方案,包括振动机械臂臂,用于改善给料装置的效率。13 要求11中提到的机械臂是加重的,并且是利用重力来移动的。说明书发明背景介绍本发明特别适合处理烧结金属镟及废料加工业务,特别是涉及到饲料协助使用给料装置的碎屑螺旋输送机。烧结金属废料加工和车床行动难以处理,因为废金属材料是相互交织和扭曲的,非常粗糙。出现问题时,试图输出这一烧结金属废料,因为它集中并且桥连在输送槽的一侧,阻碍输送螺杆工作,从而使螺杆失效。金属废料也将构成“团”像一团糟,沿着输送螺杆的上方,阻碍输送螺杆的工作方向。因此,给料装置,要求相对简单,而且对烧结金属废料造成输送堵塞问题起作用。此外,任何给料装置与现有装置完美配合。因此它是创新的。因此,迫切需要改善设备和方法解决上述问题。发明概要一方面,本发明包括螺旋输送机。该螺旋输送机包括带有一个入口的外壳和一个可旋转的螺杆直通入口槽。此外,螺旋输送机包括可操作的给料装置在入口的外壳处。可动的给料装置安装在允许增加烧结金属废料的进口底的第一个位置,和可转动的推动烧结金属废料离开螺杆外表面的第二的位置之间。在另一个方面,本发明的方法包括提供螺旋输送机一个给料装置在螺旋输送机尾部入口处的步骤。该方法还包括移动给料装置到第一位置,允许增加入口的团聚废料,增加入口的烧结金属废料,移动饲料协助给料装置到第二位置推动烧结金属废料到螺旋输送机的螺杆,并使烧结金属废料变形,进入螺旋输送机的螺杆,以协助推动烧结金属废料。这些和其他一些特点,参照一下说明,要求和所附的图纸,本发明的优势和对象将得到进一步的理解和称赞。图的简单说明FIG.1 是一个侧面,部分脱离,具体体现本发明的一个部分。FIG.2 是放大的FIG.1中的螺旋输送机的纵向截面图。FIG.3 是修改的带有二次螺杆机械臂的给料装置的侧视图。FIG.4 是修改的带有震动机械臂的给料装置。值得注意的是,在金属加工和输送工业,输送螺杆和振动器轴承布置是很常见的,因此,对这些零部件加以具体说明,对于熟练技工去了解本发明来说是没有必要的。各种设想与手段可以应用在给料装置的机械臂上,使其更加有效,如活塞 ,皮带等与本发明设想的这类计划。此外,可以提供不同的机械臂运动来提升其效率。毕业论文(设计)任务书设计(论文)题目:旋转式方形螺母输送机机械部分设计 学 号: XXXXX 学生姓名: XXXXX 专 业:机械设计制造及自动化 指导教师:XXXXX 系主任: XXXXX 一、主要内容及基本要求: 1、检索国外螺母输送机的设计的发展动态,分析国内的现状; 2、分析旋转式方形螺母输送机设计的关键技术问题; 3、完成旋转式方形螺母输送机驱动的方案设计; 4、完成旋转式方形螺母输送机传动方案统设计; 5、完成旋转式方形螺母输送机设计中的硬件部分设计; 6、完成毕业论文的文稿工作,要求:总字数不低于一万字,使用A4编辑及打印装订成册;7、技术图纸:零件图和装配图,不少于两张A0图纸。 8、翻译英文技术资料:翻译一篇机械相关的外文文献。要求:3000单词,复印原稿与翻译(打印)稿同册装订。 二、重点研究的问题: 1、 方形螺母输送机传动方案选择设计; 2、 方形螺母输送机设计绘图; 3、 方形螺母输送机筛选机构的设计。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅相关文献资料第一周到第三周2通过阅读文献资料完成开题报告第四周3完成毕业设计草图的绘制第五周4完成毕业设计图的绘制及说明书第六周到十五周5论文答辩第十五周四、 应收集的资料及主要参考文献1 机械设计手册编委会.机械设计手册M。北京:机械工业出版社.2004 2 范祖尧等.现代机械设备设计手册非标准机械设备设计M.北京:机械工业出社.2000 3 唐金松.简明机械设计手册(第二版)M.上海:科学技术出版社.2002 4 尚久浩主编.自动机械设计M.北京:中国轻工业出版社.2003 5 陈立新主编.机械设计课程设计M.北京:中国电力出版社.2002 6 林述温主编.机电装备设计M.北京:机械工业出版社.2002 7 张建民主编.机电一体化系统设计M.北京:高等教育出版社.2007 8 李柱国.机械设计与原理M.北京:科学出版社.2003 9 孔庆华 刘传绍.极限测量与测试技术基础M.上海:同济大学出版社.2002 10 技术设计手册编写组.机械设计手册M.北京:化学工业出版社.2002 11 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M. 上海 :上海科技出版社.2002 湘 潭 大 学 兴 湘 学 院毕业论文(设计)评阅表学号 XXXXX 姓名 XXXXX 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计)题目: 旋转式方形螺母输送机机械部分设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。综合评 价评阅人: 2012年5月 日XXXXX毕业设计说明书题 目:旋转式方形螺母输送机机械部分设计 专 业: 机械设计制造及其自动化 学 号: XXXXX 姓 名: XXXXX 指导教师: XXXXX 完成日期: 2012年05月20日 目录第一章 绪论11.1螺母输送机产品概述11.2现行螺母输送机存在的不足及国内外现状11.3本课题研究的目的及意义21.4螺母输送机的组成21.5螺母输送机的工作原理31.6螺母输送机的动作分析31.7螺母的输送过程.4第二章 设计方案52.1输送对象的介绍52.2设计方案分析62.3振动式和旋转式的比较62.4工作原理6第三章 螺母输送机的机械结构8第四章 传动方案的确定与设计94.1链传动的特点94.2链传动的设计94.2.1传动比的确定94.2.2小、大齿轮齿数(Z1)的确定104.2.3传递功率及计算功率104.2.4中心距的确定及链节数的计算114.3滚子链链轮的结构124.4链轮的材料134.5链轮的润滑14第五章 电机选择155.1电机驱动方案的确定155.2步进电机的选择15第六章 链轮轴的设计17第七章 料斗的参数确定18第八章 筛选机构的设计21第九章 储存通道及输送装置的设计229.1储存通道设计229.2输送装置设计239.2.1输送装置的原理及过程.239.2.2输送气缸的选择.249.2.3万能支架.269.2.4仓储料斗.269.3元器件的选择.269.3.1键的选择.269.3.2塑料软管的选择.269.3.3弹簧的选择.279.3.4轴承的选择.279.4仓储料斗.27总 结28参考文献29旋转式方形螺母输送机机械部分设计摘要:在用固定式点(凸)焊机进行螺母或螺栓的凸焊时,一般焊接时的加压力在300 kg以上。而在用手放置螺母或螺栓时,极有可能因误操作而导致焊机启动,导致上电极迅速往下运动,稍有不慎,就会使手压伤甚至残废。特别是在大批量生产时,操作人员免不了会产生疲劳而思想不集中,每年许多企业都会发生这类安全事故。螺母输送机解决了这个问题。采用螺母输送机来输送凸焊螺母,这种方法实现了从螺母的输送到焊机的焊接过程自动化。使用螺母输送机输送螺母,有着安全性高、操作方便、生产效率高等优点,而且能完成自动计数及实现自动化生产便于质量和生产管理。螺母输送机一般与焊接设备配套使用,为了提高生产效率和杜绝此类的安全隐患,用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。只需将螺母输送机的接线简单的接入焊接控制器,工人只需进行一次操作即国产先进螺母输送机可完成把螺母送进定位销,然后焊接的工序。既快捷又安全,已经得到众多车厂的广泛使用。Rotary square nuts conveyor machinery parts designAbstract:While welding a nut or bolt with a fixed point in the (convex) welder, the welding pressure will be above 300 kg in general. But when placed in the nut or bolt by hand, it is most likely that the welding startsby misuse, leading to the rapid downward movement on the electrodes, the slightest mistake, and it will hand crushed or maimed. Especially in mass production, the operator will inevitably be fatigue and distracted, such accidents happens each year in many firms. Nut conveyor has been success to solve this problem. We use conveyor to transport nut welding nut, and this method realized the automation from the nut of the transfer to the welding of the welding process. It has a high safety, easy operation,high production efficiency using conveyor to transport nut. And it can complete the automatic counting and automated production. Very Convenient to the management of quality and production. 第一章 绪论1.1螺母输送机产品概述螺母输送机是用来自动输送螺母的设备,具有体积小,寿命长等特点。一般与焊接设备配套使用,例如汽车制造厂需要在钢板上焊接螺母,如果是用人手输送的话,首先效率较低,最重要的是会因操作失误是产生重大的安全事故,如还没完全松开手时就进行焊接,这时很容易把手指打断。为了提高生产效率和杜绝此类的安全隐患,用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。方形凸焊螺母以其操作方便、适应性强、工作效率高等优点,在汽车和五金行业中得到了越来越广泛的应用。目前、螺母的焊接工作大都是采用固定式点(凸)焊机来完成,而传统的螺母焊接是由操作工人放人工件后,再手工放上螺母。这种方式存在安全性差、操作不方便、生产效率低等缺点,且无法完成自动计数及实现自动化生产不便于质量和生产管理 目前很多生产厂家都开始采用螺母输送机来输送凸焊螺母,这种方法实现了从螺母的输送到焊机的焊接过程自动化。 1)输送物料:螺母2)装载螺母数量:800-10003)配套设备:焊接设备螺母输送机实际是为国标螺母输送所使用的标准螺母输送设备,对于不符合标准的螺母支持不好,容易卡螺母。当然非标的螺母一样可以输送但要求为:螺纹孔与周边距离 偏差,螺母两平面误差及螺母周边尺寸误差最大不能超过0.2mm。对于自动化机械标准来说这已经是非常的宽松了。除标准以外的螺母一样可以输送,也称为特殊型螺母(带法兰盘的螺母等)对这样螺母的输送一样拥有标准范围,这需要使用企业与生产企业进行技术协商。1.2现行螺母输送机存在的不足及国内外现状 当前的螺母输送机存在以下几个缺点:不能实现螺母的自动计数;无法保证在软管和输送前端之间只有一个螺母;当输送前端无螺母对,不能停止电焊机的动作。另外,当前的螺母输送机采用传统的继电器装置来进行控制,存在着所用继电器的数量多、体积大、线路庞杂、可靠性差、检修困难等缺点。关于螺母输送机,比较成熟的有中国的深利昌(SLC),韩国的chowell,日本的矢岛(在中国叫 电溶机电),德国的KWOLL,美国的welpart,其中国产的螺母输送机价格相比国外的较为低廉,且质量、稳定性等方面与外国牌子有得一拼,而且某些关键部件方面还比进口的牌子要好,推荐选用国产的。1.3本课题研究的目的及意义在现代工业中,尤其是汽车制造业中,由于凸焊螺母具有操作方便、适应性强、工作效率高等优点,很多零部件之间的联接是通过凸焊螺母进行连接。具体的操作方法是将凸焊螺母焊接在工件上。目前在国内,螺母的焊接工作大多是采用固定式点(凸)焊机来完成。凸焊螺母一般是由操作工人手动放入工件,然后再实施焊接。这种手工放置凸焊螺母的操作方式存在以下三个缺点:1、 安全性差:由于在使用固定式点(凸)焊机对凸焊螺母进行凸焊时,所施加的压力一般在300KG以上。当用手手动放置凸焊螺母时,如果因为误操作而导致焊机启动,则焊机的上电极将会迅速往下运行,因此,稍有不慎的话,就有可能将手压伤甚至打掉手指。特别是大批量生产时,操作人员难免会产生疲劳,或者思想不集中,因此,很容易出事故。事实证明确实如此,每年都有许多企业发生这种类似的事故。2、生产效率低:采用手动放置凸焊螺母的方式,本身生产效率就比较低。另外,由于安全隐患的存在,操作人员在操作时,势必会在放置凸焊螺母时格外小心谨慎,因此更加重了这种现象,使生产效率更低。3、无法实现自动化:由于需要操作工人手动放置凸焊螺母才能进行焊接操作,因此,根本就不可能实现自动化。由于以上缺点的存在,因此,迫切需要有相关的技术和产品来解决这些实际问题。1.4螺母输送机的组成组成:机身、料斗盘(振动盘)、输送枪体、输送管(料管),分配器,气缸及控制器(包括程序)等所组成。料斗约有800-1000个左右的螺母可预放在料斗中,随着料斗里圆盘的转动而被带入筛选机构的入口处。圆盘做工的低速旋转运动是由电动机通过减速机构来实现的。考虑到万一转盘被异物强行卡住将会导致机械零件受损的情况,该机构特设有安全装置,可使转盘与减速机构暂时脱离,当故障排除后便能自动恢复工作。筛选机构焊接螺母上一般有34个凸点,在焊接时,螺母上的凸点应朝向被焊工件,这就对输送到工件上的螺母有方向上的要求。筛选机构就是对螺母的方向进行筛选的,经过适当的调整后,只有方向正确的螺母可以通过筛选机构,而方向不正确的螺母则继续向前运动重新回到料斗中。储存通道方向正确的螺母在通过筛选机构后,便进入储存通道依次排队。当达到一定数量后,有一检测装置便会发出信号,使电要暂停工作;而当螺母数量不够时,电机又能自动运行,继续使料斗向存储通道提供方向正确的螺母。在工作时,每启动一次,储存通道便会释放出一个螺母进入输送装置。输送装置该装置通过一个万能支架,安装在固定式点(凸)焊机上,其安装角度和位置可任意进行调整,以适应各种形状的工件。从储存通道出来的螺母,经过一个柔性软管由压缩空气送入输送装置,螺母则被一输送轴快速顶出而准确地送到工件上。控制系统螺母被输送到工件上全过程的各个动作,均由控制系统进行顺序控制,且各动作间的时间还能够做适当调整,以满足客户的特殊需要。在进行设备调试时,可用控制面板上的各按钮对各动作进行单独调试,还可通过选择开关来选择是和固定点焊机连动,还是让固定点焊机单独工作。1.5螺母输送机的工作原理螺母输送机中,筛选机构是重点,其原理是:螺母在料斗中跟随沟槽作旋转运动,在沟槽料斗中基本排成我们所需要的方向,但也有某些不合要求。由于前面选择的是沟槽式料斗,而凸焊螺母如果四个凸点朝下就会比四个凸点朝上的螺母高度要矮一些。我们在出料口设一适当高度的挡板,经过适当的调整后,只有靠近挡板侧且方向正确的螺母可以通过筛选机构,一旦遇到方向不正确的螺母则电机继续向前运动,螺母回到料斗中重新进行筛选。1.6螺母输送机的动作分析螺母输送机的动作分为两部分。即螺母筛选及预存和螺母输送:螺母筛选及预存分为四个步骤,如下所示:(1)启动料斗工作电机料斗转动,螺母通过筛选机构进入L形通道。(2)储存通道中螺母数量判断(电感式接近开关lsO):该电感式接近开关有两方面的作用。若储存通道已满,则接通电磁气阀1YA,从侧面向螺母吹气将进入L形通道中的螺母吹出预送导轨:否则,进人U形储存通道。若储存通道未满,且i s内无螺母通过电感式接近开关1SQ,说明料斗当前槽中无螺母或首个螺母方向反向,则给出信号使步进电机的驱动信号作用,驱动电机转过一角度,从下一条槽中输人螺母。(3)u形储存通道中螺母数量判断(电感式接近开关2SQ)=若储存通道中的螺母数量小于一定值,说明料斗中螺母数量太少则发出报警信号(指示灯【L】) 由操作人员进行处理:若1 rain内,报警信号没有消除,则关闭螺母输送机(接触器KM)。(4)对螺母进行正反方向判断(电感式接近开关3sQ)。在筛选机构处已对螺母进行正反方向判断,但为了确保方向正确,在储存通道出口处再进行一次正反判断 若反向,则发出报警信号(指示灯2L),由操作人员作出相应处理。1.7螺母的输送过程(1)输送通道前端螺母有无判断(电感式接近开关4SQ)。若输送通道前端有螺母,且接收到焊接启动信号时,则电磁气阗7YA动作,输送气缸活塞前伸。若输送通道前端无螺母,而接收到焊接启动信号时,则执行第5步、6步后,7YA动作。(2)活塞运行到下限位时(磁感应接近开关6SQ),电磁气阀7YA关闭,延时01 s使螺母掉在定位销上后,电磁气阀8YA打开,活塞复位。(3)PLC计数一次。当已焊接螺母数量达到单件螺母个数时,发出计数器复位信号(指示灯3L)。当按下复位按钮时,焊接工件数量加1,同时PLC重新开始计数。当复位按钮未按下时,焊机不工作。在此处,设一开关2K只有当开关按下时,PLC才计数。这样,能避免出现意外(如螺母未掉在定位销上)时,计数器重复计数。(4)活塞运行到上限位时(磁感应接近开关5SQ),关闭电磁气阀8YA。输出一高电平信号给点焊机,表示可开始焊接螺母。(5)当接收到输送气缸活塞复位的信号时(磁感应接近开关5SQ),电磁气阀2YA动作,气缸2活塞复位,释放一个螺母。延时01s,电磁气阀3YA动作,气缸2活塞伸出;同时,电磁气阀4YA动作,气缸1活塞复位,释放一个螺母进入储存通道底部,等待进入输送通道。延时01 s。电磁气阀5YA动作,气缸1活塞伸出。(6)电磁气阀6YA接通,使螺母送到输送通道前端。第二章 总体方案的设计2.1 输送对象的介绍 首先我们在设计之前对螺母输送机所输送的对象进行分析,有所了解后才能有的放矢地一步一步地进行设计。本螺母输送机输送的是方形凸焊螺母,其型号是M6。但是它有两种不同地类型,即A型和B型,如下图所示。对输送对象介绍完了,我们再来进行后面的设计。图2-1 A型方形螺母图2-1 B型方形螺母本系统中所用的螺母为B型,M6型螺母的基本尺寸如下:D=6mmDc11mmDs10mmh12mmm5mmb2mm2.2设计方案分析方形凸焊螺母的形状比较怪异,用普通的输送方法似乎不太现实,而且焊机对螺母在方向上也有要求,即需要对螺母的方向进行筛选。在形状上,螺母有4个凸点,于是选择沟槽式料斗。沟槽式料斗在输送的过程中是不间断运行的,故而选择步进电机作为执行元件。由于螺母要求准确定位到工件的表面,则螺母到达工件表面时的速度要很小,如果速度很大则螺母由于惯性就会飞溅出去。这就要求输送有急速缓冲功能。2.3振动式和旋转式的比较前面已经讲过,本设计主要是对旋转式螺母输送机的研究,为了更加深刻地认识螺母输送机,在整体上我们对旋转式螺母输送机和振动式螺母输送机进行比较。振动式筛选的工作过程(其原理图如下):振动式筛选机构采用的是振动式料斗,其为一种典型的自动上料装置,其料斗为筒形,料斗内设有螺旋上升的轨道,当料斗下面的振动器开始振动后,料斗里的螺母便沿着螺旋轨道依次向前运行。螺母在轨道上的位置形状是任意的,在前进过程中,筛选机构将运行位置不符合要求且凸点朝下的螺母一一排除掉,最终到达出口的螺母当然便是方向正确的螺母。2.4工作原理螺母输送机的工作要求:方形凸焊螺母上一般有4个凸点,在焊接时,螺母上的凸点应朝向被焊接工件,这就对输送到工件上的螺母有方向上的要求。筛选机构就是对螺母的方向进行筛选的。筛选机构对螺母在方向上进行了筛选后,我们只要剔除掉筛选出来的方向不正确的螺母就行了。旋转式筛选机构的工作过程:螺母在料斗中跟随沟槽作旋转运动,在沟槽料斗中基本排成我们所需要的方向,但也有某些不合要求。由于前面选择的是沟槽式料斗,而凸焊螺母如果四个凸点朝下就会比四个凸点朝上的螺母高度要矮一些。我们在出料口设一适当高度的挡板,经过适当的调整后,只有靠近挡板侧且方向正确的螺母可以通过筛选机构,一旦遇到方向不正确的螺母则电机继续向前运动,螺母回到料斗中重新进行筛选。方向正确的螺母储存在储存通道中,等到焊机发出信号后,则释放气缸放出一个螺母,经过吹气口的吹气,将螺母运送到输送气缸所处的位置,然后输送气缸将螺母准确地定位在工件表面上。旋转式输送机与振动式输送机的比较:一般情况下,振动式料斗中的毛坯的定向装置较其它形式的都要简单,同时毛坯也不会受到挤压而损伤,工作安全可靠便于通用化和标准化,因而在各种中小型自动线和单机自动化中应用广泛。如果用于螺母输送,其主要用于三凸点螺母。旋转式螺母输送机与振动式螺母输送机的性能基本相同,两者都能达到输送螺母的目的,但振动式螺母输送机有一个无法避免缺点是:在振动时会发出振动的声音,而旋转式螺母输送机则无此缺点。第三章 螺母输送机的机械结构旋转式螺母输送机主要由机械系统、控制系统、气动系统三大部分组成。机械系统和气动系统主要完成螺母的筛选和运输。控制系统主要完成机械动作的控制以及各动作的协调和安全防护措施。其组成方框图如下所示:图3-1 螺母输送机的组成方框图第四章 传动方案的确定与设计在本方案的设计过程中,我发现如果要达到螺母输送机的输送要求,在料斗的中央设一挡块,而在正中央设一输送管道作为料斗中螺母的出口处,这就要求中央的挡块和输送管道都静止不动。在一般的情况下,我们都是利用了轴承的内圈转动而固定轴承的外圈,在这种情况下,我利用了轴承的外圈运动,而让轴承的内圈固定,以便能够使挡块和输送管道固定在它的上面已达到设计要求。减速装置的选择:我们常见的减速装置有带传动、链传动、和齿轮传动等几种减速结构。由于本装置要求精确定位,故不能选择带传动。齿轮传动和链传动都能满足要求,但是,与齿轮传动的比较:链传动的制造精度和安装精度要求较低,成本低廉。故而选择链传动。4.1链传动的特点链传动是一种应用较为广泛的机械传动,它是由链条和主、从动轮所组成,链轮上制有特殊的齿,依靠链轮和链齿和链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间性件的啮合运动。与属于摩擦传动的带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑现象。因而能保持准确的平均传动比,传动效率高。又因链条不要象带那样张得很紧,所以作用于轴上得径向压力较小;在同样得使用条件下,链传动得结构紧凑。同时链传动能在高温及速度较低得情况下工作。主要缺点:在两根平行轴间只能用于同向回转间的传动;运转时不能保持恒定的瞬时传动比;磨损后易发生跳齿;工作时有噪声;不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。4.2链传动的设计由于螺母输送机与其配套的固定式点焊机的工作效率要求是3040个螺母每分钟,既要求螺母输送机每分钟输送30个以上的螺母。而料斗中每条沟槽中能存有9的个螺母,假设每道沟槽的有效螺母数量平均为4个,即在一分钟内料斗至少要前进8个沟槽所占据的角度。预计料斗开20道槽,每个沟槽转到下一个沟槽需要转过18,即至少要转过142。根据以上的数据,步进电机的转速是270转/分,故其都能满足工作要求。4.2.1传动比的确定由于在速度上并无其它要求,故传动比可一任意确定。料斗的转动速度主要有控制部分控制脉冲信号来确定。链传动的传动比i7,最佳时i=23.5。但低速时传动比可达到10。本系统属于低速系统,参考其它条件,选定传动比为i3。4.2.2小、大齿轮齿数(Z1)的确定一般情况下, 小链轮齿数Z1少,可减小外廓尺寸,但齿数少,会增加运动的不均匀性和动载荷;链条在进入和退出啮合时,链节间的相对转角增大,链传动圆周力增大,从整体上加速铰链和链轮的磨损。 Z1越大,链条的总拉力下降,多边形效应减小,磨损小,但结构重量增加。链轮的最少齿数为9,一般Z117。根据下表,本设计中取表4-1 链条齿数选取表链速(m/s)低速v0.6中速v=0.68中高速v8高速v25Z112151719193535Z1=17,则Z2=iZ1=173=51实际传动比Z2/ Z1=3 由于传动比存在相对误差则齿轮齿数选择合理4.2.3传递功率及计算功率P=2nM60=245.34W M=8.68n=270 1.8步距角 脉冲频率40hz Pac=KaKzP/Kp其中Ka为工矿系数,查表9-6 为Ka=1Kz为主动链轮齿数系数 Kz=1.2Kp为多排链系数,Kp=1P为传递功率,P=0.245 KW由此计算得Pac=0.294 KW由Pac=0.294 KW n1=270r/min由机械设计图9-11,选定05B的滚子链其节距p=8表4-2 滚子链的规格及主要参数(摘自GB1243.1-83)链号节距p/mm排距p1/mm滚子外径d1/mm内链节链宽b1/mm销轴直径d2/mm内链板高度h2/mm极限拉伸载荷(单排)Q/N每米质量(单排)q/(kg/m)05B06B08A08B10A12A16A20A24A28A32A40A48A8.009.52512.7012.7015.87519.0525.4031.7538.1044.4550.8063.5076.205.6410.2414.3813.9218.1122.7829.2935.7645.4448.8758.5571.5587.935.006.357.958.5110.1611.9115.8819.0522.2325.4028.5839.6847.633.005.727.857.759.4012.5715.7518.9025.2225.2231.5537.8547.352.313.283.964.455.085.947.929.5311.1012.7014.2719.2423.807.118.2612.0711.8115.0918.0824.1330.1836.2042.2448.2660.3372.39440089001380017800218003110055600867001246001690002224003470005004000.180.400.600.701.001.502.603.805.607.5010.1016.1022.604.2.4中心距的确定及链节数的计算心距和链条长度链传动中心距过小时,小链轮上的包角也小,同时参加啮合的链轮齿数减少。中心距过大时,易发生链条抖动。一般可取中心距a=(3050)p,最大中心距a80p。由于本装置没有设计张紧装置,故中心距初步确定为=30p=240链节数Lp:最大中心距A=fa*p*2lp-(z1+z2)=262链节数应 圆整数,并最好取偶数Lp=100验算链速v 属于慢速图4-1. 推荐的润滑方式采用定期人工润滑。4.3滚子链链轮的结构链轮的结构和尺寸的确定: 小轮的主要几何尺寸:小轮齿顶圆直径dmaxd1.25p48.54mm dmind(11.6/Z1)P- =39.01mm hmax =(0.625+0.8/Z)*p-0.5d=2.88 hmin =0.5*(p-d1)=1.5 df= d-d1=38.54 由链条选择链齿 h=k+dk/6+0.01d=6 K取3.2 dk=14 Bf=0.91b1=2.73 dh=dk+2h=(2.63.3)*h=2.8*6=16 键槽选b*h=5x5 t1=2.3大轮齿顶圆直径 d=pk=8*16.2441=129.95 K取值由Z=51决定查表2-14 链传动设计与应用手册。dmax=d+1.25p-d1129.95 dmind+(1-16/z)p-d1125.636大轮分度圆弦齿高hamax(0.6250.8/z)p0.5dw (0.6250.0615)82.5 2.63 hamin0.5(pdw)0.5(85) 1.5mm大轮齿根圆直径 df大轮齿根圆h=dk/6+k+0.01d=13.2 k查得6.4Dh=dk+2h bf=0.91b1=2.73 L=(2.6-3.3)h=354.4链轮的材料链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮的轮齿的啮合次数多,所受的冲击也较严重,故小链轮应采用较好的材料制造。由于本系统的链轮所承受载荷较小,且无剧烈振动和冲击,一般的材料都能应用,并且能同时保证达到大链轮和小链轮所需要的耐磨性和强度。所选链轮的材料和齿面硬度如下:材料:40、50、热处理方法:淬火、回火 热处理后的硬度:4050HRC 4.5链轮的润滑良好的润滑可以缓和冲击,减轻磨损,延长链条的使用寿命。一般的情况下,链条采用油润滑。而在本系统中,用油润滑有所不便,故采用涂抹润滑脂的方法,但应注意定期清洗与涂抹。第五章 电机选择5.1电机驱动方案的确定在电动机的选择上有两种方案。方案一:用伺服电机带动。伺服电机在控制系统中用作执行元件将电信号转换为轴上的转角或转速,当有控制信号输入时,伺服电机就转动;没有控制信号输入,则停止转动。改变控制电压的大小和相位,就可改变伺服电动机的转速和转向。它与普通电机比较有如下特点:(1) 调速范围宽广,转速随控制电压改变,能在宽广范围内连续调节;(2) 转子惯性小。能实现迅速启动、停转;(3) 控制功率小,过载能力强可靠性好方案二:用步进电机带动。 步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。每当输入一个电脉冲时,它便转过一个固定的角度。这个角度称为步距角。脉冲一个一个的输入,电动机便一步一步转动,它的位移量与输入的脉冲数严格成正比。步进电机广泛应用于数字控制系统中。本系统螺母输送机的料斗在运行的过程中是不连续运动的,当它前进一步时,即便停下一定的时间,等待料斗槽中的螺母掉入到储存通道中,当传感器检测到槽中的螺母已经完全掉入储存通道时则发送信号让电机重新动作,即进入下一个动作循环。如果采用伺服电机,那么只能利用它的准确启停特性,每隔转角,伺服电机停一下等待螺母的掉入。这样的话工作效率肯定就低,而且电机将频繁的启动和停止,大大减少机械寿命,累积误差也很大。而采用步进电机只需记录脉冲数便可计算出工件的旋转角度,便可连续运输螺母而不需频繁地启动和停止。同功率地电机,在价格上步进电机也有优势。综上所述,在本系统中采用步进作执行元件。5.2步进电机的选择螺母输送机在运行的过程中,只需带动料斗和其中的螺母运转,所需的功率和转矩不大。螺母的料斗中约有1000个螺母粗略估计每个螺母重5,则螺母的总重量为: m100055。料斗的半径为160mm,而钢与钢的静摩擦系数为0.15, 故 T=0.1550.16010=1.2 NM,考虑到传动比为3,则电机静转矩大约为1/3即0.4 NM,考虑到料斗本身的重量及其它额外的因素,我选用2.5 NM的步进电机。螺母输送机在输送的过程中,停止的时候,料斗不能有转动。一旦有转动,则料斗中的沟槽不能对准储存通道,则妨碍机器的正常运转。反应式步进电机是我国步进电机发展的主要类型,具有较好的技术性能指标。但是它断电后无定位转矩,使用中需自锁定位。由于反应式的步进电机无定位转矩,需要自锁才能定位,而混合式步进电机则不需要自锁就能定位,它似乎是反应式的和永磁式步进电机的结合,它能够做成和反应式步进电机一样的小步距角,又具有永磁式控制功率小的特点。而且断电后具有一定的定位转矩。综上所述,查资料选定步进电机的型号为86BYG250A,其主要参数如下:表5-1 86BYG250A号步进电机系统参数驱动电压AC220V重 量3Kg最大静转矩4 NM电动机的轴径d12mm最大空载启动速度270r/min线电流2.1A其形状及基本安装尺寸如图所示: 第六章 链轮轴的设计选择轴的材料为45钢,调制处理,其力学性能查相关表得:b=640MPa,s=355 MPa,-1=275 MPa算出轴的最小轴径选=110,则轴的最小直径为 取最小轴径20mm,满足要求。因为需开键槽,故最小轴径增加5% 变为d=dmin(1+5%)=16.12故查取标准直径20mm初选轴承:最小为20,轴径直径为30mm。选取7206C d*D*B=30*62*16由于该轴承受载荷和转矩比较小,为了结构的紧凑,联接料斗处用销轴联接。该轴各部分尺寸均要求配合链轮尺寸以及其他零件。具体尺寸如图6-1:图6-1 传动轴初选轴承:最小为20,轴径直径为30mm。选取7206C d*D*B=30*62*16第七章 料斗的参数确定料斗是盛装工件的容器,工件在料斗中完成定向过程,并按次序送到料斗的出口处。但是料斗的形式有很多种,根据在料斗中获取工件,使工件进入送料槽的方式有如下几种典型结构:回转钩式料斗、扇形块式料斗、沟槽圆盘式料斗、往复滑块式料斗、桨叶槽式料斗、回转管式料斗、往复管式料斗。其部分图如下图7-1所示: 回转沟式料斗 桨叶槽隙式 往复滑块式 回转管式料斗 图7-1 料斗类型由于本系统输送的是凸焊螺母这种特殊的零件,而且系统对其又有方向的要求:螺母上的凸点必须朝向工件,所以必须有一个装置对方向不正确的螺母进行筛选经过适当的调整,方向正确的螺母则通过筛选机构,方向不正确的螺母则继续向前运动重新回到料斗中再次进行筛选。根据其形状和要求,此螺母输送机采用沟槽圆盘式料斗。这种料斗一般倾斜放置,料斗中有一回转盘,圆盘上根据工件形状开有沟槽或成形孔,使工件定向。料斗斜置是为了增加工件落入沟槽的机会,在本设计中选择其倾斜角度为45。如图7-2所示。 图7-2 料斗安装角度 沟槽圆盘式料斗大约存放有8001000个左右的螺母,预设每条轨道可存放10个左右的螺母,而凸焊螺母的基本尺寸前面已述,其长和宽均为11mm,选定料斗半径R=160mm,沟槽长度为115mm,设计20道槽。料斗的沟槽将配合筛选机构,进行螺母的筛选。方向正确的螺母经过沟槽就能通过筛选机构。下面将具体设计料斗的沟槽的具体尺寸,其基本示意图如下图所示:根据M6型螺母的基本尺寸:D=6mmDc11mmDs10mmh12mmm5mm2mm在本设计中,选定a=6,b=2.5,料斗槽如下图7-3所示螺母在料斗中旋转时,由于惯性力和其它非正常的原因,会导致螺母从料斗中飞溅出来,为此,我在料斗的外缘在加一向内的弧形凸缘。料斗槽截面正视图如7-4所示。图7-4 料斗槽 正视图第八章 筛选机构的设计前文已经提到,筛选机构是螺母输送机中比较重要的部件,它保证能筛选出所需要的正确方向的螺母。它由螺母输送管、供给装置头部以及接近开关和气阀等组成。螺母从螺母输送管端进入,方向正确的螺母(凸焊点朝下,置于料斗沟槽两侧),高度刚好能通过筛选机构,而方向不正确的螺母由于高度超过筛选机构的高度被拦下。当经过一定时间没有螺母通过筛选机构时,料斗会转一个角度,输送下一道槽的螺母。图8-1 螺母输送机的筛选机构筛选机构尺寸:长度方向上就是料斗沟槽的总长度15mm。高度设置为8mm。安装的时候注意筛选机构的下底面要连接到沟槽的两侧底面。筛选机构在本设计中是很重要的零件,但由于其结构比较简单,就不在图纸中表述了。第九章 储存通道及输送装置的设计9.1储存通道设计我们设计螺母输送机主要就是为了提高生产效率。而实际焊接一次所需要的时间非常的短,为了不让凸焊机存在等待的时间,我们设计了一储存装置,里面大致可以存放1020个左右的螺母。这样的话,我们焊接一个螺母所需的时间就只是螺母的焊接时间和螺母在软管中的输送时间。储存通道大约分为L形通道和U形通道。在L形通道上设计成一个L形主要是为了防止螺母过多而引起料斗憋死的现象。当螺母过多时,在L形通道的侧面有一吹气口将通道中过多的螺母吹出通道中,重新进入料斗中,进行再一次筛选。U形储存通道中必须保持一定数目的螺母,若数量少于某一值时,有一检测装置会发出报警信号,此时提示应往料斗中加入螺母,若三分钟内,螺母数量达到该最小值以上时,则自动排除报警信号,否则,断开电源,焊机和输送机都停止工作。储存通道的尾部接一软管为输送通道。在工作时,每启动一次,存储通道便会释放一个螺母进入输送装置。根据料斗的尺寸可以确定储存通道的长度l250mm,而由于在U形储存通道中要储存1015个左右的螺母,设计其长度为150mm,L形管道大约留有4个螺母的位置,即设其长度为45mm,其余剩余长度为两头的接头。储存通道的安装角度的设计:根据勾股定理可计算出储存通道与料斗底所在的平面所成的角度,其示意图如图9-1所示:由此,我们知道:x224 y90 即 tgay/x=90/224=0.4017 故 a22 9.2输送装置设计9.2.1输送装置的原理及过程该装置通过一个万能支架,安装在固定式点(凸)焊机上,其安装角和位置可任意进行调整,以适应各种形状的工件,从存储通道出来的螺母,经过一个柔性软管由压缩空气送入输送装置,螺母则被一输送轴快速顶出而准确地送到工件上。在螺母的输送过程中共有四个气缸,分别是一个螺母输送气缸、两个螺母释放气缸以及一个侧吹气口,每个气缸的作用不尽相同。分别将起作用介绍如下:侧吹气口:螺母在输送的过程中,当储存通道中的螺母已满时,如果不采取措施,则电动机不能运转,甚至有可能使料斗卡死。为此,我们在储存通道的前端设有一L形通道,当传感器检测到储存通道已满时,发一脉冲给吹气口的电磁气阀,则吹气口从侧面对螺母进行吹气,将进入L形通道中的螺母吹处预送导轨,保证螺母输送装置的正常运行。螺母释放气缸1、2:螺母在进行焊接之前,都储存在储存通道中,当接收到输送气缸活塞复位的信号时,电磁气阀1动作,则螺母释放气缸1活塞复位,释放一个螺母。延时0.1s电磁气阀2动作释放气缸1活塞伸出;同时,电磁气阀3动作,气缸2活塞复位,释放一个螺母进入储存通道底部,等待进入输送通道。延时0.1s,电磁气阀4动作,气缸2活塞伸出,则完成了一个螺母的释放过程。电磁气阀2和电磁气阀4要有互锁。输送气缸:螺母从输送管道到达工件的表面进行焊接的整个过程是靠输送汽缸来完成的。输送气缸是具有200mm长气杆的气缸,气缸的前后两端都装有传感器,用来检测气杆是否到位。输送气缸的气杆有特殊要求,因为气杆要求要把螺母从管道中送到工件上,所以当螺母在管道与工件之间时,螺母不能脱离气杆,而当螺母到达工件表面时,气杆要能立即把螺母准确地定位到定位销上。为能达到这个要求,可以利用螺母是铁的,而铁可以被磁铁吸住这一性质利用这一性质有两种实现方案:方案一:采用电磁线圈缠绕在气杆外,当要输送螺母时,则发送信号让线圈通电,气杆被磁化而具有磁性,螺母被吸住运行到定位销上方时,位于输送气缸前端的传感器即发出信号让线圈立即失电,气杆也失去磁性,螺母在重力的作用下,掉落到定位销上,即实现了所要求的功能。方案二:采用永磁铁对气杆进行磁化。但是此方案对气杆有特殊要求,当螺母运送到定位销时,夹在磁铁中间的部分须才用不锈钢或其它不易被磁化的物质做成。在输送气缸的出口处安装两块磁铁,气杆一伸出气缸就被磁铁磁化,即带有磁性。螺母被气杆吸住一直送到定位销的上方时,此时气杆被两块磁铁夹住的部分正好是不锈钢,气杆没有被磁化而失去磁性,螺母随即掉在定位销上,从而也实现了此过程两种方案均能实现要求,但是应用第一种方案时,控制部分就会复杂一些,而第二种方案的那种形状的气杆也需定制,所以两种方案各有千秋,本设计选用第二种方案。92.2输送气缸的选择输送气缸在整个过程中输送螺母是由快速到缓慢的一个减速过程。其运动特性如下图所示。故在选择气缸的时候就要选择能够快速缓冲降速的气缸。查资料选择日本SMC产品的RHC系列中的RHCF20-250-C73L。其缸径为,行程为,并带有两个磁性开关,脚座安装。其特长缓冲,减速效果良好;并且进气孔大,可增加活塞速度。其主要参数如下所示:最高使用压力:环境及流体温度:1060动作原理:输送杆输送螺母:输送杆迅速地顶出螺母并迅速向前行进,再次同时一部分空气经过缓冲密封圈和活塞杆的空间到出气孔缓冲开始:缓冲密封圈关闭了缓冲室。空气只能通过杆盖内的缓冲通道。释放动作:空气通过杆盖内的通道流向出气孔,以获得平稳的缓冲效果。缓冲完成:换向阀换向,开始运行相反方向的行程,空气经过缓冲密封圈,象单向阀一样,开始把活塞推开复位:一旦缓冲套从缓冲密封圈拉出来后,进行反向行程动作。两个释放气缸在要求上不是很高,只要能够提供力量使螺母不掉下即可。查资料选择RCB10即可。输送气缸 装置的设计根据输送气缸的尺寸设计其辅助装置的尺寸输送气缸的法兰盘的尺寸与连接管道的法兰盘尺寸大小一致,其形状如下图所示,具体尺寸参数为: 图9-2-2 输送汽缸的法兰盘连接管道的总长l280,其外径D=30,d20。在输送装置的最前端有一输送杆,其上端为一螺母状,连接气缸的活塞杆,螺母的型号为M10,下端接一直径为d6mm的细长杆,其长度为s300,在输送杆下端呈一圆锥台的形状,是为了更方便地插入凸焊螺母的孔中。 图9-3-3 输送杆的示意图前面已述螺母在输送杆时是利用螺母能被磁铁吸住这一原理,但是螺母在被释放时,是利用了不锈钢不能被磁化的这一性质。我们在设计输送杆时就要考虑到输送杆的不锈钢的放置位置。螺母需要在达到工件表面时被释放,即当输送气缸的活塞杆完全伸出时释放螺母,而活塞杆长250mm即在输送杆的250mm处置一长20mm不锈钢。9.2.3万能支架输送气缸在输送的过程中,因为有可能工件改变位置而需要调整整个输送气缸的位置,为此设计了一个万能支架。此支架在空间中能够任意调整输送气缸的位置。要实现空间任意位置的定位,即需在X-Y-Z坐标系中能够在三个坐标轴的方向上作任意的移动,且三个方向互不干涉。在X轴方向上主要依靠输送汽缸本身的固定位置或调节水平杆的角度来实现;在Y轴方向上主要是水平杆在Y轴方向上的移动来实现;在Z轴方向上主要是依靠竖直杆在Z轴的上下移动实现。由此,在此万能支架在X、Y、Z三个方向上能够自由定位,且三个方向上互不约束,即实现了空间任意位置的定位。9.2.4仓储料斗螺母输送装置在输送螺母一段时间以后,就会因为料斗中没有螺母没有螺母的存在而停止工作,这时我们可以人为地为料斗中加入螺母继而继续进行焊接,但是这样就会影响到我们的工作率。为此,我们设计一种自动加料装置,它可以帮助我们在没有人的情况下能使机器继续工作。我们在料斗的上方设置一大型的料斗,里面储有大量的凸焊螺母。当检测装置发现料斗中的螺母很少时,便自动启动仓储料斗下的振动器,则仓储料斗中的螺母就会不断地落入振动料斗里,直到到达一定地数量后则仓储料斗自动关闭。这样地话,那么这一装置可以在一段较长的时间内实现无人化操作。电磁汇流板在设计上主要是将气动三连件所输送来的气体分发给各个阀门,然后再由阀门来控制气缸的运行。9.3元器件的选择9.3.1键的选择在选择电机时,电机的安装尺寸前面已述,其轴上的键槽尺寸为420,而其轴径为12,根据尺寸及电机轴的外形,查机械设计手册得:单圆头普通平键(C型)420 GB 1096-79,键的高度为4mm.9.3.2塑料软管的选择塑料软管在本系统中的作用主要是传送螺母的输送通道,所以它要有柔性而且要有一定的耐温,抗腐蚀的性能。乙烯基软管弹性好,便宜,在40psig3压力和室温下是最好的。所以选择乙烯基软管作为螺母的运输管道。其最高的使用温度为82。9.3.3弹簧的选择 在输送气缸的前端有一活页门,利用弹簧对其进行自动关闭。弹簧在此承受的为扭转力,故采用扭转弹簧中的外臂扭转弹簧,其安装示意图如下图所示:在气缸没有动作的情况下,弹簧只承受螺母及活页门的重力,而螺母和门的重量相当轻,所能给予门的压力非常小,所以只需考虑气缸的压力能否推开门。查资料选得:弹簧的直径即能满足要求。图9-3-4 扭转弹簧的安装示意图9.3.4轴承的选择 在本系统中轴承作为主要的作用不在于它所能承受的载荷,而在于它的形状大小能否与料斗的尺寸相匹配。并且由于本系统中的载荷并不大,所以在本设计中无需对轴承进行校核。轴承在系统中既要承受径向载荷又要承受轴向载荷,故选定角接触球轴承。根据料斗的形状大小选定的轴承的轴承代号为7312C。作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。9.4仓储料斗螺母输送机在输送螺母一段时间以后,就会因为料斗中没有螺母没有螺母的存在而停止工作,这时我们可以人为地为料斗中加入螺母继而继续进行焊接,但是这样就会影响到我们的工作率。为此,我们设计一种自动加料装置,它可以帮助我们在没有人的情况下能使机器继续工作。我们在料斗的上方设置一大型的料斗,里面储有大量的凸焊螺母。当检测装置发现料斗中的螺母很少时,便自动启动仓储料斗下的振动器,则仓储料斗中的螺母就会不断地落入振动料斗里,直到到达一定地数量后则仓储料斗自动关闭。这样地话,那么这一装置可以在一段较长的时间内实现无人化操作。总 结毕业设计总结: 紧张而又辛苦的毕业设计结束了。我们快要完成老师下达给我们的任务是时候,我仿佛经历一次翻山越岭,登上了高山之巅,顿时心旷神怡,眼前豁然开朗。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”,通过这次毕业设计我们深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真地进行毕业设计,学会脚踏实地地迈开这一步,就是为了明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话,毕业设计真的是有点累。然而,当我们着手清理自己的设计资料,分析数据,得出的零件实物,仔细回味这七周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使
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