论文部分内容阅读
摘 要：柴油机装配生产线需要大量使用螺钉套装垫片合件，人工套装螺钉弹垫效率低、工人劳动强度大。为了解决这个问题研发了一种全自动螺钉弹垫套装机，该设备可实现每小时套装3500件螺钉套装垫片合件，效率高、经济实用。
关键词：螺钉弹垫；套装机；全自动；姿态调整；振动盘
中图分类号：TQ560.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0234-01
引 言
我公司在柴油机制造过程中大量使用螺钉加弹簧垫圈进行装配，弹簧垫片的套装数量大，装配工人劳动强度大、效率低，影响装配速度。为了快速准确的进行螺钉垫片的自动装配，研发了该款全自动螺钉垫片套装机。
1 螺钉弹垫套装机的工作原理
电磁振动盘是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。
该设备通过电磁振动盘将螺钉单个排列输送并进行姿态调整，然后通过滑道输送到螺钉配送盘。垫片通过垫片振动盘装置将垫片单个输送并保持特定姿态将垫片通过输送轨道输送到配送盘套装工位。螺钉和垫片在配送工位套装后随着配送盘的旋转利用切线轨道完成下线。由于该机可以制作成适应不同规格螺钉的机构，下面以M10螺钉弹垫的套装进行介绍。
1.1 螺钉震动送料机构
通过电磁振动盘将螺钉进行分拣。将批量螺钉放入振动盘内，开启振动盘，螺钉随着振动盘的高频振动将螺钉通过螺旋槽进行提升并输送到螺钉输送轨道前端。
1.2 螺钉姿态调整及输送
电磁振动盘将螺钉输送到螺钉输送轨道前端后，通过轨道前端缺口，将正确姿态（螺钉头朝向振动盘）的螺钉送入螺钉滑道。多余的和姿态错误的螺钉通过滑道前端的缺口重新掉入振动盘进入下一轮输送。螺钉进入滑道后由振动盘传递的震动和自重驱动螺钉沿着轨道输送，最后到达配送盘配送工位。
1.3 弹垫震动送料机构
弹垫的分拣也是利用电磁振动盘将弹垫进行分拣。与螺钉分拣不同的是在电磁振动盘螺旋轨道的出口设置了节流口。节流口的作用是保证一次只能通过一个弹垫，其余弹垫坠落到下层螺旋轨道继续输送，为垫片的姿态调整做准备。
1.4 弹垫的姿态调整及输送
为了使套装装置能够将垫片准确无误的套装在螺钉上，需要在垫片在输送时就将垫片调整到套装姿态并保持姿态。弹垫既不能叠加也不能转动。通过对垫片结构的分析，在经过多次试验最后设计出了弹垫姿态调整及输送装置。该装置利用弹垫两侧高度差，设计了带台阶的输送轨道，弹垫在轨道内开口侧高于轨道面卡在轨道上端面的缺口处以保证弹垫在轨道中不能发生旋转，轨道的高度只能允许单个弹垫进入保证了弹垫在运输中不会叠加。由于轨道口的导向轨道制作的比较窄，来不及进入轨道而拥挤在轨道口的弹垫垫片通过挤推而掉入振动盘。进入轨道的弹垫在振动盘的振动力驱使下在轨道中滑动，最后到达螺钉弹垫套装工位（见图1～4）。
1.5 螺钉垫片套装装置
套装装置由螺钉配送盘、螺钉状态保护栏、套装工位和螺钉合件下線工位组成。
配送盘圆周十二等分加工出圆形槽孔（以M10螺钉为例为？准10）用来竖直放置螺钉。为了可以套装长度不同的螺钉，中间旋转轴制成空心结构，通过手柄调整拉动轴心的螺栓，螺栓连接旋转盘可以使旋转盘升降。在螺钉轨道末端通过配送盘的旋转轨道上的螺钉进入卡槽。螺钉随着配送盘的旋转将其输送到套装工位，剩余轨道的螺钉留在轨道上，等待下一个卡槽。为了保护螺钉不会在配送盘上旋转时掉落，在螺钉输送侧圆弧边缘设置了弧形保护栏，保证螺钉不会掉落且一直处于垂直状态以便进行顺利的套装。螺钉到达套装工位后和处于套装工位的弹簧垫片（轨道倾斜20°）进行套装，套装后随着配送盘螺钉的旋转将弹簧垫片由垫片轨道进行输送。垫片轨道末端做成与配送盘相切的形状使螺钉弹垫合件顺利从配送盘下线，并在下线后在轨道滑移，依靠自重将弹垫套到螺钉根部，最后合件掉入零件收集箱。该配送盘上下可以调节，通过调节配送盘的高度可以适应长度在20～80mm的螺钉。
2 机床的控制
此设备主要通过两个振动盘的调节器配合完成螺栓、垫片的控制。通过全波/半波切换开关进行震幅的调整，速度旋钮顺时针方向调节振幅变大，反之变小。电气控制盒连接振动盘电气插头，接通电源，打开开关，缓慢转动电位器，逐渐达到需要的送料数量即可。最后要注意的是在开机前一定要将电位器调至最低值，以免损坏控制器中的可控硅。配送盘驱动电机功率低仅4W，通过调节转速（5r/min），可实现3500件/h的套装速度。配送盘转速低安全节能。
3 机床的特点及应用效果
该机床具有以下显著特点：
（1）设备部件少，成本低；
（2）套装准确度高，速度快，适合大批量使用螺钉弹垫合件的场合；
（3）柔性好，可以适应不同长度规格的螺钉；
（4）通过改变轨道和配送盘尺寸可以实现大多数种类螺钉弹垫的套装；
（5）配送盘转速低、功率小安全可靠；
（6）电气控制部分简单易操作。
这个设备已经成功投入到我公司柴油机装配线的使用中，每小时可自动套装3500套螺钉弹垫合件，替代了2～3人的劳动，减轻了生产工人的劳动强度，提高了劳动生产率。生产车间对该设备评价很高。
参考文献
[1]濮良贵，继明刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2006，5.
[2]胡 兵.电磁振动盘的应用探讨.现代制造，2016（6）：36～37.
收稿日期：2018-4-14
作者简介：衡红星（1991-），男，助理工程师，工学学士，毕业于山西农业大学，机械设计制造及其自动化专业，主要研究方向为机械设备的维修与改造。
关键词：螺钉弹垫；套装机；全自动；姿态调整；振动盘
中图分类号：TQ560.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0234-01
引 言
我公司在柴油机制造过程中大量使用螺钉加弹簧垫圈进行装配，弹簧垫片的套装数量大，装配工人劳动强度大、效率低，影响装配速度。为了快速准确的进行螺钉垫片的自动装配，研发了该款全自动螺钉垫片套装机。
1 螺钉弹垫套装机的工作原理
电磁振动盘是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。
该设备通过电磁振动盘将螺钉单个排列输送并进行姿态调整，然后通过滑道输送到螺钉配送盘。垫片通过垫片振动盘装置将垫片单个输送并保持特定姿态将垫片通过输送轨道输送到配送盘套装工位。螺钉和垫片在配送工位套装后随着配送盘的旋转利用切线轨道完成下线。由于该机可以制作成适应不同规格螺钉的机构，下面以M10螺钉弹垫的套装进行介绍。
1.1 螺钉震动送料机构
通过电磁振动盘将螺钉进行分拣。将批量螺钉放入振动盘内，开启振动盘，螺钉随着振动盘的高频振动将螺钉通过螺旋槽进行提升并输送到螺钉输送轨道前端。
1.2 螺钉姿态调整及输送
电磁振动盘将螺钉输送到螺钉输送轨道前端后，通过轨道前端缺口，将正确姿态（螺钉头朝向振动盘）的螺钉送入螺钉滑道。多余的和姿态错误的螺钉通过滑道前端的缺口重新掉入振动盘进入下一轮输送。螺钉进入滑道后由振动盘传递的震动和自重驱动螺钉沿着轨道输送，最后到达配送盘配送工位。
1.3 弹垫震动送料机构
弹垫的分拣也是利用电磁振动盘将弹垫进行分拣。与螺钉分拣不同的是在电磁振动盘螺旋轨道的出口设置了节流口。节流口的作用是保证一次只能通过一个弹垫，其余弹垫坠落到下层螺旋轨道继续输送，为垫片的姿态调整做准备。
1.4 弹垫的姿态调整及输送
为了使套装装置能够将垫片准确无误的套装在螺钉上，需要在垫片在输送时就将垫片调整到套装姿态并保持姿态。弹垫既不能叠加也不能转动。通过对垫片结构的分析，在经过多次试验最后设计出了弹垫姿态调整及输送装置。该装置利用弹垫两侧高度差，设计了带台阶的输送轨道，弹垫在轨道内开口侧高于轨道面卡在轨道上端面的缺口处以保证弹垫在轨道中不能发生旋转，轨道的高度只能允许单个弹垫进入保证了弹垫在运输中不会叠加。由于轨道口的导向轨道制作的比较窄，来不及进入轨道而拥挤在轨道口的弹垫垫片通过挤推而掉入振动盘。进入轨道的弹垫在振动盘的振动力驱使下在轨道中滑动，最后到达螺钉弹垫套装工位（见图1～4）。
1.5 螺钉垫片套装装置
套装装置由螺钉配送盘、螺钉状态保护栏、套装工位和螺钉合件下線工位组成。
配送盘圆周十二等分加工出圆形槽孔（以M10螺钉为例为？准10）用来竖直放置螺钉。为了可以套装长度不同的螺钉，中间旋转轴制成空心结构，通过手柄调整拉动轴心的螺栓，螺栓连接旋转盘可以使旋转盘升降。在螺钉轨道末端通过配送盘的旋转轨道上的螺钉进入卡槽。螺钉随着配送盘的旋转将其输送到套装工位，剩余轨道的螺钉留在轨道上，等待下一个卡槽。为了保护螺钉不会在配送盘上旋转时掉落，在螺钉输送侧圆弧边缘设置了弧形保护栏，保证螺钉不会掉落且一直处于垂直状态以便进行顺利的套装。螺钉到达套装工位后和处于套装工位的弹簧垫片（轨道倾斜20°）进行套装，套装后随着配送盘螺钉的旋转将弹簧垫片由垫片轨道进行输送。垫片轨道末端做成与配送盘相切的形状使螺钉弹垫合件顺利从配送盘下线，并在下线后在轨道滑移，依靠自重将弹垫套到螺钉根部，最后合件掉入零件收集箱。该配送盘上下可以调节，通过调节配送盘的高度可以适应长度在20～80mm的螺钉。
2 机床的控制
此设备主要通过两个振动盘的调节器配合完成螺栓、垫片的控制。通过全波/半波切换开关进行震幅的调整，速度旋钮顺时针方向调节振幅变大，反之变小。电气控制盒连接振动盘电气插头，接通电源，打开开关，缓慢转动电位器，逐渐达到需要的送料数量即可。最后要注意的是在开机前一定要将电位器调至最低值，以免损坏控制器中的可控硅。配送盘驱动电机功率低仅4W，通过调节转速（5r/min），可实现3500件/h的套装速度。配送盘转速低安全节能。
3 机床的特点及应用效果
该机床具有以下显著特点：
（1）设备部件少，成本低；
（2）套装准确度高，速度快，适合大批量使用螺钉弹垫合件的场合；
（3）柔性好，可以适应不同长度规格的螺钉；
（4）通过改变轨道和配送盘尺寸可以实现大多数种类螺钉弹垫的套装；
（5）配送盘转速低、功率小安全可靠；
（6）电气控制部分简单易操作。
这个设备已经成功投入到我公司柴油机装配线的使用中，每小时可自动套装3500套螺钉弹垫合件，替代了2～3人的劳动，减轻了生产工人的劳动强度，提高了劳动生产率。生产车间对该设备评价很高。
参考文献
[1]濮良贵，继明刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2006，5.
[2]胡 兵.电磁振动盘的应用探讨.现代制造，2016（6）：36～37.
收稿日期：2018-4-14
作者简介：衡红星（1991-），男，助理工程师，工学学士，毕业于山西农业大学，机械设计制造及其自动化专业，主要研究方向为机械设备的维修与改造。