自動(dòng)控制的鋼球分離器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱向陽(yáng)，陸迺田

（中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110043）

0 引言

傳統(tǒng)的裝配設(shè)備（如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋）是靠人工上料鋼球，缺乏穩(wěn)定性和鋼球上料的精確性。鋼球是個(gè)規(guī)則的球體，其直徑大小不同，表面經(jīng)過(guò)處理后光滑不易夾持。在一些使用鋼球數(shù)量較多的設(shè)備上，對(duì)鋼球的裝配時(shí)間占整個(gè)設(shè)備裝配時(shí)間的很大一部分，所以在裝配生產(chǎn)線研究開(kāi)發(fā)一套簡(jiǎn)單實(shí)用的鋼球分離器，在國(guó)內(nèi)外一直是個(gè)備受矚目的課題。

在鋼球下落過(guò)程中，由于其重量輕，會(huì)存在不同程度的堵塞、卡滯現(xiàn)象，鋼球越小堵塞越易發(fā)生。鋼球的直徑小、沖擊力小，在下落過(guò)程中極易偏離軌道、不易控制，是造成鋼球堵塞的直接原因。

針對(duì)現(xiàn)有鋼球分離設(shè)備的堵塞嚴(yán)重、鋼球間分離困難等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)控制的鋼球分離器。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制鋼球分離器的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括動(dòng)力源、推桿、壓板、滑塊、底板及振料器。其中：底板的一側(cè)均布有多個(gè)動(dòng)力源，壓板安裝在底板另一側(cè)的上方；每個(gè)所述動(dòng)力源均連接有推桿，各推桿的一端分別與相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力源輸出端相連，另一端均連接有在所述壓板與底板之間往復(fù)移動(dòng)的滑塊；壓板上均布有多個(gè)鋼球進(jìn)料口，每個(gè)鋼球進(jìn)料口分別通過(guò)鋼球輸送滑道與所述振料器相連通，底板的另一側(cè)均布有多個(gè)鋼球出料口；滑塊上均布有多個(gè)接球孔，通過(guò)動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，振料器分離至各鋼球進(jìn)料口的鋼球，經(jīng)接球孔流入所述鋼球出料口，由該鋼球出料口流出。

底板上分別開(kāi)有進(jìn)氣口及出氣口，進(jìn)氣口與出氣口通過(guò)氣道相連通，底板上各鋼球出料口分別與所述氣道相連通；壓板上均布有多個(gè)檢驗(yàn)鋼球輸送滑道內(nèi)是否有鋼球及各鋼球進(jìn)料口是否有鋼球下落的傳感器；動(dòng)力源、推桿、滑塊、鋼球進(jìn)料口、鋼球出料口、鋼球輸送滑道、接球孔及傳感器的數(shù)量均相同，且一一對(duì)應(yīng)，各傳感器分別通過(guò)固定架安裝在各鋼球輸送滑道的同一側(cè)；相對(duì)應(yīng)的鋼球出料口位于鋼球進(jìn)料口的側(cè)下方；壓板與底板之間的兩側(cè)分別設(shè)有前擋板及后擋板，該前擋板與后擋板之間形成供所述滑塊往復(fù)移動(dòng)的滑道；接球孔與鋼球進(jìn)料口連通的頂部及鋼球出料口與接球孔連通的頂部均為沉孔形狀。

本裝置的工作原理為：推力氣缸為動(dòng)力源，在振料器的出口處，根據(jù)鋼球直徑的大小，鋼球被振料器分離到鋼球輸送滑道中，流入到鋼球進(jìn)料口。當(dāng)需要有鋼球輸送時(shí)，會(huì)給推力氣缸一個(gè)信號(hào)，推力氣缸會(huì)通過(guò)推桿帶動(dòng)滑塊向前滑動(dòng)；當(dāng)滑塊上的接球孔與鋼球進(jìn)料口連通時(shí)，鋼球落入接球孔中；滑塊繼續(xù)在推力氣缸的作用下向前滑動(dòng)，當(dāng)鋼球出料口與接球孔連通時(shí)，一個(gè)鋼球即被分離到鋼球出料口。然后，推力氣缸馬上后退到位，其余的鋼球會(huì)繼續(xù)停留在鋼球進(jìn)氣口處?；瑝K的行程是靠前、后擋板決定的。在鋼球分離器工作時(shí)，會(huì)經(jīng)進(jìn)氣口沿氣道通入壓縮空氣到每個(gè)鋼球出料口，增加鋼球的滑動(dòng)速度，防止單個(gè)鋼球在輸送管路中被卡滯。傳感器則可檢驗(yàn)鋼球進(jìn)料口是否有鋼球下落，及鋼球輸送滑道里面是否有鋼球。

圖1 自動(dòng)控制鋼球分離器的整體結(jié)構(gòu)示意

2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

本設(shè)計(jì)包括動(dòng)力源推桿、壓板、滑塊、前擋板、底板、后擋板、傳感器及振料器，其中底板的一側(cè)沿長(zhǎng)度方向均布有多個(gè)動(dòng)力源，即推力氣缸。各推力氣缸等高設(shè)置，分別通過(guò)安裝架固定在底板上。底板一側(cè)的板厚小于另一側(cè)，在另一側(cè)上分別固接有前擋板、后擋板，壓板固定在該前、后擋板的上方，這樣就由壓板、底板、前擋板及后擋板圍成滑道。

每個(gè)推力氣缸的輸出端均連接一推桿，各推桿的一端與推力氣缸的輸出端相連，另一端由后擋板穿過(guò)、連接有可在滑道內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的滑塊。壓板上沿長(zhǎng)度方向均布有多個(gè)鋼球進(jìn)料口，每個(gè)鋼球進(jìn)料口均通過(guò)鋼球輸送滑道與振料器相連通。本發(fā)明的振料器為市購(gòu)產(chǎn)品，為沈陽(yáng)市吉龍自動(dòng)化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的振料盤(pán)。每個(gè)滑塊上沿厚度方向均開(kāi)有接球孔，底板的另一側(cè)沿長(zhǎng)度方向均布有多個(gè)鋼球出料口，每個(gè)鋼球出料口均沿板厚方向開(kāi)設(shè)。壓板上沿長(zhǎng)度方向均布有多個(gè)傳感器，可檢驗(yàn)鋼球輸送滑道內(nèi)是否有鋼球及各鋼球進(jìn)料口是否有鋼球下落的。推力氣缸、推桿、滑塊、鋼球進(jìn)料口、鋼球出料口、鋼球輸送滑道、接球孔及傳感器的數(shù)量均相同，且一一對(duì)應(yīng)，各傳感器分別通過(guò)固定架安裝在各鋼球輸送滑道的同一側(cè)。每個(gè)接球孔與相對(duì)應(yīng)的各鋼球進(jìn)料口連通的頂部及每個(gè)鋼球出料口與相對(duì)應(yīng)的接球孔連通的頂部均為沉孔形狀，以便鋼球能夠順利流動(dòng)；相對(duì)應(yīng)的鋼球出料口位于鋼球進(jìn)料口的側(cè)下方，為滑塊留出了移動(dòng)空間。

3 小結(jié)

采用以上技術(shù)方案，本設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）每個(gè)滑塊分別配備了相應(yīng)的推力氣缸，增加了鋼球分離器的靈活性和多樣性，避免鋼球分離發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

（2）在鋼球出料口處輸入了壓縮空氣，增加了鋼球的滑動(dòng)速度，防止單個(gè)鋼球在輸送路上被卡住。

（3）在壓板上設(shè)置了傳感器，可檢驗(yàn)鋼球進(jìn)料口是否有鋼球下落以及鋼球輸送滑道里是否有鋼球。

（4）在不損傷鋼球表面質(zhì)量的前提下，以推力氣缸為動(dòng)力元件，同時(shí)在鋼球出料口處通入氣體，推著鋼球向前滑動(dòng)。根據(jù)每臺(tái)機(jī)器的工作特點(diǎn)，可將鋼球分離器安裝在用于裝配鋼球的設(shè)備上。

［1］楊秀貴.雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)軸向雙擋板分離器改造［J］.科技視界，2015（24）：122.

［2］朱克明.鋼球自動(dòng)壓裝機(jī)的設(shè)計(jì)［J］.常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（2）：88-90.