氮?dú)鈴椈闪慵b配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘? 要：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，氮?dú)鈴椈傻氖褂迷絹?lái)越多，對(duì)于氮?dú)鈴椈傻膲勖笠彩窃絹?lái)越高，其中氮?dú)鈴椈傻拿芊庑允怯绊懙獨(dú)鈴椈蓧勖闹饕蛩兀獨(dú)鈴椈傻拿芊饧饕植荚诘獨(dú)鈴椈芍咨?。目前氮?dú)鈴椈芍酌芊饧陌惭b還是傳統(tǒng)手工安裝，會(huì)很大程度上影響氮?dú)鈴椈傻拿芊饩?。為提高其精度，本文主要是?duì)柱塞套密封件的自動(dòng)化裝配機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該裝配機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，具有一定的安全性。

關(guān)鍵詞：氮?dú)鈴椈?密封件;自動(dòng)化

常規(guī)的彈性元件結(jié)構(gòu)尺寸較大，使機(jī)械零件的尺寸也會(huì)變得較大，這樣不僅會(huì)增加占地面積還會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本。平常的彈性元件有的需要預(yù)緊，才會(huì)有彈力;有的在工作行程變化的時(shí)候會(huì)發(fā)生彈力不穩(wěn)定。對(duì)于精度要求較高的場(chǎng)合，顯然是不能滿足要求的。所以，需要研究出一款新的具有彈性功能的元件，這種元件要有非常完善的性能，能夠替代常規(guī)彈性元件，又有普通彈性元件所不具有的功能，它就是氮?dú)鈴椈伞Ｄ壳?，氮?dú)鈴椈傻膽?yīng)用廣泛。但氮?dú)鈴椈傻慕M裝采用的還是傳統(tǒng)的安裝方式，這種安裝方式效率低、生產(chǎn)強(qiáng)度大、裝配精度也較低，很難滿足目前的市場(chǎng)需要?，F(xiàn)設(shè)計(jì)氮?dú)鈴椈傻淖詣?dòng)裝配設(shè)備可以彌補(bǔ)以上缺陷。

1氮?dú)鈴椈芍?/p>

氮?dú)鈴椈傻闹饕芊饧植荚谥咨?，具有密封和?dǎo)向功能。

柱塞套安裝密封件的尺寸有：當(dāng)柱塞尺寸為D=50mm，L1為防塵密封圈安裝尺寸=5.3mm，L2為導(dǎo)向環(huán)安裝尺寸=5.6mm，L3為U型密封圈安裝尺寸=7.0mm，L4為O型密封圈安裝尺寸=5.0mm。

2 氮?dú)鈴椈芍纂S形夾具設(shè)計(jì)

夾具選擇仿形擋板固定，確定氮?dú)鈴椈芍椎闹睆綖?0mm，夾具的相應(yīng)尺寸根據(jù)柱塞套的直徑定制。

工作原理：主要可以通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)控制，通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的壓力以及通過(guò)管路施加到壓板上，由壓板通過(guò)彈簧在傳遞給擋板。然后使柱塞套能夠夾緊。

彈簧受到壓縮時(shí)，會(huì)受到導(dǎo)軌滑動(dòng)產(chǎn)生的阻力和其它一些阻力。這些阻力的大小約為10N，使夾具擋板能夠來(lái)回運(yùn)動(dòng)。初始?jí)毫Φ拇笮≡O(shè)為20N，彈簧的預(yù)計(jì)壓縮高度為15mm。

3上料機(jī)構(gòu)

上料機(jī)構(gòu)是將密封件移動(dòng)到規(guī)定位置，并通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)將其安裝在柱塞套中。上料機(jī)構(gòu)主要有供料、推送兩個(gè)部分組成。密封件通過(guò)倉(cāng)匣到推板通過(guò)氣缸將其移動(dòng)到規(guī)定位置再將其脫離。此種設(shè)計(jì)方案比較簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方便，只需根據(jù)密封件的不同尺寸更換倉(cāng)匣、固定座和推板即可。

上料機(jī)構(gòu)相關(guān)尺寸：空氣缸安裝板30×80×5，推料安裝板70×100×5，推料板50×70×5，推料擋板100×5×10，送料板50×20×3，倉(cāng)夾50×90，螺釘M10×15。

4撐圈機(jī)構(gòu)

柱塞套材料選用的為丁腈橡膠。根據(jù)丁腈橡膠的性能參數(shù)：彈性模量=6.1N/mm? 泊松比=0.5，判斷出O型圈在變形之后總體積基本不變。

由于 、 已知，當(dāng)δ為危險(xiǎn)值時(shí)可以推出O型圈即將進(jìn)行破壞的最大內(nèi)徑 和最小截面直徑 。

根據(jù)O型密封圈的尺寸大小，確定撐圈機(jī)構(gòu)。上料機(jī)構(gòu)的密封圈通過(guò)推板機(jī)構(gòu)將密封圈從倉(cāng)夾分離后通過(guò)滑道送至撐圈機(jī)構(gòu)的卡爪處。將氣缸下移，使卡爪向外展開(kāi)，達(dá)到撐圈的效果。

5壓縮機(jī)構(gòu)

壓縮機(jī)構(gòu)的主要作用是對(duì)密封圈進(jìn)行變形。

壓縮機(jī)構(gòu)中推桿受到的阻力大小主要是由接觸產(chǎn)生的摩擦力造成的，摩擦力的大小可由公式 得出。 為推桿與密封圈間的摩擦系數(shù)大約為0.1N，p為推桿使密封圈變形的過(guò)程中所受到的平均接觸應(yīng)力大小約為0.7MPa， 是推桿在密封圈變形的過(guò)程中接觸長(zhǎng)度20mm， 是密封圈與推桿的接觸高度5mm。

代入數(shù)據(jù)得出：

根據(jù)計(jì)算出的摩擦力大小選取氣缸。

6裝配機(jī)構(gòu)

裝配機(jī)構(gòu)選用的是O型密封圈的裝配機(jī)構(gòu)，其工作順序：密封圈在上料機(jī)構(gòu)中分離通過(guò)滑道到變形機(jī)構(gòu)，豎直機(jī)構(gòu)下移是密封圈與末端執(zhí)行器裝配，通過(guò)豎直、橫移機(jī)構(gòu)的相互作用使密封圈運(yùn)動(dòng)到柱塞套內(nèi)，通過(guò)脫料板是密封圈與裝配機(jī)構(gòu)分離。

7潤(rùn)滑油自動(dòng)噴涂

設(shè)計(jì)出自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，使?jié)櫥驮谄鋬?nèi)部更加均勻。在潤(rùn)滑裝置頭部裝一個(gè)紅外裝置，用于檢測(cè)與柱塞套的距離。

柱塞套內(nèi)徑尺寸為30mm，潤(rùn)滑裝置頭部距離柱塞套的距離為H。需要的高度根據(jù)公式：

代入相關(guān)數(shù)據(jù)得H=19.548mm。

8下料機(jī)構(gòu)

下料機(jī)構(gòu)主要由橫移部分、豎直部分和下料夾指組成。它的功能主要是通過(guò)各機(jī)構(gòu)相互運(yùn)動(dòng)將柱塞套從夾具上取下。

9總裝配機(jī)構(gòu)

由上料機(jī)構(gòu)、變形機(jī)構(gòu)、撐圈機(jī)構(gòu)等組成柱塞套密封件裝配機(jī)構(gòu)。

工作流程：通過(guò)夾具對(duì)柱塞套進(jìn)行夾緊，經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定好的工位上。安裝O型圈和防塵圈，由上料、撐圈、裝配機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行安裝到柱塞套內(nèi)。下料是由下料機(jī)構(gòu)將柱塞套從夾具上取下。

10總結(jié)

該氮?dú)鈴椈闪慵b配機(jī)構(gòu)根據(jù)柱塞套密封件傳統(tǒng)安裝方式確定相應(yīng)的工位。

整個(gè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)有如下優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)①機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制造成本不高。②機(jī)構(gòu)維修方便。③提高產(chǎn)品的質(zhì)量。④降低人力成本。⑤提高生產(chǎn)者的安全。缺點(diǎn)①運(yùn)行周期較長(zhǎng)。②如果機(jī)器的某個(gè)機(jī)構(gòu)損壞，機(jī)器將不能生產(chǎn)，會(huì)影響其運(yùn)作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉永亞.素平.邵振振.氮?dú)鈴椈擅芊饧詣?dòng)裝配機(jī)的設(shè)計(jì)[J].新型工業(yè)化.2018.8（1）：18-23.

[2]王通.氮?dú)鈴椈傻慕Y(jié)構(gòu)改進(jìn)和性能分析[D].昆明：昆明理工大學(xué).2018.

[3]常鐳民.馬金虎.U型渠成型機(jī)的設(shè)計(jì)[J].新型工業(yè)化.2017.17（7）：19-22.

作者簡(jiǎn)介：楊慧（1979.8.22——），漢族，女，安徽合肥人，碩士研究生，安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 智能制造學(xué)院講師，主要研究方向：機(jī)械工程F80849DF-0E0D-4572-BCF0-165EECEBDB69