一种新型液压驱动铝棒自动卸料装置的设计.pdf
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一种新型液压驱动铝棒自动卸料装置的设计.pdf
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2007年9月第35卷第9期机床与液压MACHINETOoLHYDRAUUCSS印2007V0135Nn9一种新型液压驱动铝棒自动卸料装置的设计陈海真(山东理工大学机械学院,山东淄博255000)摘要:
介绍了采用液压驱动的新型铝棒自动卸料装置,该装置的夹持头由4个对称的双滑块机构组成,夹持部位的小型液压缸话塞微动与滑块位移相配台央紧。
可以同时夹持多根铝棒。
该装置具有工作平稳、央紧可靠、生产率高、适应广泛等优点。
关键词:
双滑块机构;升降;走位;液压驱动中国分类号:
1fl+31文献标识码:
B文章编号:
100l一3881(0007)9一l鹋一2D鹤i印0fNewHydraIllicDriveAutomalicUnl吣dMechaIlismofAJuIIIin咖S触CHENHaizh即(Mech蚰iccou69e,sh蚰dongurIiv哪畸ofTechnolo盱,zibosh髓dong255000,china)Abs奸act:
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op;Displ唧nt;HydraulicdIi市场需求对铝业的生产提出越来越高的要求,不仅要求生产率高,而且铝棒的形状规格多样。
经调查国内的铝厂目前尚未有整套全自动生产线,从铝棒出炉、上滚床、切割到卸料装箱,多个工序仍是人工操作。
采用单件和手工上料和卸料,劳动强度大,生产率低,事故发生率高。
因此,研制与之相适应的生产设备,保证快速、安全生产势在必行。
国外虽有自动卸料装置,只是单件卸料,生产率难以提高,且价格昂贵,为改善目前的状况,笔者曾设计一种铝棒自动卸料装置,但采用的是精密丝杠传动,螺母移位加紧,由于丝杠较长,容易发生弯曲变形,影响传动精度,而且精密丝杠价格昂贵,基于以上原因,笔者又设计了一种新型的铝棒自动卸料装置。
1装置组成图1铝捧自动卸料装置升降部分转位癣分宪持击尊竟集万方数据第9期阵海真:
一种新型液压驱动铝棒自动卸料装置的设计169铝棒自动卸料装置由以下几部分组成:
夹持部分、升降部分、转向部分、走位部分、支撑部分和控制部分。
见图l。
夹持部分“1。
由双滑块机构、主动液压缸和支架组成。
夹持臂固联于滑块上,小型液压缸和嵌块间隔排列装于夹持臂上,见图2。
图2小型液压缸与嵌块的排列走位部分。
由上液压马达、齿轮、齿条、导轨、滑块组成,实现左右走位,满足左右料箱的装箱要求。
升降部分“】。
由升降液压缸、2个上导柱、导板、支座组成,完成重物的提升和下降工作。
转向部分。
由转向液压缸、下支座、轴承与限位组件、上支座组成,完成900的转位动作,见图34。
支撑部分”。
总支架承担夹持、升降、走位及物料的总重量。
图3转向机构图4轴承与限位器组件控制部分。
由计算机自动控制工作的全过程。
2工作原理当卸载方形和扁形铝棒时,要求层与层之间垂直摆放。
垂直摆放和回位夹料之前夹持机构转向90。
工作过程分两种情况:
(1)夹持圆形棒科时:
夹紧棒料提升走位一下降松夹上升回位下降。
(2)夹持方棒和扁棒时要求层与层之间垂直摆放,所以工作过程为:
夹紧棒料提升一走位一下降松夹一上升回位下降,夹紧棒料提升转位90。
走位下降松夹上升转位90。
走位下降。
夹持头部分的主动液压缸驱动上滑块上移,双滑块机构中的连杆摆动,左右两侧的滑块带动夹持臂移动,当左右夹持臂靠近棒料时,其上的小液压缸活塞微动夹紧,见图5;然后升降液压缸的括塞上移将重物提起,上升到一定高度后,上液压马达驱动齿轮转动,齿轮齿条啮合走位,行走至料箱正上方时停止走位;接着升降液压缸活塞下行。
夹紧机构连同棒料一起下降,下降至一定高度,夹紧机构中的小液压缸活塞回缩同时夹持头部分的主动液压缸驱动上滑块下移,双滑块机构反向摆动。
左右央持臂向外移动松夹,将棒料放人料箱中;然后升降液压缸活塞上移,将夹紧部分提起,上液压马达驱动齿轮反向转动,回位至料箱正上方,齿轮停止转动将夹持部分放下。
完成一个工作循环。
当卸方棒和扁棒时,在放料和夹持之前有90。
的转向动作,其它同上。
图5机构工作原理图3结构特点该系统主要采用液压传动,该种传动方式具有工作平稳、位移精确、夹紧可靠、生产率高等特点。
其具体结构详述如下:
(1)夹持部分的小型液压缸活塞微动,补偿棒料长度的误差而实现所有铝棒同时夹持,同时小液压缸与嵌块间隔布置,且左右夹持臂上的液压缸与嵌块也是间隔对应,保证每根棒料的一端都有活塞杆抵紧,使夹紧可靠。
(2)嵌块采用摩擦系数大,强度高的工程塑料。
以减轻夹紧机构的重量。
可以同时夹持816根棒辩,在工作台的左右都可以布置料箱,左右走位,生产率高。
(3)夹紧与松夹动作利用液压马达驱动,小型液压缸活塞微动来完成,工作平稳。
(4)2个上导柱与导板配合起导向作用,同时防止升降液压缸的活塞杆转动而导致夹持部分转动。
(5)在升降部分升降液压缸采用前端法兰式且布置在上方,以减小高度尺寸,使机构结构紧凑。
(6)夹持头与升降部分分开,用螺栓相联,更换方便。
(7)走位部分应用齿轮齿条传动,夹持头部分的构件用钢板联接,以降低成本。
(8)可实现圆形、方形及扁形棒料的卸料。
4设计计算设计计算包括液压系统参数的确定、横梁的强度与刚度计算、支架的稳定性计算、轴承的寿命验算等内容”J,以下介绍了主要液压缸压力的计算过程。
41小型液压缸压力的计算棒料与夹紧接触面间的摩擦力应足以承受棒料的重量,又不会发生由于压力过大而使铝棒端部发生塑性变形的现象。
(下转第182页)万方数据182机床与液压第35卷计算甜=(血Table粗imk)13(6)计算求得y=扎+Ay(7)上式中index为定点。
这种方法对于输出周期信号,如三角波、台阶波、梯形波、方波等非常方便,而且只需要存储有限的几点关键数据,占用的空间也非常小,速度和精度都可以得到非常好的保证。
对于任意波形信号,需要由上位机生成单周期的波形文件,用户可以手工输入,也可从ExcEL表格中提取生成文件。
然后由FPcA控制经usB存人DA缓存中,按所设定的频率对缓存进行扫描,控制DA输出。
3结论本系统在液压综合试验平台上对二阶阻容系统进行测试。
测试时采用正弦波形作为激励信号,频率为10IIz。
开启2个通道DA,输出率为1Ms8;同时开启2个通道AD,每个通道采样率为100kSs。
整个系统的负荷低于30,实验精度可达o001V,相对原有试验平台采用的研华PcI1716L信号采集卡和PcI172l高性能模拟量输出卡,精度提高了40,而且大大降低了成本,简化了系统的结构。
可见采用fH认与DsP混合结构的一体化的设计方案,不仅克服了传统测试系统在使用方面存在着的一些弊端,而且保持了传统仪器的良好性能,其实用前景十分广泛。
参考文献【l】肖忠祥数据采集原理M西安:
西北工业太学出版杜,20012【2】王诚,吴继华,范丽珍,薛宁,薛小刚,等Al沁m即cAcPLD设计(基础篇)M北京:
A民邮电出版社,20057【31An且logDevieee,AD叮865da协sheetDBOL,wwn日l】d日l龇删nda蛐砖d_p酊p4拼AAD78甑h眦,200n【4】F锄B勋&ce肿哪i0faSi胂w口坩UsiIlga皿圆c54xDigilalsigrdP10嘲唧DBoLhttp:
珏c慨00mdocappc枷oIe鲫珊删叩Pnoteab8昀cLjhtIIIl?
ab蛐IN删e=叩ra819,2004072(x)6一lo【5】张雄伟。
陈亮,徐光辉,等DsP芯片的原理与开发应用【M3版北京:
电子工业出版社,20032作者简介:
王晶晶(1983一),女,湖北孝感人,浙江大学硕士研究生。
主要研究方向:
机电系统测试与控制。
电话:
057l一879522266328。
E一md:
w蛐酹i晒ind)519ynho“咖tLcn。
收稿日期:
200610一培(上接第169页)静力平衡条件:
知一丘G强度条件:
q=羞t式中:
G为棒料总重;弘为摩擦系数;为接触面积;口,为许用挤压应力;耳为可靠系数,耳=11一I,3。
由压力p的大小可以选择小型液压缸”。
42夹持头主动液压缸的压力计算两次应用速度多边形杠杆法可以求出作用在双滑块机构中主动液压缸活塞上的压力,即可选择主动液压缸的压力,见图6。
速度多边形杠杆法又称可夫斯基杠杆法,它应用速度多边形和理沦力学的虚位移原理直接求平衡力R。
该机构的转向速度多边形p6cs:
,将惯性力肘。
化成垂直作用在8、c两点的2个力,所组成的个力偶。
力F的大小F=如。
然后将各力平移到转向速度多边形的对应点,并对极点p取力矩得F3pc+FcbFb。
pbFipd=o只=型艺;唑;图6转向速度多边形5结论
(1)此装置采用液压马达驱动走位,液压驱动升降,夹持部位的活塞微动与滑块位移相配合夹紧工件,夹紧液压缸与嵌块间隔对应布置,左右走位,所以具有工作平稳、位移精确、夹紧可靠、结构紧凑、生产率高等优点。
(2)此装置适用于圆形铝棒夹持卸载,也可夹持方棒和扁棒。
铝棒的规格是:
母100mm,币120m,西127姗,咖203mm;棒长:
500衄,700mmo75mmx75mm的方棒及125mx100的扁棒。
参考文献【1】郑文纬,吴克坚机械原理M7版高等教育出版社,19977:
67一lOl,37l一374【2J成大先机械设计手册液压传动M化学工业出版社,20味】:
20
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