生產線間歇推進機構的比較與設計

摘要本文針對待加工件在各個流水線之間的推送、加工成品向產品運送終端的推送的問題，設計了幾種間歇推進機構，并對以上機構的優缺點、設計要點與難點進行了橫向和縱向的比較，最終選取了槽輪-桿組機構進行設計，并詳細介紹了設計過程。

關鍵詞 現代流水線 槽輪-桿組 動停比 急回特性

中圖分類號：TB114.3 文獻標識碼：A

Comparison and Design Production Line Intermittent Promote System

SUN Zeyang， XU Yilin， SHI Zenghui

(School of Mechanical Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 611756)

AbstractThis paper base on the problems in push process of machined part among each streamline， and in push process of processing products in products ship terminal， designed several intermittent promote systems， And took vertical and lateral comparison to the above advantages and disadvantages of the system， eventually selected the sheave-assurgroup design system to design， meanwhile， this paper introduces its design process.

Key wordsthe modern assembly line; sheave-assurgroup; movement-static rate; quick-return characteristics

1 研究背景與意義

流水線是在一定的線路上連續輸送貨物搬運機械，又稱輸送線或者輸送機。流水線輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應用十分廣泛。同時，在現代工業生產中，生產工序具有以下特點：

（1）原料始端與產品終端分開，由不同部門負責；（2）各工序、工步間分工明確，各司其職；（3）單一流水線無法完成復雜工序，一般由若干流水線組成。

基于以上原因，現代工業生產中各條流水線之間有著一定的聯系，即產品完成某加工步驟后進入下一流水線完成下一加工步驟，待完成所有加工步驟后，進入最后的包裝生產線。因此，待加工件在各個流水線之間的推送、加工成品向產品運送終端的推送顯得至關重要。

2 研究切入點

現有流水線自動推動裝置多由氣壓傳動裝置完成，此種機構不利于小規模生產線的生產成本縮減需求。為了從更廣闊的角度解決該問題，筆者將從機械原理角度入手，設計多種機械機構，解決該自動間隙推送問題，并通過對設計的幾種機械機構進行運動、受力的分析與比較，選擇出較為合理的機構，為工業上解決該類問題提供一種可能的解決方案。

3 幾種間歇推動機構的比較

筆者設計了三種機構用以完成間歇推動運動，現基于搜集的相關資料，列各機構的優缺點及設計要點如表1：

用于水平推動流水線上產品的自動間歇推動裝置要求機構的運動較為準確、平穩以保證推動的準確性，并要求機構運行穩定、沖擊少以保證工作狀態的穩定性。基于以上要求及對各機構優缺點的分析對比，選取結合槽輪和桿組的間歇推動機構進行設計。

表1

4 槽輪-桿組機構的分析與設計

將槽輪機構與平面桿組機構結合，設計了一種可實現推動時間精確控制且具有雙工作位的間歇推動機構。裝置工作時，帶有銷的轉臂旋轉，當進入槽輪上的徑向槽時，帶動槽輪旋轉，同時槽輪與一曲柄滑塊機構相連，將旋轉運動轉換為水平直線運動。

（1）由單銷轉臂推算槽輪機構轉位時間、停歇時間和動停比與主動件轉速間關系

設槽輪有則Z個均勻分布的徑向槽，槽輪每一次轉動過程中的轉角位2，主動件相應的轉角位2，撥盤銷數為m，動停比為K。

轉臂上的圓銷是在輪槽中心線與圓銷中心的軌跡圓相切的條件下進入和退出的，得：

2 = ， 2 =- 2 =（1-1）

設主動件轉臂轉一周時間為T，槽輪的轉位分度運動時間為tf，槽輪停歇時間為td，則當主動件轉臂的角速度為w1常數時：

==，= 1 -

代入（1-1），又T = ，得：

動停比K為槽輪的轉位時間tf與停歇時間td之比：

K === 1 -

（2）計算多銷撥盤引起轉位時間、停歇時間和動停比K的變化

設有m個圓銷均勻分布在撥盤同一圓周上，因為后一圓銷只有在前一圓銷脫離槽輪后才能進入銷槽內，故每兩個圓銷間的夾角必須大于2，2為槽輪每次轉角2相對應的撥盤轉角，即：＞2 =- 2 = ，因此m = 2＞，即m＜

此時槽數每一次轉位后的停歇時間td為（其中n為撥盤轉速）td = ，代入（1-1）式：

td =()（2-1）

（2-2）

得動停比K：

及轉速和停歇時間之間的關系 ：n1 =()

（3）將槽輪間歇轉動轉化為平推運動的連桿機構

連桿工作過程：槽輪每次轉動90度，帶動連桿1間歇旋轉90度，由平衡位置將推桿向外側傳送帶推動工件時間為槽輪轉位時間tf，工件到位后，停歇時間為td，下一個90度，推桿返回原位，靜止時間仍為td；再下個90度，則同理推動內側傳送帶上的物品，實現雙側的貨位處理。

假設推桿在推送過程中的位移量（即傳送帶帶寬）為L，連桿1和連桿2桿長分別為和，單邊傳送帶上貨物到位時間間隔為ts，其他參數假設同上：

（1）貨物間隔時間和轉速，槽輪個數的關系：

由工作過程分析知ts = 4(td + tf)

兩側軌道之間的時間差為t = 2(td + tf)，代入（2-1）、（2-2）得：ts = ，t =

（2）兩連桿桿長計算：

由于推桿的中間位置為兩軌道中間，所以兩側推程相同，得： = 2

連桿1連桿2共線，推進最遠處，當連桿2為斜邊，連桿1為一直角邊時推桿回復原位，有：( + ) -= L

整理得 = ， =

參考文獻

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