工件180度翻轉裝置的設計

劉海影

摘 要：工件翻轉裝置是自動化生產線的重要組成部分，其設計的好壞直接影響整個自動化生產線的工作水平。文章討論了剛性自動化生產線工件翻轉裝置的機械結構，利用鏈輪鏈條傳動結合液壓傳動系統可實現工件的翻轉；對工件翻轉裝置的液壓傳動系統及控制系統進行了設計，分析了液壓傳動系統及控制系統的工作原理[1]。

關鍵詞：翻轉裝置；鏈輪鏈條；液壓系統

1 引言

傳統的機械零件加工方法，由于生產工藝落后，工序分散，特別是大型工件翻轉由人力手工完成，會造成生產效率低、工人勞動強度大、產品質量不穩定、生產成本增加等問題。而采用自動化生產線加工制造機械零件，可以將所有生產環節融合，其中的工件翻轉由自動化翻轉裝置完成，可大幅度減小工人的勞動強度，提高生產效率。為解決這個問題，設計了一種簡單易行的翻轉裝置[1]。工作原理圖如圖1

2 工作原理

傳輸方向由左向右。動力軌道裝在三個轉盤中，分別由兩只電動滾筒帶動；轉盤1、3起支承并固定動力軌道的作用，轉盤2通過電機帶動鏈輪鏈條（未畫出）轉動；上下各有兩只液壓缸，在旋轉過程中起夾緊作用。初始狀態時，上下兩處液壓缸處于非工作狀態；軌道1在電動滾筒帶動下圖1工作，工件由左向右進入翻轉裝置，當工件運行到正確位置，軌道側面光電開關工作，電動滾筒停止工作。這時頂升液壓缸頂起工件約為5mm，然后夾緊液壓缸夾緊工件；接著電機工作，帶動鏈輪鏈條旋轉過180度；由兩側接近開關控制旋轉的角度。翻轉結束后，上下兩液壓缸縮回，由工人對工件進行檢驗，檢驗完畢，軌道2工作，工件由軌道2輸送出去；電機帶動鏈輪鏈條反向轉動工180度，再進行對下一個工件的操作。

3 機械結構設計

3.1 總體布局

總體結構布局根據零件特點，機械裝置結構布局采用臥式。總體結構如圖，三個轉盤由四個支承桿相連，軌道1、2同時固定在轉盤1、3上，轉盤1、3支承在底座上（未畫出）；鏈條繞在中間轉盤的軌道里。頂升液壓缸工作，工件上升到一定位置（起保護軌道的作用），由夾緊液壓缸驅動夾緊工件，電機帶動鏈輪鏈條（未畫出）工作，即可將工件翻轉（見工作原理圖1）。

3.2 翻轉功能的實現

工件翻轉采用鏈輪鏈條結構來實現如圖2，鏈輪鏈條傳動是一種工業上應用非常廣泛的機械結構[2]，其中鏈條的兩端與中間轉盤的相連，電機帶動鏈輪旋轉（未畫出），中間轉盤在鏈條的牽引下即可進行轉動，從而帶動兩側轉盤轉動，實現對工件的翻轉。

4 控制系統的設計

4.1 液壓系統原理圖[3]

液壓系統原理圖如圖3所示。三位四通電磁換向閥分別控制升降缸、夾緊缸的運動方向。單向節流閥用于回油節流調速。執行機構由驅動升降的液壓缸、驅動夾緊松開的液壓缸組成。單向節流閥還用于平衡位置升降缸及其工作機構的自重以防下滑。

4.2 液壓與控制系統及工作原理

液壓及控制系統的工作原理簡述如下：

4.2.1 按下啟動按鈕，下軌道開始運轉，當工件運行到預定位置，光電開關斷開，下軌道停止運轉。

4.2.2 按下啟動按鈕，雙聯泵啟動，左換向閥左電磁鐵得電、三位四通電磁換向閥左位，此時升降缸上升。

4.2.3 升降缸上升到預定位置后，碰到行程擋塊，壓下行程開關S1，左換向閥左電磁鐵斷電；同時，右換向閥右電磁鐵得電，右三位四通電磁換向閥工作，實現對工件的夾緊。

4.2.4 夾緊工件的同時，碰到行程擋塊，壓下行程開關S3，右換向閥右電磁鐵失電，電機得電，帶動鏈輪鏈條開始轉動。

4.2.5 當轉盤2轉過180度時，轉盤1、3上金屬物碰到接近開關，電機失電，翻轉完成。

4.2.6 翻轉完成同時，碰到行程擋塊，壓下接近開關，左三位四通電磁換向閥中位，同時左電磁鐵得電，三位四通電磁換向閥左位，升降缸下降。

4.2.7 夾緊缸下降到預定位置后，碰到行程擋塊，壓下行程開關S2，左換向閥右電磁鐵斷電，三位四通電磁換向閥中位，同時右換向閥左電磁鐵得電，右三位四通電磁換向閥右位，工件被松開。

4.2.8 工件被松開同時，碰到行程擋塊，壓下行程開關S4，右換向閥左電磁鐵失電，三位四通電磁換向閥中位，同時軌道2的電動滾筒得電，軌道2運轉，把工件輸送出去。

4.2.9 當工件運行到預定位置時，碰到行程擋塊，電動滾筒失電，電機得電，帶動鏈輪鏈條反向旋轉180度，當轉盤1、3金屬物碰到兩側的接近開關時，電機停上運轉，一個循環完成。

5 應用與結論

設計的該工件翻轉裝置經在客戶柴油機缸體自動化生產線應用，達到了預期的設計要求。利用鏈輪鏈條傳動結合液壓傳動系統，并與可編程控制器和計算機控制相結合，很好地實現了工件的翻轉。使用五年來，加工缸體近百余萬件，一直運行平穩，效果良好。實踐證明，該裝置具有結構簡單、液壓傳動平穩慣性小，以及易于控制等優點，廣泛適用于箱體類和其他非回轉類零件的翻轉加工，在自動化生產中具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]曹玉寶.自動化生產線工件翻轉裝置設計[J].機械傳動，2010（9）：81-84.

[2]徐灝.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2001.

[3]隗金文.液壓傳動[M].阜新.阜新礦業學院，1995.