節油片在汽車搖臂中的自動裝配設備結構設計

（四川信息職業技術學院，廣元 628017）

0 引言

汽車搖臂是發動機內部的配氣機構，負責打開關閉氣門。它由多個零、部件構成，如圖1所示的汽車搖臂部件圖，要在搖臂體的搖臂孔內先壓入節油片，再裝入挺柱。通常該裝配過程由人工完成，這樣不僅浪費了大量的人力資源，裝配速度還較慢，生產效率低其生產成本高。為解決此問題，設計出一種自動裝配設備，在提高裝配效率、節約人力資源的基礎上，操作還十分便捷，適合大面積的推廣使用。下面主要針對該裝配設備中的節油片自動裝配機進行介紹，使大家了解其主要結構及工作原理。

圖1 搖臂部件圖

1 汽車搖臂的裝夾定位

汽車搖臂裝配過程中，搖臂體的定位方式如圖2所示。利用搖臂體孔B定位，并以底面D作輔助定位，使孔C開口向上，即可在孔C內壓入節油片。

2 節油片自動裝配機總體結構及工作原理

圖2 汽車搖臂定位

圖3 汽車搖臂裝配設備總體結構

節油片自動裝配機屬于汽車搖臂裝配設備中的重要組成部分。汽車搖臂裝配設備總體結構如圖3所示，共有4個工作位置。汽車搖臂在工位1進行安裝、夾緊后，旋轉到工位2壓入節油片，再依次旋轉到工位3、工位4裝入挺柱。

節油片自動裝配機即為工位2的工作設備，其總體結構及下部分回轉工作臺如圖4所示。當節油片自動裝配機未工作時，升降氣缸9的伸縮桿收回，托板11未升起，與回轉臺7的上表面接觸。此時回轉電機2旋轉，經過傳動齒輪副3減速后，通過回轉軸1帶動回轉臺7旋轉，即可將托板11及托板上的汽車搖臂旋轉到節油片裝配工位2。

當節油片自動裝配機工作時，回轉電機2停止運轉，升降氣缸9的伸縮桿伸出，托板11帶動汽車搖臂升起到達裝配高度。在裝置14氣缸的帶動下，真空吸盤13下降吸取節油片后回到原位。節油片移動裝置將真空吸盤13及吸取的節油片向右推動到達汽車搖臂C孔正上方位置，利用節油片吸取及壓入裝置14將節油片壓入。

節油片裝配完成，升降氣缸9的伸縮桿收回，汽車搖臂即可隨回轉臺旋轉到下一工位進行其他裝配工作。

圖4 節油片自動裝配機總體結構

3 節油片自動裝配機主要裝置結構

3.1 節油片推板機構

由圖4所示節油片自動裝配機總體結構可看出，節油片存儲器在真空吸盤左方，需要使用如圖5所示的推板機構，一次將兩片節油片推送到真空吸盤正下方。該推板機構固定在工作臺上，推板4在氣缸5的帶動下，即可將存儲器中落下的節油片4推出。定位板1于推板4配合，達到節油片準確定位的目的。

3.2 節油片吸取及壓入裝置

圖5 節油片推板機構

節油片吸取及壓入裝置的主要結構如圖6左視圖所示，主要用于吸取推板推出的節油片和在搖臂C孔上方將節油片壓入。該裝置固定在升降氣缸支撐板5上，依靠升降氣缸9的伸縮帶動真空吸盤支架及真空吸盤進行上下移動；為保證吸盤的移動路線保持垂直，在氣缸和吸盤支架之間連接了直線導軌和配套的滑塊。

裝置依靠真空發生器和真空吸盤13進行節油片的吸放。節油片壓入汽車搖臂的方向是固定的，有槽口的方向必須向下。為此，需要配置真空度反饋元件真空開關，若節油片吸取方向反了，真空吸盤有漏氣現象，真空度達不到設定值，真空開關給控制器PLC發送輸入信號，停止該裝置的下步工作，避免節油片裝反。

當節油片壓入汽車搖臂中時，為了保證節油片壓入搖臂中的位置深度，使用位移檢測器14對節油片的壓入深度進行檢測。另外，從圖6左視圖可看出，該裝置共有兩個吸盤，可一次性對兩個節油片進行裝配。

圖6 節油片吸取、移動及壓入機構

3.3 節油片移動裝置

節油片吸取及壓入裝置的主要結構如圖6主視圖所示，主要用于真空吸盤吸取節油片后，將真空吸盤向右推送到搖臂C孔正上方。移動氣缸1通過移動氣缸安裝板2進行固定。當移動氣缸1的推桿推出時，通過連接器3將推板4向右推出。升降氣缸支撐板5由于與推板4采用螺釘連接在一起，也隨之向右移動，從而帶動整個節油片吸取及壓入裝置向右移動，使吸取的節油片到達C孔正上方位置。同時，為保證移動路線水平，在總體支撐板8和升降氣缸支撐板5之間安裝了直線導軌和配套的滑塊。

4 節油片自動裝配機工作流程

1）將節油片逐一放入節油片存儲器，并用壓塊將存儲器固定在節油片自動裝配機中。

2）打開節油片存儲器，節油片落下，推板機構將其推到吸取位置。

3）節油片吸取及壓入裝置中的真空吸盤下移，吸取節油片后上升回原位。

4）節油片移動裝置將真空吸盤向右推送到達搖臂C孔正上方。

5）節油片吸取及壓入裝置中的真空吸盤下移，將節油片壓入搖臂中。整個過程中位移檢測器檢測吸盤的向下位移量，保證壓入深度的準確性。

6）真空吸盤放氣，將節油片放下。氣缸帶動吸盤向上縮回，等待下一次動作。

5 結束語

整個裝配機采用PLC進行工作過程控制，設備已交付用戶使用，經過驗證，其性能已達到自動裝配要求，并得到用戶的一致好評。現圖紙經完善，投入了小批量的生產。

[1]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].機械工業出版社,2004.

[2]夏令偉.汽車發動機電控技術[M].同濟大學出版社,2010.

[3]朱明武.測試信號處理與分析[M].北京航天航空大學出版社,2006.