新能源汽車空腔注蠟用可傾斜滾床設計

權冬冬，馮偉，朱易博，徐寧謙

（鹽城工學院機械優集學院，江蘇 鹽城 224051）

輥子運輸機按驅動方式可以分為無動力式、動力式和積放式輥子運輸機。按輥子支撐方式可分為定軸式和轉軸式。最終輸送設備根據生產實際需求采用動力式輥子運輸機，輥子傳動方式為帶傳動，動力式輥子運輸機轉動呈主動狀態，可以嚴格控制物品的運行狀態，按規定的速度精確、平穩、可靠的輸送物品。該項目最終滾床選型為動力式定軸輥子運輸機。

1 設計計算

根據新能源汽車的外形尺寸、空清車殼的重量約490kg、滾床運輸速度3～24m/s、滾床傾斜角度5～30°的設計要求進行計算。

1.1 床體的參數選擇與計算

1.1.1 輥子的長度

輸送車殼是輥子的長度根據物件寬度和寬度余量來決定。

式中：l——輥子長度（mm）；

b——物件寬度（mm）；

?b——寬度余量（mm），可取?b=50～150mm；

對于底部剛度很大的部件，在不影響正常輸送和安全的情況下，物件寬度可大于輥子長度，一般允許l≥0.8b。

?b取 100mm。

1.1.2 輥子直徑

輥子直徑D與輥子承載能力有關，可按下式選取；

F≤[F]，F—作用在單個輥子上的載荷（N）；[F]單個輥子的許用載荷（N）；

作用在單個棍子上的載荷 F，與物件質量、支撐物件的輥子數以及物件底部特性有關，可按下式計算。

所以選取輥子直徑D=45mm。

1.1.3 輥子間距

輥子間距p應保證在3個輥子以上，本設計車殼托盤壓到6個輥子。

式中：P——輥子間距（mm)；

L——物件長度(mm)；

1.1.4 輥子輸送機的高度H

表1 輸送機高度

根據滾床實際運行操作需求，選取高度H=560。

1.1.5 輥子軸的選擇

由于軸的強度和韌性需求較大，所以選用#20冷拉圓鋼。

由實心圓軸的扭轉強度校核公式；

可得軸的直徑設計公式；

式中：τT——扭轉切應力MPa；

T——軸所受的扭矩N˙mm；

W——軸的抗扭轉截面系數mm3；

n——軸的轉速r/min；

P——軸傳遞的功率KW；

d——軸的計算直徑mm；

[τT]——扭轉切應力，MPa；

所以軸的直徑選取d=30mm。

表2 軸的材料系數

1.1.6 強度校核

1.2 輸送減速機計算

式中：W1——輥子軸頸處的軸承阻力矩（N˙cm）

W2——物品沿輥子的運動阻力矩（N˙cm）

式中：μ為軸承摩擦系數

得

式中：k——物品與輥子間的滾動摩擦系數（cm）

表3 滾動摩擦系數k值

1.3 選擇電機的額定功率

選取取輸送減速器型號R37DRS71S4/31rpm/0.37kw。

2 滾床

2.1 可傾斜滾床設備組成

包括床體、傾斜動力裝置、前端夾緊組件、后端夾緊組件、底架、床體上蓋板、前端夾緊裝置蓋板以及傾斜動力裝置蓋板。

傾斜動力裝置還包括定位系統，所述定位系統包括推銷裝置和鎖止盤。

床體上設置有傾角傳感器。

2.2 滾床平穩傾斜的保證

一般輸送線包涵多個工位，如何保證可傾泄滾床在傾斜過程中的平穩及傾斜到位后的角度一致性是滾床設計的關鍵。

本設計可傾斜滾床的傾斜角度要達到5～30°，如何保證在傾斜過程中滾床的運行平穩且位置精確可調是最重要的。為了實現傾斜運動的平穩，此滾床優化了結構形式和控制方式，取得了較好的應用效果。

滾床傾斜裝置運行時，滾床前后各設置了一個夾緊裝置，前端夾緊裝置夾緊，起到限位作用，前端夾緊裝置配有1.1kw的電機，設置有300mm滑槽，安裝了開關控制設備。同時后端夾緊裝置采用雙層減震裝置，夾緊組件，同樣單獨配有0.25kw的電機，安裝有開關，使傾斜裝置運行時得以更加平穩的進行。可傾斜滾床的驅動電機采用SEW 3kw/3.4rpm的型號，保證其反轉工作時的動力充足、運行平穩。

圖1 可傾斜式注蠟滾床外形圖

可傾斜滾床設置有角度感應裝置，當傾斜裝置達到預先設好的角度后，電機收到反饋信號自動停止。同時傾斜裝置還設有可伸縮桿，人工可以自行調整調度，進而調整傾斜頂起的位置，保證滾床長期使用不會產生頂起位置相同而造成損傷積累，進而破壞;使注蠟機更好的工作。傾斜裝置設有推銷裝置和鎖止盤，車殼到達指定位置后推銷伸出插入鎖止盤中，防止脫落。傾斜部件后部設有螺線管，通電后帶有磁性，吸附在滾床床體上，使得整個傾斜的過程平穩，無明顯的振動現象，從而實現了注蠟全程的穩定進行。

設計的可傾斜式注蠟滾床外形圖如圖1所示。

3 結束語

可傾斜滾床的研制，豐富了汽車空腔注蠟的工藝裝備貨架，通過在空腔注蠟生產線上的實際應用，形成可傾斜滾床設備的設計制造的自主項目的空缺。可傾斜滾床在空腔注蠟工藝具有明顯優勢，在國產汽車行業得到廣泛運用將不斷帶動國產汽車行業的發展，為中小型企業帶來契機，降低產線設備的采購成本，推動大家對輥子運輸機的研究與發現，形成標準化、通用化的設計制造和維修標準，促進汽車制造業的發展。