一種應用于螺紋標準件裝配設備中的原料夾運裝置

張斯宇 王彥科 張麗維

摘 要：針對現有螺紋標準件裝配設備裝配存在裝配速度慢、平均裝配時間長的缺陷，需研發新的裝配設備，而原料夾運裝置是其中的關鍵裝置。本文采用理論分析和仿真驗證相結合的方法，對原料夾運裝置的機械結構進行了設計和分析驗證，結果表明，機械結構設計合理，能夠順利完成既定動作。

關鍵詞：

隨著基建行業的興起，螺紋標準件的需求量越來越大，而現有的裝配設備裝配都存在裝配速度慢、平均裝配時間長的缺陷[1-2]。為提高裝配效率，需研發全新的螺紋標準件裝配設備，而其中的原料夾運裝置是其中的關鍵裝置。

為此，本文通過分析夾運過程中真實動作步驟，確定了夾運裝置的機械結構，完成了執行元件和機械部件的選型、設計及強度校核。

1 原料夾運裝置組成

原料夾運裝置在設備運行過程中的主要執行步驟為兩步：原料的裝夾和將其轉運至指定位置，綜合考慮機械效率，確定其結構如圖1所示。

1-原料運載氣缸 2-氣爪 3-落料導槽 4-原料裝夾部件 5-導軌滑塊 6-L形固定板 7-支撐部件

2 原料夾運裝置氣缸及氣爪選型

綜合考慮到原料夾運裝置的動作效率和穩定性，運載氣缸氣缸選擇SMCCQ2型。氣缸缸徑計算公式為：

由上式計算得，缸徑為22.89mm，確定氣缸型號為CQ2B25-80DZ，氣爪的型號為MHZ2-25D。

3 裝置關鍵機械部件設計與強度校核

3.1 原料裝夾部件設計

原料裝夾部件的作用是與氣爪配合，對原料進行抓取限位，并運載至指定位置，同時考慮到落料導槽的限制，原料裝夾部件設計成扁長形，如圖2所示。

3.2 原料裝夾部件的強度校核

原料的裝夾和運載是裝配裝置的長期重復動作，需要具備穩定性，因此本文選用Workbench軟件，采用線性靜力學分析方法對其進行強度校核。

（1）分析模型搭建。運用三維設計軟件對原料裝夾部件進行模型搭建并劃分網格，如圖3所示。

（2）邊界條件設定。跟據其與氣爪的實際連接方式和夾緊原料時的運動狀態，設置其前端部分對原料施加的力的方向為水平，大小為69N，其裝夾部件上的兩個連接孔的約束為固定約束。

（3）分析結果。如圖4所示，為原料夾持部件夾緊時的應力應變結果。

由圖4可知，原料夾持部件在動作時，其最大變形量位于夾持部件的尖端，僅0.1mm，部件的屈服極限也遠大于其所受最大應力，符合實際且滿足強度要求。

4 結論

結果表明，原料夾運裝置關鍵受力部件強度足夠，能夠完成既定的動作要求，設計合理。

參考文獻：

[1]唐錦雄，楊志遠.一種螺栓、螺母自動裝配機[P].廣東：CN204075683U，2015-01-07.

[2]劉偉鋒.一種螺栓螺母自動組裝機[P].河北：CN103170834A，2013-06-26.