機油冷卻器裝配線傳送裝置及壓緊裝備設計,機油,冷卻器,裝配線,傳送,裝置,壓緊,裝備,設計 摘要 汽車發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)時發(fā)熱量非常大，尤其針對大功率發(fā)動機，因此，汽車發(fā)動機高溫運轉(zhuǎn)時對其潤滑系統(tǒng)的可靠性要求比較高。而機油冷卻器可以維持發(fā)動機工作時潤滑系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高可靠性和壽命、降低發(fā)動機自身的制造精度，對于車載發(fā)動機是必不可少的配套裝置。隨著我國現(xiàn)代化進程的加快，汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，機油冷卻器在市場中的需求將會隨之增加，圓盤式機油冷卻器由于其結(jié)構(gòu)、性能的優(yōu)勢，需求更是加大。 機油冷卻器的裝配工藝過程是制造過程中的重要環(huán)節(jié)，裝配質(zhì)量的好壞直接影響機油冷卻器的密封性能。由于機油冷卻器結(jié)構(gòu)特點限制，國內(nèi)外長期以來一直靠人工操作，且效率低、勞動量大，裝配質(zhì)量受到人為因素的影響，降低了機油冷卻器質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。隨著企業(yè)用戶需求量的增加，基于機油冷卻器的結(jié)構(gòu)特點限制，完全采用自動化裝配是不現(xiàn)實的。因此在原本的手工裝配線上，開發(fā)一條半自動化裝配線。這既可以提高機油冷卻器的裝配質(zhì)量，又可以降低勞動力節(jié)約成本。自動裝配線由機械系統(tǒng)（裝配輸送線、裝配機械手、定位裝置、壓緊設備等）、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)等部分組成，無疑它將是機電一體化的產(chǎn)品。 關鍵詞：機油冷卻器、自動化裝配線、傳送裝置 Abstract Automobile engine in high-speed?operation when the?heat is very large, especially for?large power engine,?therefore,?the automobile engine?high-temperature operation?reliability of?the?lubrication system?requirements are relatively high.?And the oil cooler can?stability,?maintain the?engine?lubricating system?to improve the?reliability and service life,?reduce the manufacturing precision?of the engine itself,?for?vehicle?engine?is an essential supporting device. With the accelerated process of modernization,?the rapid development of automobile industry,?the demand?in the market?will?increase the?disk type?oil cooler,?oil cooler?due to its?structure,?performance,?demand is?increasing. Oil cooler assembly process?is an important link in?the manufacturing process, assembly quality directly?impact on the oil cooler sealing performance.?Due to the limitation of?the oil cooler?structure characteristics,?both at home and abroad?has long been a?manual operation,?and low efficiency,?large amount of labor,?the assembly?quality is affected by?human factors,?reducing engine oil?cooler the quality stability and reliability.?With the?increasing user?demand,?limiting structure characteristics of?oil cooler?based,?fully automated?assembly is not realistic.?So?in the manual?assembly line?originally,?development of a?semi?automated assembly line.?It can not only improve the assembling?quality of oil cooler,?but also can reduce the?labor?cost savings.?The automatic assembly line?by mechanical system?(assembly line,?robot assembly,?positioning device,?clamping?device?and so on),?pressure systems,?electrical systems and?PLC control system components,?it?is the?integration of mechanical and electrical products. Keywords:?oil cooler,?automatic assembly line,?transport device 第一章 緒論 引言 機油冷卻器就是用來對發(fā)動機潤滑用機油進行冷卻的裝置，它可以保持發(fā)動機工作狀態(tài)下可靠的潤滑，降低發(fā)動機零部件的磨損，提高其工作可靠性和壽命，同時由于潤滑性能得到保證，也就間接地降低了發(fā)動機本體的制造精度，所以機油冷卻器對車載發(fā)動機來說是必不可少的配套裝置。目前，圓盤式機油冷卻器由于其結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻效果好得到廣泛應用，市場需求不斷增加。 隨著我國現(xiàn)代化進程的加快，汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，圓盤機油冷卻器由于其結(jié)構(gòu)及性能的優(yōu)勢，在機油冷卻器市場中的需求越來越大。提高其工作可靠性和壽命，降低發(fā)動機本體的制造精度，對于車載發(fā)動機來說是必不可少的配套裝置。 通過本項目的研制開發(fā)，將促進圓盤式機油冷卻器制造企業(yè)的技術進步，降低產(chǎn)品的制造成本，保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，提高產(chǎn)品的裝配工作效率從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，以適應企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模，滿足國內(nèi)外客戶的訂貨需求。因此本項目的實施對企業(yè)的發(fā)展、技術進步及創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益與社會效益都具有十分重要的意義。 1.1課題的來源、意義及主要內(nèi)容 1.1.1課題的來源 本課題是揚州通洋機油冷卻器廠委托的。該廠原本采用的是人工裝配。在芯子總成裝配中，工人僅用一面一孔定位（套筒固定散熱片中心孔），周向定位完全依靠人工調(diào)整，最后用托盤，利用散熱片的圓孔矯正定位。然后再由另外工人拿到壓力機上，加壓塊和螺母，按動氣動按鈕對機油冷卻器進行預壓緊，手工旋緊螺母，最后通過按鈕松開冷卻器。整個過程一直靠手工操作完成，不僅效率低，勞動強度大，且裝配質(zhì)量過多地受到人為因素影響，致使機油冷卻器質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性不高 基于市場的需求，要形成規(guī)?；a(chǎn)，增強產(chǎn)品競爭里，其裝配工藝過程必須實現(xiàn)自動化。因此揚州通洋機油冷卻廠委托李益民老師設計一套自動裝配線，來提高生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品的制造成本，保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，減輕工人的勞動強度。 1.1.2課題的意義 本課題的創(chuàng)新在于采用機電一體化的自動化技術解決制約冷卻器產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量提高的裝配工藝瓶頸。實現(xiàn)由人工裝配向自動化裝配的轉(zhuǎn)變，促進圓盤式機油冷卻器產(chǎn)品制造企業(yè)的制造裝備的技術進步，降低產(chǎn)品的制造成本，保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，提高產(chǎn)品的裝配工作效率從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，以適應企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模，及時應對國內(nèi)外客戶的訂貨需求，對企業(yè)的發(fā)展、技術進步及創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益與社會效益都具有十分重要的意義。 1.1．3課題的主要內(nèi)容 本課題所研制開發(fā)的機油冷卻器自動裝配線是針對機油冷卻器產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝特點和要求，實現(xiàn)機油冷卻器裝配過程的自動化。包括水隔板、散熱片、焊料銅片、上下蓋、上下盒等零件的裝配，裝配后機油冷卻器的壓緊等。本次設計中的主要內(nèi)容為機油冷卻器的傳送裝置設計和壓緊裝備設計，其它的包括上料裝置與裝配機械手和整體方案及壓力機的設計。 1.2裝配線傳送裝置的概述 在自動裝配中，不同的裝配操作一般在獨立的工位中進行。對于這種裝配方法，每個機器需要把半成品組件從一個工位傳送到另一個工位，當此操作正在執(zhí)行時，必須有方法能保證組件和工作頭或者機器人之間沒有相對運動存在。當組件在工位間穿過時，必須使組件保持要求的姿態(tài)。為達到這個 要求，裝配通常是在基座或工件托盤上進行，機器設計成在工位間傳送工件托盤。裝配機通常按傳送工件托盤采用的系統(tǒng)來分類。因而，直線式裝配機中的工件托盤是沿直滑道直線傳送；回轉(zhuǎn)式裝配機中，工件托盤在一個圓周軌跡上運動。所有類型的機器中，工件托盤的傳送可以是連續(xù)或者間歇的。 1.2.1連續(xù)式傳送 對于連續(xù)式傳送，工件托盤一直以恒定速度移動，同時工作頭保持同步。當操作完成后，工作頭回初始位置，接著，再一次與工件托盤保持同步；或者，工作頭在工件托盤運動圓周軌跡的切線上移動。無論哪一種情況，都是在工作頭與工件托盤保持同步的這段時間內(nèi)完成裝配操作。 連續(xù)式傳送裝置在自動化裝配中的應用有限，這是因為工作頭和其相關聯(lián)的設備通常體積巨大，因為必須保持固定。同時，在操作循環(huán)過程中，以為工作頭和工件托盤都是移動的，在它們之間保持足夠的對準精度也是很困難的。連續(xù)傳送機在諸如食品加工或化妝品等行業(yè)上應用最廣泛，在這兩個行業(yè)都必須用液體把瓶子或罐子裝滿。 1.2.2間歇式傳送 間歇式傳送是更為常用的適于自動裝配的傳送系統(tǒng)。工件托盤是間歇性傳送，工作頭保持固定。通常，所有工件托盤的傳送是同時進行的，然后托盤保持固定一定時間以保證完成裝配操作。這些機器可以稱為分度機，典型分度機的類型是回轉(zhuǎn)式和直線式。對于回轉(zhuǎn)式分度機，分度工作臺依次把工件托盤停在不同的工作頭下面，在工作頭旋轉(zhuǎn)一圈的過程中完成產(chǎn)品的裝配。因而，在適當?shù)墓の簧希善吩诿總€分度轉(zhuǎn)位后可以從機器上移送拿走。直線型機器以相似的工作原理，但的，在這種情況下，成品是在每個分度轉(zhuǎn)位后從傳送線末端移送拿走。對于直線式機器，必須能保證空的工件托盤能返回到傳送線的起始處。關于直線式裝配機的傳送機構(gòu)一般是這兩種類型中的一個：換向工件托盤或帶式驅(qū)動工件托盤。 1.3裝備自動化簡介 1.3.1裝配自動化的簡史 19世紀機械制造業(yè)中零部件的標準化和互換性開始用于小型武器和鐘表的生產(chǎn)，隨后又應用于汽車工業(yè)。20世紀初，美國福特汽車公司首先建立了采用運輸帶的移動式汽車裝配線,將工序分細,在各工序上實行專業(yè)化裝配操作，使裝配周期縮短了約90%，降低了生產(chǎn)成本?；Q性生產(chǎn)和移動式裝配線的出現(xiàn)和發(fā)展，為大批量生產(chǎn)中采用自動化裝配開辟了道路。于是，陸續(xù)出現(xiàn)了料斗式自動給料器和螺釘、螺母自動擰緊機等簡單的自動化裝置。大批量生產(chǎn)的軸承、離合器和中小型電機等零件少、裝配工藝簡單的機電產(chǎn)品,以及汽車、農(nóng)業(yè)機械、儀器儀表等產(chǎn)品中的部分簡單部件，有的也采用了自動或半自動裝配機（線）。但由于對適合自動化裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有很大限制，自動化裝配機投資多而對產(chǎn)品改型的適應性小，機械制造中的裝配自動化僅用于大批量生產(chǎn)。60年代,隨著數(shù)字控制技術的迅速發(fā)展,出現(xiàn)了自動化程度較高而又有較大適應性的數(shù)字控制裝配機，從而有可能在多品種中批量生產(chǎn)中采用自動化裝配。1982年，日本的個別工廠中已采用數(shù)字控制工業(yè)機器人來自動裝配多種規(guī)格的直流伺服電機。 1.3.2裝備自動化在國內(nèi)外的發(fā)展狀況 在國外的發(fā)展狀況：各發(fā)達國家都十分重視重視裝配技術以及裝配組織管理的研究。為了保證裝配質(zhì)量，許多著名生產(chǎn)廠家都建立了一套嚴格有效的技術、管理措施。自動化裝配技術的研究在發(fā)達國家是受到十分重視并取得了巨大成就。自動化技術裝配技術已獲得廣泛的應用，裝配自動化水平也有了很大提高。隨著科學與技術的迅速發(fā)展，特別是計算機科學與技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，國外在發(fā)展自動化方面也進入了一個新的時期，出現(xiàn)了許多新的工具和軟件。自動化裝配開始向柔性化發(fā)展，進入中小批量生產(chǎn)領域。 在國內(nèi)的發(fā)展狀況：我國目前雖然是制造大國，但是在裝配技術水平上與發(fā)達國家相比還存在較大差距。一方面表現(xiàn)在裝配工作的機械化、自動化的程度與水平上；另一方面表現(xiàn)在裝配工作的組織管理、質(zhì)量保證以及裝配工藝性等基礎研究方面。目前各種機械產(chǎn)品的裝配工作幾乎都是人工完成的。像汽車、拖拉機這樣一些大量生產(chǎn)的產(chǎn)品，裝配都在移動流產(chǎn)線上進行，只是部分裝配工作實現(xiàn)了機械化。還有國內(nèi)從事裝配理論和裝配技術研究的人員較少，裝配自動化方面的理論文章和實驗研究結(jié)果也不多見。另外我國對裝配自動化技術的研究較晚，雖有所進展，陸續(xù)自行設計、建立和引進一些半自動、自動裝配線以及裝配工序半自動裝置。但是設計的半自動和自動裝配線的自動化程度不高、裝配速度和生產(chǎn)效率較低，所以裝配自動化技術在我國具有很大的開發(fā)和應用潛力。 1.3.3裝配自動化的目的與要求 裝配自動化的目的主要在于：提高生產(chǎn)效率、降低成本，保證機械產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和穩(wěn)定性，并急求避免過程中受到認為因素的影響而造成質(zhì)量缺陷，減輕或取代特殊條件下人工裝配勞動，降低勞動強度，保證操作安全。 裝配自動化的基本要求： （1）生產(chǎn)綱領穩(wěn)定，且年產(chǎn)量大、批量大，零部件的標準化、通用化程度較高； （2）產(chǎn)品具有較好的自動裝配工藝； （3）實現(xiàn)裝配自動化以后，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)成本降低。 1.3.4裝配自動化的發(fā)展方向 一、與生產(chǎn)實際相結(jié)合 與現(xiàn)代化機械裝配自動化相關的原理在于裝配機械的實際應用，因此，機械裝配自動化技術的發(fā)展，應始終以技術、生產(chǎn)的發(fā)展需要為具體導向，并堅持為產(chǎn)品選用能夠與之相對應的機械自動化生產(chǎn)方式，從而在產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)中，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中取得良好的社會、技術等方面的經(jīng)濟效益。此 外，我國在發(fā)展現(xiàn)代機械裝備自動化技術的同時，應以工業(yè)實際發(fā)展現(xiàn)狀為前提，注重機械裝配自動化技術的實用性，從而提高我國國民經(jīng)濟的實際經(jīng)濟效益提供基礎。 二、發(fā)展見效快、投資少的現(xiàn)代技術 成本較低的自動化機械裝配技術，具有見效快、投資省、前景廣、潛力大等特點，有助于在加大機械裝配自動化程度的基礎上，獲得良好的經(jīng)濟效果，這與我國現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展需求相吻合。此外，由于我國工業(yè)機械裝配企業(yè)之間擁有部分通用設備，因此，在發(fā)展現(xiàn)代化機械裝配自動化技術同時，堅持以原有的機械設備為主，并合理的調(diào)整機床機構(gòu)，引用CAMM/CAD技術，增加少量數(shù)控實施，便可充分發(fā)揮工作人員的創(chuàng)造性與軟件管理的自動化優(yōu)勢，能夠為我國現(xiàn)代化機械裝配的發(fā)展提供扎實的基礎。 三、發(fā)展機械自動化配套技術 現(xiàn)代化機械裝配自動化技術是指，以機械控制理論為指導，綜合研究與生產(chǎn)相關的人物與物流的作用，并涉及計算機技術、自動控制體系、微電子技術、機械技術等。這就表明，發(fā)張現(xiàn)代化機械裝配自動化技術，應關注機床裝料、零件檢測、電子學等方面的自動化發(fā)展，并在廣泛選用數(shù)控成型機床的基礎上，研制出可靠、高效的自動化機械裝配線、自動化監(jiān)視系統(tǒng)與信息系統(tǒng)。 1.3.5裝配自動化的意義 先進制造技術的快速發(fā)展，使社會生產(chǎn)力發(fā)生了巨大飛躍，在各種工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，對零件的毛坯加工、機械加工等工序早已實施了自動化，但對產(chǎn)品的裝配自動化技術卻大大落后于加工自動化技術，長期以來裝配大多數(shù)是人工操作的勞動密集型過程，生產(chǎn)率在很大程度上取決于裝配過程對人的依賴性，它是人工執(zhí)行某一具體操作所花時間的函數(shù)，其勞動量在產(chǎn)品制造總勞動量中占有相當高的比例。同時，隨著先進制造技術的應用，制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多，如果沒有新的舉措，該比值還會提高，即使是發(fā)達國家某些部門從事裝配的工人人數(shù)也要占工人總數(shù)的50%~60%。據(jù)有關資料統(tǒng) 計分析，一些典型產(chǎn)品的裝配時間占總生產(chǎn)時間的53%左右，如果所有的裝配都是人工控制的，這生產(chǎn)率指數(shù)可能降低到40%左右，而隨著裝配自動化水平都提高，生產(chǎn)效率可上升到85%~97%。但目前產(chǎn)品裝配的平均自動化水平僅占10%~15%，因而裝配對產(chǎn)品的原始成本影響重大，已經(jīng)成為昂貴的生產(chǎn)過程。因此要形成規(guī)?；a(chǎn)，增強產(chǎn)品競爭力，其裝配工藝過程必須實現(xiàn)自動化, 這樣才能提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 第二章 裝配線總體方案設計 2.1圓盤式機油冷卻器自動裝配線的設計要求 根據(jù)企業(yè)的實際情況和正常需求，裝配線要完成一個工作日（以8小時計量）內(nèi)產(chǎn)1200件以上； 裝配線占地面積要小，注意節(jié)約生產(chǎn)成本； 提高裝配質(zhì)量和裝配工作效率，改善車間工作環(huán)境； 降低工人勞動強度。 因此單件裝配平均耗時：t≤8*60*60/1200=24 （s）。 這就要求設計有緊湊的結(jié)構(gòu)和較高的裝配效率，減少外部因素的影響，滿足較高的裝配質(zhì)量、效率和成本。 2.2裝配方案設計 裝配工藝分析與確定 本課題的難點在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復雜、零件繁瑣（圖2-1 機油冷卻器爆炸圖）,很難實現(xiàn)完全自動化裝配。冷卻器由11片散熱片、12片水隔板24片銅片、上下蓋、上下盒組成。由圖可以裝配過程中的重復操作主要集中在水隔板、銅片、散熱片的交替裝配上，為保證配置的精確、提高裝配效率，故此工位可以通過機械手交替自動化裝配。上下蓋、上下盒只有一片裝配量很少，不利于機械手的抓取裝配，故采用人工裝配。在完成主要零件的裝配后，需要對機油冷卻器進行壓緊，為實現(xiàn)自動化、節(jié)約裝配時間、保證裝配的穩(wěn)定性能，可以通過壓力機來實現(xiàn)。 因此，可以設計一條半自動化的裝配線來適應目前該企業(yè)的生產(chǎn)水平，該裝配線包括機械手工位、人工工位及壓緊工位。 圖2-1 機油冷卻器爆炸示意圖 2.2．1機械手工藝分析與確定 為實現(xiàn)銅片、水隔板、散熱片的自動化交替裝配，要設計合適的機械手。因為銅片面積小、平面多孔，無法采用真空吸盤抓??；銅片很薄、質(zhì)量輕，不易于磁吸盤分料抓取。因此對水隔板進行適應性改造，取消水隔板與散熱片之間的24片銅片，采用復合材料（水隔板兩面鍍銅）,或事先由另外一個工序?qū)⑺舭搴蛢擅驺~片焊合的水隔片總成取而代之，實現(xiàn)對復合材料或者水隔片的機械手自動裝配。此外，考慮單位平均耗時不超過24秒，而裝配零件又比較多，故設計兩個機械手工步，減少工做時間。 水隔片總成和散熱片都為薄片形狀，通過機械手動作實現(xiàn)自動裝配。水隔片總成零件表面積不大，可采用磁盤式機械手裝配；散熱片零件表面積較大，可采用吸盤式機械手裝配。這兩個零件的裝配順序可以通過可編程控制器來控制。同時為減少裝配時間，在機械手工位的上料裝置上設計舉升機構(gòu)，在機械手抓取零件時，利用舉升機構(gòu)將零件送上去一段距離，減少了機械手的位移，又節(jié)約了工作時間。 2.2.2工位工藝分析與確定 裝配之前，先人工將下蓋、銅片、下盒以此放到工作臺上，將機油冷卻器中心孔套在一個中間插有加工螺紋長銷的底座上。在機械手工位自動化裝配完成之后，再由另一位工人加上盒、銅片、上蓋，同時加一個壓塊，通過長銷的螺紋對機油冷卻器進行自動定位。 2.2.3壓緊工位工藝分析與確定 當機油冷卻器完成所有零件的裝配后，需要對其進行壓緊，完成最后的整體裝配，為了有利于實現(xiàn)裝配自動化，節(jié)約裝配時間以及保證裝配的可靠性和穩(wěn)定性，可以通過在裝配線中接入壓力機來實現(xiàn)機油冷卻器的自動壓力夾緊。 2.3裝配線傳送方案比較與確定 按照自動裝配的要求，裝配線的設計結(jié)構(gòu)可分為圓盤回轉(zhuǎn)式、直進式和矩形環(huán)轉(zhuǎn)式。 方案1：圓盤回轉(zhuǎn)式裝配線，此結(jié)構(gòu)較簡單，定位精度容易得到保證，裝配工位少，適用于裝配零件數(shù)量少的中小型部件和產(chǎn)品，基礎件可連續(xù)傳送或間歇傳送。但考慮到在本裝配線中，有兩個手工工位，它不宜與手動裝配一起組合裝配；且占地面積較大，不可駐料工作，工時較長，可行性差。 方案2：直進式裝配線，直進式包括非同步直進式和同步直進式。非同步直進式裝配工位數(shù)不受限制，調(diào)整較靈活，基礎件間歇傳送。適用于自由節(jié)拍、裝配工序復雜、手工裝配與自動裝配相組合的裝配線上；而同步直進式的每個工位的生產(chǎn)節(jié)拍是同步的，相對自由性較小。本裝配線上要用隨行夾具定位，并且還要解決隨行夾具的返回裝置，可行性比較好。 方案3：矩形環(huán)轉(zhuǎn)式裝配線，擁有直進式的優(yōu)點，占地面積大，可以兩組裝配線同時工作，節(jié)省工時。并且無需設計隨行夾具的返回裝置，只要一個換向裝置。但占地面積受到很大限制，操作性不高。 綜上所述，采用同步直進式裝配線，比較符合廠家要求，且操作性比較高。 2.3總體方案的確定 綜合以上對機油冷卻器裝配工藝的分析，擬定圓盤式機油冷卻器自動裝配線的裝配方案為： 第一工位：在隨行夾具到位后人工放上底座、長銷、托盤、下蓋、銅焊片以及下盒，有條件可以在底座和下蓋之間放一張石棉紙，防止入爐焊接時下蓋表面被高溫損傷。 第二工位：采用兩個機械手吸盤式和電磁式，分別對散熱片和水隔片總成進行自動化裝配。兩者交替動作，進行芯子總成的裝配。 第三工位：手工裝配上殼、上蓋以及焊片，并放上石棉紙和壓塊。 第四工位：壓力機自動壓緊、夾緊裝配好的工件。最后壓頭復位,工件由工人取下。將隨行夾具抽下，以再次利用。如下圖2-2所示。 2-2機油冷卻器裝配的總體方案 第三章 壓緊工位裝備設計 3.1機油冷卻器定位方案的分析與確定 圖3-1 散熱片 圖3-2水隔板 圖3-3隨行夾具 在第二工序機械手進行自動化裝配時，如果不對機油冷卻器進行定位，隨著芯子數(shù)量的增加，可能導致零件卡住或者裝配變形等弊端。因此對其自動裝配定位設定了了以下兩種方案： 方案1：圓盤式機油冷卻器散熱片如圖3-1所示，可以看出散熱片的空心部分由兩根上下串通的圓孔和方孔相連，因此考慮設計設計一個圓形銷或者方形 銷，利用中心孔和銷來實現(xiàn)精確定位。但這兩個孔分別作為進、出口油通道，阻礙了機油的冷卻，反而起反作用因此不可行。 方案2：采用兩個小孔定位（在散熱片加工過程中產(chǎn)生）,上下貫通，不影響產(chǎn)品的任何性能，但由于孔過細，可能導致長銷強度和剛度不夠強，因此可以適當拓寬孔寬，這樣改進后用其進行定位的可行性大大提高。 經(jīng)過對冷卻器裝配工藝反復討論后，決定用這兩個圓柱銷所在位置的兩個小孔定位。為保證定位的可靠性，將小孔直徑由原來的３mm擴大到５mm，這樣改進后用其定位的可行性大大提高。與之對應的兩個定位銷直接裝配在隨行夾具上，這樣就實現(xiàn)了裝配線的自動定位。水隔板如圖3-2所示，隨行夾具如圖3-3所示。 3.2機油冷卻器夾緊方案的分析與確定 普遍的手工裝置中，常采用六角螺母和螺栓夾緊，利用氣缸驅(qū)動進行壓緊，壓力機壓緊機油冷卻器殼體之后，在擰緊六角螺母夾緊之前需要用鉗子將套筒和長銷拔出，以保證手工擰緊螺栓時的空間，但是操作上費時又費力，在自動化裝配過程中難以實現(xiàn)。為了有利于自動裝配線上實現(xiàn)裝配自動化，節(jié)約裝配時間，保證裝配的可靠性和穩(wěn)定性，需要對3-1中的定位及夾緊機構(gòu)進行優(yōu)化設計。 普通的螺栓式夾緊由于在定位方案中取消了套筒，只要在第三手工工位裝配時加上壓塊和螺母。問題在于螺母的自動旋緊難度很大，需要配有自動扳手才能實現(xiàn)裝配自動化，可行性比較差。 因此，小組討論研究并針對以上缺點設計了螺旋槽夾緊。在夾緊桿上面設計一道矩形的L型螺旋槽，首段是直槽，到末端設計5度左右的螺旋槽。在壓塊（如圖3-2）的下端面設計一個卡齒，壓塊夾緊時先沿著螺旋槽向下直線運動，位移到末端時再旋轉(zhuǎn)卡住螺旋槽，從而實現(xiàn)自動化夾緊。該壓塊可以通過鑄造成型，同時應該在壓塊上面開對稱孔，孔內(nèi)安裝銷，這樣既解決了鑄造壓塊時的工藝性問題，又起到了卡齒的作用，可行性比較好。 圖3-4壓塊 圖3-5螺旋槽夾緊 螺旋槽的設計如圖3-2所示，在夾緊桿上面巧妙的設計了一道矩形螺旋槽，其一段是直槽，螺旋角取5度，螺距4mm。同時在壓塊上面安裝了一根銷，直徑為6mm，在壓力機工位的前一工位，由工人裝配上蓋等零件的同時把壓塊放上去，是的銷正好放在直槽內(nèi)，這時銷與螺旋槽起點還有一定距離。當壓力機壓頭把機油冷卻器上蓋壓下去時，銷隨壓塊在重力的作用下自動落到螺旋槽的起點處，這時利用一個擺動氣缸將壓塊轉(zhuǎn)動一個角度，銷帶動壓塊隨螺旋槽下移，從而實現(xiàn) 機油冷卻器自動夾緊。這種方法取消了套筒，只需要一個簡單的壓塊就實現(xiàn)了冷卻器的完全自動夾緊，可行性和經(jīng)濟性都非常好。 3.3隨行夾具與裝配體的分離 當工件完全裝配好后，就要考慮工件與隨行夾具的分離問題。經(jīng)過小組的討論和指導老師的意見，將分離放在壓緊工位，我采用T形槽結(jié)構(gòu)（見圖3-6）及從隨行夾具的一端開個T形槽（不通，在另一端留有10mm的厚度，并且開口端與裝配線的流線方向一致。）；相對T形槽的形狀設計一個抽頭；同時在冷卻器壓緊工位處的導軌為了讓隨行夾具從下抽出，導軌在寬度上要向外闊出，大于隨行夾具的寬度。 圖3-6隨行夾具局部示意圖 抽頭設置在T形槽同一高度，隨著工件輸送到位，隨行夾具已經(jīng)套入抽頭，然后氣缸驅(qū)動將銷隨隨行夾具一起拔出。如圖3-7所示。 圖3-7隨行夾具分離示意圖 3-4氣缸的設計與選用 氣缸是氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。因此需要設計一個合理的氣缸來滿足整個自動化裝配過程的能量轉(zhuǎn)換。 3.4.1氣缸的概述 氣缸是一種將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)化為機械能的一種氣動執(zhí)行元件。按運動和功能分單作用式氣缸、雙作用式氣缸和擺動氣缸。 單作用式氣缸：壓縮空氣只從一腔進入氣缸推動活塞或柱塞向一個方向運動，而活塞的返回是靠彈簧、膜片張力等。 雙作用式氣缸：氣缸活塞的往復運動均由壓縮空氣來完成。 擺動氣缸：用壓縮空氣作動力源產(chǎn)生<范圍擺動，輸出力矩。 3.4.2氣缸的組成 氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成。 缸筒：缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做 平穩(wěn)的往復滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應達到Ra0.8μm。 端蓋：端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設有緩沖機構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設有導向套，以提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。 活塞：活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定。滑動部分太短，易引起早期磨損和卡死。活塞的材質(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。 活塞桿：活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理、或使用不銹鋼、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。 密封件：回轉(zhuǎn)或往復運動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。 3.4.1氣缸的選擇 首先應選擇標準氣缸，其次才考慮自行選擇。一般按如下因素考慮： 1）類型：根據(jù)工作要求和條件正確選擇氣缸類型。高溫環(huán)境下選用耐熱氣缸。再有腐蝕環(huán)境下，需要選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需在活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需選用無給油或無油潤滑氣缸等。 2）安裝形式：根據(jù)安裝位置、使用目的的等因素決定。在一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等），應選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運動外，還需作圓弧擺動時，這選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應選擇相應的特種氣缸。 3）作用力的大?。焊鶕?jù)負載力大小來確定氣缸的推力和拉力。一般按外載荷理論平衡條件所需氣缸的作用力，缸徑過小，輸出力不夠，但缸徑過大，使設備笨重，成本提高，又增加氣耗量。，浪費能源。在夾具設計時，應盡量采用擴大機構(gòu)，以減小氣缸的外形尺寸。 4）活塞行程：與使用的場合和機構(gòu)的行程有關，但一般不選用滿行程，防止活塞和缸蓋相碰，應增加10~20mm的余量。 5）活塞的運動速度：主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進排氣口大小及導管內(nèi)徑的大小。要求高速運動應取大值。氣缸運動速度一般為50~700mm/s。對高速速度的氣缸，應選擇大內(nèi)徑的進氣管道；對于負載有變化的情況，為了得到緩慢而平穩(wěn)的運動速度，可選用帶節(jié)流裝置或氣-液阻尼缸，則較易實現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意：水平安裝的氣缸推動負載時，推薦用排氣節(jié)流調(diào)速；垂直安裝的氣缸舉升負載時，推薦用進氣節(jié)流調(diào)速；要求行程末端運動平穩(wěn)避免沖擊時，應選用帶緩沖裝置的氣缸。 在本次設計中，選用氣缸來推動推桿的來回往復運動，由于所受載荷很小，所以根據(jù)其行程來選擇氣缸。由于要推動700~800范圍的行程，所以選用QGBZS2-800-50氣缸。選用T型（單耳連接）。選用小行程的氣缸來推動 定位銷，由于銷的質(zhì)量小，所以氣缸所受的載荷很小，因此根據(jù)行程來選擇氣缸。其行程為20mm左右，所以選用10Y-1LB8N40S-Y氣缸。選用Y型（雙耳連接）。 3.3.2氣缸的安裝形式 根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等），應選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運動外，還需作圓弧擺動時，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應選擇相應的特殊氣缸。 3.5導軌的設計與選用 3.5．1導軌的設計要求 導軌是機油冷卻器自動裝配線的關鍵部件之一，其性能的好壞，將直接影響工件的傳送精度、裝配精度以及裝配線的承載能力和使用壽命。導軌設計應滿足：精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運動平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、便于加工、裝配、調(diào)整和維修、成本低等。 3.5.2導軌設計程序及內(nèi)容 1.根據(jù)裝配線的工作條件、性能特點，選擇滑道的結(jié)構(gòu)類型、截面形狀和結(jié)構(gòu)尺寸。 2.計算滑道面的平均壓強和最大壓強，選擇滑道材料、表面精加工和熱處理方法，以及摩擦表面的硬度匹配。 3.設計滑道間隙調(diào)整裝置。 4.設計滑道的潤滑系統(tǒng)及防護裝置。 5.確定滑道的精度和技術要求。 3.5.3導軌的類型 導軌按運動軌跡可分為直線運動導軌和圓周運動導軌；按工作性質(zhì)可分為主運動導軌、進給運動導軌和調(diào)整導軌；按受力情況可分為開式導軌和閉式導軌；按導軌接觸面的摩擦性質(zhì)可分為滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。 一、滑動貼塑導軌：數(shù)控機床常用的直線運動滑動導軌的截面形狀的組合形式主要有三角形一矩形、矩形-矩形兩種。這兩種導軌都具有剛度高，承載能力強，加工、檢驗和維修方便的特點。同時在運動導軌上都貼有塑料帶，以減少“爬行”，提高低速性能和導軌的壽命。 貼塑導軌是在運動導軌的滑動面上貼上一層由化學材料組成的抗磨塑料薄膜軟帶，構(gòu)成金屬對塑料的摩擦形式，來提高導軌的耐磨性，降低摩擦 系數(shù)。與之相配的支承導軌滑動面是經(jīng)洋火鋼和磨削加工的，其優(yōu)點是：摩擦系數(shù)低，動、靜摩擦系數(shù)接近，不易產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。 耐磨性高，化學穩(wěn)定性好；可加工性能好，工藝簡單，成本低等。 貼塑導軌副的塑料軟帶一般粘貼在短的動導軌上。圓形導軌應粘貼在下導軌面上，各種組合形式的滑動導軌均可粘貼。 貼塑導軌有逐漸取代滾動導軌的趨勢，不僅適用于數(shù)控機床，而且可用作其他各種類型的機床導軌，它在舊機床修理和數(shù)控化改造中可以減少對機床結(jié)構(gòu)的修改，因而更加擴大了貼塑導軌的應用領域。 二、滾動導軌：滾動導軌液是在導軌面之間放置滾珠、液柱或液針等滾動體，導軌面之間為滾動摩擦。滾動導軌與滑動導軌相比，其優(yōu)點是:靈敏度高，摩擦系數(shù)小，且其動、靜摩擦系數(shù)相差很小，因而運動均勻，尤其是在低速移動時，不易出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象；定位精度高，重復定位精度可達0.2um牽引力小，移動輕便;磨損小，精度保持性好，使用壽命長。但攘動導軌的抗振性差，對防護要求高，結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，成本高。 為了提高數(shù)控機床移動部件的運動精度和定位精度，目前廣泛采用滾動導軌。 三、靜壓導軌：靜壓導軌是將有一定壓力的油液，通過節(jié)流器輸送到導軌面上的油腔中，形成壓力油膜，將相互接觸的導軌表面隔開，使導軌工作表面處于純液體摩擦。這種導軌的機械效率高，摩擦因數(shù)小(一般為0.001-0.001)，從而使驅(qū)動功率大大降低，能長期保持導軌的導向精度。承載油膜有良好的吸振性，低速運動時不易產(chǎn)生“爬行”，所以在機床上得到日益廣泛的應用。這種導軌的缺點是結(jié)構(gòu)復雜，需要備置一套專門的供油系統(tǒng)，油的清潔度要求較高。靜壓導軌可分為開式和閉式兩大類。 根據(jù)以上分析，本次課程設計采用雙矩形的組合形式更加合理，主要用來承受與主支撐面垂直的作用力，剛性好，承載能力大，加工維修容易。導軌之間的距離根據(jù)隨行夾具的寬度設計，如下圖3-6所示。 圖3-8導軌 3.6輸送桿設計 輸送桿位于導軌內(nèi)部，采用兩塊長方形板相對放置的形式，且在輸送桿上放置一個棘爪，用棘爪來推動隨行夾具。還有輸送桿和棘爪之間是通過穿過它們之間的銷軸連接，銷軸則通過開口銷鎖緊。輸送桿的來回運動，帶動棘爪的往復運動，從而使隨行夾具的連續(xù)運動。便于輸送桿的運動和支撐在輸送桿的下方放置一些穿過支架的圓柱滾子。 3.7棘爪的設計和確定 這個棘爪在這次設計中起到推動隨行夾具的作用 圖3-9棘爪 3.8彈簧的設計與選用 3.8.1彈簧的分類 本設計中需要利用彈簧來維持配置的回轉(zhuǎn)，以達到重復運動、裝配自動化的目的。彈簧可以分為壓縮彈簧和拉伸彈簧兩類。 一、壓縮彈簧：壓縮彈簧簡稱壓簧，是承受向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧一般為等節(jié)距的，壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等，壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙，當受到外載荷時彈簧收縮變形，儲存形變能。壓縮彈簧對外載壓力提供反抗力量。壓縮彈簧一般是金屬絲等節(jié)距盤繞和有固定的線徑。壓縮彈簧利用多個開放線圈對外載壓力（如重力壓下車輪，或者身體壓在床褥上）供給抵抗力量。也就是，他們回推以反抗外部壓力。壓縮彈簧一般是金屬絲等節(jié)距盤繞和有固定的線徑。此外，也有圓錐形的壓縮彈簧，或者圓錐和直線 型組合的彈簧。根據(jù)不同的應用領域，壓縮彈簧可用于抵抗壓力和（或）存儲能量。圓形金屬絲是壓縮彈簧最常用的，但也有正方形、長方形和特殊形狀的金屬絲制造出的壓縮彈簧。 二、拉伸彈簧：拉伸彈簧簡稱拉簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧，拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負荷時，拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒有間隙。許多不同的終端裝置或者“鉤”是用來保證拉伸彈簧的拉力來源。拉伸彈簧與壓縮彈簧的工作原理相反。壓縮彈簧在壓緊的時候反向作用，拉伸彈簧則在伸展或拉開的時候反向作用。當拉伸彈簧兩端拉開時，彈簧則會試圖將他們拉回在一起。像壓縮彈簧，拉伸彈簧也是吸收與儲存能量。但不像壓縮彈簧的是，大多數(shù)的拉伸彈簧通常在一定程度的張力下，即使是在沒有任何的負載的情況下。這種初始的張力決定了在沒有任何負載的情況下，拉伸彈簧盤繞的緊密程度。 3.8.2彈簧的選取 壓縮彈簧的鋼絲彈簧用于一切從家電到機動設備，電機等的類型，因為它是所需類型的彈簧。由負載作用于它們或它們的端部被壓縮，壓縮彈簧被壓縮導線的設計試圖返回彈簧返回到原來的形狀，從而負載推回。 主要應用方向:醫(yī)療呼吸設備、醫(yī)療移動設備、手工工具、家庭護理設備、減震、發(fā)動機氣門彈簧。 拉伸彈簧廣泛用于醫(yī)療呼吸設備、運動控制、醫(yī)療移動設備、手工工具、家庭護理設備、減震、泵彈簧、機械與電子的防護硬件、流體控制閥、機械航天部件、促動器、開關設備。 拉伸彈簧一般為等節(jié)距，截面多為圓形，它們可以用于許多場合，如生產(chǎn)裝配、實驗、研發(fā)、維修等。拉簧在全球市場上占有重要地位，廣泛地應用于國防、海洋、計算機、電子、汽車、模具、醫(yī)學、生物化學、航天、鐵路、核電、風電、火電、工程機械、礦山機械、建筑機械、電梯等領域。 本設計需要的尺寸寬度比較大，而壓簧在尺寸較小的空間內(nèi)容易超過疲勞強度失去穩(wěn)定性，綜合考慮選取拉簧。 3.9滑動絲杠螺母副的設計、計算以及確定 滑動絲杠摩擦力較大，傳動效率較低，一般為30%～40%；磨損快；低速和微調(diào)傳動容易出現(xiàn)爬行；容易自鎖；定位精度和軸向剛度較差。但結(jié)構(gòu)簡單、加工方便。 1）滑動螺旋的傳動計算： 取，， ， ， 由于是梯形螺紋，查看GB/T5796.1-1986得 －牙頂間隙 －基本牙型高度 －外螺紋牙高 －內(nèi)螺紋牙高 －牙頂高 －外螺紋中徑 －內(nèi)螺紋中徑 －外螺紋小徑 －內(nèi)螺紋小徑 －內(nèi)螺紋大徑 －牙根部寬度 2）螺母的設計 螺母高度：，由為整體式螺母，所以 ，滿足條件。 3）材料的選擇 動螺旋傳動的主要零件是螺桿和螺母。螺桿的材料應有足夠的強度和耐磨性，以及良好的工藝性。不重要的螺桿可以不經(jīng)過淬硬處理，材料一般用Q－275、45、50、Y40和Y40Mn等。由于此處的螺桿要求不高，所承受的力也很小，故選用45鋼。而此處的螺母為低速輕載，故選用耐磨鑄鐵即可。 4）絲桿的長度確定 根據(jù)螺桿的穩(wěn)定性來確定： 當時，螺桿穩(wěn)定，其中，（一端固定，一端自由） 由上式可以得出在之間，所以。 3.10軸承及其端蓋、密封件和套杯的選擇 3.10.1概述 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可以把軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標準化，選用、潤滑、維護都很方便。但滑動軸承本身具有的一些獨特優(yōu)點，使得它在某些不能、不便或使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合起到作用。所以在這次設計中用的是滾動軸承。 3.10.2滾動軸承的類型與特點 （1）角接觸球軸承：角接觸球軸承的極限轉(zhuǎn)速較高。它可以同時承受徑向和一個方向的軸向載荷，接觸角有等多種，接觸角越大，可承受的進給力越大。 （2）雙列短圓柱滾子軸承：內(nèi)圈有1︰12的錐孔，與主軸的錐形軸徑相匹配，軸向移動內(nèi)圈，可以把內(nèi)圈脹大，用來調(diào)整軸承的徑向間隙和預緊；軸承的滾動體為滾子，能承受較大的徑向載荷和較高的轉(zhuǎn)速；軸承有雙列滾子交叉排列，數(shù)量較多，因此剛度較高；不能承受軸向載荷。 （3）圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承主要用于承受以徑向載荷為主的徑向與軸向聯(lián)合載荷。與角接觸球軸承相比、承載能力大，極限轉(zhuǎn)速低。圓錐滾子軸承能夠承受一個方向的軸向載荷，能夠限制軸或外殼一個方向的軸向位移。 （4）推力軸承：推力軸承是用來專門承受軸向力的專用軸承,就是軸平行的方向的力的軸承. （5）雙向推理角接觸球軸承：用來承受雙向軸向載荷。 本次設計采用圓錐滾子軸承。 3.10.3圓錐滾子軸承的選取 由螺紋部分的公稱直徑，查《簡明機械設計手冊》表15-24單列圓錐滾子軸承，型號30204，。由于此處所受軸向力很小，由經(jīng)驗可知，所選軸承必能滿足受力。它采用脂潤滑。 3.10.4端蓋、密封件和套杯的選擇 端蓋、密封件和套杯的計算： 端蓋： 由《機械設計課程設計手冊》表8-1得出螺釘直徑，數(shù)目為4個，軸承外徑D為47mm。 ； ； ； ； ； ；； ; . 由密封件尺寸確定。 密封件在表9-9 氈圈油封及槽軸徑為20mm。 套杯： 3.11電機的選擇 功率、轉(zhuǎn)矩的計算：絲桿上的螺母現(xiàn)將工件快速上升到使定位銷露出3mm的頭的位置，絲桿在機械手放零件時緩慢下降，下降三次。此時絲桿的運動緩慢且間斷性工作的，此時轉(zhuǎn)速很低，只有 －絲杠每次上升的高度 －螺距 在機械手放下第三對（散熱片和水隔板）后快速下降到原來的位置。在放散熱片與水隔板的時候，要轉(zhuǎn)6個， 工作臺轉(zhuǎn)的用時：； 絲桿快速下降用時為1s 此處采用單頭螺紋： 選用彈性聯(lián)軸器 電動機是根據(jù)選擇，電動機是步進電動機，根據(jù)《實用機械電氣技術手冊》選取機型為36BF003. 3.12聯(lián)軸器的設計與確定 3.12.1聯(lián)軸器的概述 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。聯(lián)軸器種類繁多，按照被連接兩軸的相對位置和位置的變動情況，可以分為：①固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。②可移式聯(lián)軸器。 3.12.2聯(lián)軸器的分類 凸緣式聯(lián)軸器 　　特點：構(gòu)造簡單，成本低，可傳遞較大轉(zhuǎn)矩。不允許兩軸有相對位移，無緩沖。 　　用途：在轉(zhuǎn)速低，無沖擊，軸的剛性大，對中性較好的場合應用較廣。 ?滑塊聯(lián)軸器 　　半聯(lián)軸器1.3上的凹槽與中間滑塊的凸榫→移動副→可補償兩軸偏移 　　特點、應用： 　　無緩沖，移動副應加潤滑→用于低速傳動 ?彈性聯(lián)軸器 　　特點：緩沖吸振，可補償較大的軸向位移，微量的 　　徑向位移和角位移。 　　應用：正反向變化多，啟動頻繁的高速軸。 安全聯(lián)軸器 在結(jié)構(gòu)上的特點是，存在一個保險環(huán)節(jié)(如銷釘可動聯(lián)接等)，其只能承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運動和 動力的傳遞，從而保護機器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護作用。 起動安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶載起動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。 剛性聯(lián)軸器 　　剛性聯(lián)軸器不具有補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能;但結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 ?撓性聯(lián)軸器定 　　具有一定的補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。 　　無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。 　　非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器 在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能;但由于非金屬(橡膠、尼龍等)彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合 。 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。 膜片聯(lián)軸器 高剛性、高轉(zhuǎn)矩、低慣性；采用環(huán)形或方形彈性不銹剛片變形；大扭矩承載，高扭矩剛性和卓越的靈敏度；零回轉(zhuǎn)間隙、順時針和逆時針回轉(zhuǎn)特性相同；免維護、超強抗油和耐腐蝕性；雙不銹鋼膜片可補償徑向、角向、軸向偏差，單膜片則不能補償徑向偏差。 所以本次設計選取膜片聯(lián)軸器，其大小根據(jù)電動機轉(zhuǎn)矩和絲杠的直徑來選取。 3.13定位支撐板的設計與確定 在機械手工作時，采用一面兩銷定位來實現(xiàn)機械手定位，即在隨行夾具的一面采用定位支撐板定位，另一面采用定位銷來定位。還有在支承板前端（首先與隨行夾具（工件）相接觸那一端）設計有一定距離的傾斜面，起到引導隨行夾具（工件），避免其卡住從而影響其直線運動的作用。 圖3-10定位支撐板 3.14定位銷的設計以確定 這個定位銷是用小氣缸來驅(qū)動，為了便于氣缸在隨行夾具上的定位孔進出，將定位銷削去一部分。因為它是由氣缸驅(qū)動，所以在它底部削去一部分，便于與氣缸的Y型連接件連接。 圖3-11定位銷 第四章 壓力機的設計 4.1方案設計 前面闡述了機油冷卻器在器在整條線上的定位問題，以 及最后壓力機工位的夾緊方案，在此基礎上，我們才得到了壓力機的總體設計方案壓力氣缸驅(qū)動懸臂壓桿先將裝配完所有零件的機油冷卻器壓緊，隨 后另一氣缸驅(qū)動抽桿將定位銷隨隨行夾具拔除，然后一個擺動氣缸驅(qū)動一個裝了撥銷的轉(zhuǎn)塊，撥銷帶動壓塊旋轉(zhuǎn)一個角度，將工件夾緊。最后懸臂壓桿臺回擺動氣缸轉(zhuǎn)回。如圖4-1所示。 圖4-1壓緊方案示意圖 4.2氣缸的設計和選擇 4.2.1壓緊氣缸的設計與選擇 1、壓緊氣缸的布置方式有兩種：一種是正對懸掛式，另一種是旁邊落地式。 兩種方式的比較： （1）正對式：氣缸的活塞桿不受徑向力，對導向裝置的要?求比較低；但是活塞桿受壓力，輸出力比較大時需要進行穩(wěn)定性驗算；氣缸采用?腳架式安裝，需要制造很高的支架。 （2）旁落式：氣缸安裝位置很低，低于導軌面。由于不需要很高的支架；活塞桿受拉，不存在穩(wěn)定性問題；這個采用后法蘭式安裝方式，這就不要制造很高的支架，節(jié)約成本。 經(jīng)過比較我選擇旁落式。 2、缸徑的確定 根據(jù)工作機構(gòu)所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力和拉力，?從而確定氣缸內(nèi)徑。 氣缸由于其工作壓力較?。ㄒ话阍?.4~0.6MPa），根據(jù)資料上的內(nèi)容，我選擇氣缸在壓緊時需要的力為1t左右，其工作壓力我選擇0.5 MPa。由公式 ，得到，所以缸徑為160mm。 3、行程的確定 氣缸（活塞）行程與其使用場合及工作機構(gòu)的行程比有關。多數(shù)情況下不應?使用滿行程，以免活塞與缸蓋相碰撞，尤其用來夾緊的機構(gòu)，為保證夾緊效果，?必須按計算行程多加10～20mm的行程余量。由于本次設計中壓緊氣缸的行程不需要太大，只要保證撥銷能夠進入壓塊和離開壓塊。所以我選擇的行程為60mm。 4、安裝形式的確定 安裝形式由安裝位置、使用目的等因素決定。在一般場合下，多用固定式?安裝方式：軸向支座（MS1式）前法蘭（MF1?式）、后法蘭（MF2式）等。由于我選擇的是旁落式的氣缸安裝方式，所以壓緊氣缸的安裝方式為后法蘭。 所以壓緊氣缸的選擇為QGBZMF2 60 160。 4.2.2抽頭氣缸的選擇與確定 這個氣缸主要克服的定位銷與冷卻器定位孔之間的摩擦力，這個力不會很大，所以首先確定一下它的缸徑在80mm以內(nèi)，這個缸徑主要是通過行程來確定。隨行夾具高度為145mm，考慮到抽到下限時，定位銷的頂端離支架底面還有一定的距離，整個氣缸的有效行程為175mm，標定行程200mm，氣缸工作的時候可以缸徑小，行程長，所以我選擇的缸徑為50mm。還有它的安裝方式為后法蘭式。所以氣缸的型號為QGBZMF2 200 50。 4.2.3擺動氣缸的選擇與確定 擺動氣缸是一種在小于360°角度范作往復擺動的氣缸，它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，輸出力矩使機構(gòu)往復擺動。常用的擺動氣缸的最大擺角分別為99°、180°、270°三種規(guī)格。擺動氣缸輸出軸承受扭矩，對沖擊的耐力小，因此，如氣缸速度過快或受到驅(qū)動物體時的沖擊作用，將容易損壞，故需要采用緩沖機構(gòu)或安裝制動器。擺動氣缸有葉片式和活塞式這兩種類型。 圖 擺動氣缸 根據(jù)資料我們算出轉(zhuǎn)矩，所以我選擇未來自動設備有限公司生產(chǎn)的