2章-上料自动化2课件.ppt
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1、2023-1-1武汉理工大学机电学院1/27三、料斗式上料装置三、料斗式上料装置1 工件的定向方法工件的定向方法2 料斗式上料装置的结构及设计料斗式上料装置的结构及设计2023-1-1武汉理工大学机电学院2/27机械传动式料斗装置机械传动式料斗装置其定向机构采用机械传动其定向机构采用机械传动或作连续回或作连续回转运动,或作直线往复运动,使料斗中的转运动,或作直线往复运动,使料斗中的工件自动定向。工件自动定向。利用电磁力使料盘产生振动,驱使工件在利用电磁力使料盘产生振动,驱使工件在滑道上运动,并在运动的过程中使工件自滑道上运动,并在运动的过程中使工件自动定向。动定向。振动式料斗装置振动式料斗装置
2、 利用料斗式上料装置,保证了上料的完全自动化,工人的职责利用料斗式上料装置,保证了上料的完全自动化,工人的职责仅仅是把毛坯成批地装入料斗中,并对上料装置以及整个机器的工仅仅是把毛坯成批地装入料斗中,并对上料装置以及整个机器的工作过程进行监控。作过程进行监控。坯件在料斗中的定向方法取决于坯件外形、结构及其重心位置。坯件在料斗中的定向方法取决于坯件外形、结构及其重心位置。依据定向方依据定向方式的不同,料斗式的不同,料斗分为两大类分为两大类机械传动式料斗装置机械传动式料斗装置振动式料斗装置振动式料斗装置2023-1-1武汉理工大学机电学院3/271、工件的定向方法、工件的定向方法(1)抓取法定向抓取
3、法定向:是借运动着的抓取定向机构,抓取坯件的孔、槽等特形表面而完成定向的。(2)槽隙法定向槽隙法定向:是借抓取定向机构的拉动,使坯件落进沟槽或缝隙而实现定向。(3)型孔选取法定向:型孔选取法定向:是利用抓取定向机构上一定形状和尺寸的型孔对坯件进行筛选,只有位置和截形都相应于型孔的坯件,才落入型孔中而获得定向。(4)重心偏移法定向重心偏移法定向:重心不对称的坯件,利用其重心偏移的特性,使重端倒向指定方向来完成定向。(5)振动定向:振动定向:借助振动,使坯件在料斗中传送时矫正或剔除方位不正确的坯件而完成定向。由于其特殊的定向原理及应用最为广泛,将在第4节进行介绍。2023-1-1武汉理工大学机电学
4、院4/27工件的定向特性2023-1-1武汉理工大学机电学院5/27(1)抓取法定向抓取法定向工作原理工作原理 利用运动着的定向机构抓取工件的某些表面,如孔、利用运动着的定向机构抓取工件的某些表面,如孔、凹槽等,使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。凹槽等,使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。常用的定向机构有杆、销、钩子等,适用于带孔的套状、常用的定向机构有杆、销、钩子等,适用于带孔的套状、碗状和环状零件。碗状和环状零件。2023-1-1武汉理工大学机电学院6/27抓取法定向示例抓取法定向示例2023-1-1武汉理工大学机电学院7/27(2)槽隙法定向槽隙法定向 工作原理工作原理 在
5、这种料斗中,用专门的定向机构搅动工件,使工件在这种料斗中,用专门的定向机构搅动工件,使工件在不停的运动中落进沟槽或缝隙实现定向。定向机构可以在不停的运动中落进沟槽或缝隙实现定向。定向机构可以作直线往复运动、摆动运动或回转运动。这一类料斗可用作直线往复运动、摆动运动或回转运动。这一类料斗可用于螺钉、螺帽、片状、圆环以及各种带头部的工件。于螺钉、螺帽、片状、圆环以及各种带头部的工件。2023-1-1武汉理工大学机电学院8/27槽隙法定向示例槽隙法定向示例2023-1-1武汉理工大学机电学院9/27(3)型孔选取法定向型孔选取法定向工作原理:是利用抓取定向机构上一定形状和尺寸的型孔对坯件进行筛选,只
6、有位置和截形都相应于型孔的坯件,才落入型孔中而获得定向。2023-1-1武汉理工大学机电学院10/27型孔选取法定向型孔选取法定向2023-1-1武汉理工大学机电学院11/27(4)重心偏移法定向重心偏移法定向 重心不对称的坯件,利用其重心偏移的特性,使重端倒重心不对称的坯件,利用其重心偏移的特性,使重端倒向指定方向来完成定向。向指定方向来完成定向。2023-1-1武汉理工大学机电学院12/27(5)振动定向振动定向 借助振动,使坯件在料斗中传送时矫正或剔除方位不正借助振动,使坯件在料斗中传送时矫正或剔除方位不正确的坯件而完成定向。由于其特殊的定向原理及应用最为广确的坯件而完成定向。由于其特殊
7、的定向原理及应用最为广泛,将在第泛,将在第4节进行介绍。节进行介绍。2023-1-1武汉理工大学机电学院13/272、料斗式上料装置的结构及设计、料斗式上料装置的结构及设计(1)料斗容积料斗容积(2)定向机构定向机构(3)坯件堵塞的消除方法坯件堵塞的消除方法(4)供料生产率供料生产率2023-1-1武汉理工大学机电学院14/27(1)料斗容积料斗容积V 由一次装料保证机床连续工作所需坯件数量决定。由一次装料保证机床连续工作所需坯件数量决定。式中,式中,坯件的体积(坯件的体积(mm3);T 一次装料保证机床连续工作时间(一次装料保证机床连续工作时间(min),对于小型坯件取,对于小型坯件取T 1
8、20min,对于中型坯件取,对于中型坯件取T 60min;料斗平均供料生产率(件分钟);料斗平均供料生产率(件分钟);容积系数。对于轴类、盘类和球形坯件,一般取容积系数。对于轴类、盘类和球形坯件,一般取0.50.65。当。当坯件长径比坯件长径比 1 时取小值,当时取小值,当 1 时取大值。时取大值。VCPKTQVV00VCPQVK2023-1-1武汉理工大学机电学院15/27(2)定向机构定向机构u板式定向机构板式定向机构u管式定向机构管式定向机构u钩、销式定向机构钩、销式定向机构u缺口圆盘式定向机构缺口圆盘式定向机构2023-1-1武汉理工大学机电学院16/272023-1-1武汉理工大学机
9、电学院17/272023-1-1武汉理工大学机电学院18/27管式定向机构管式定向机构2023-1-1武汉理工大学机电学院19/27作用原理作用原理利用运动着的定向机构抓起工件的某些表面利用运动着的定向机构抓起工件的某些表面孔、凹孔、凹槽等,使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。槽等,使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。适用零件适用零件带孔的套类、碗状、带孔的套类、碗状、环状零件环状零件钩式定向机构钩式定向机构2023-1-1武汉理工大学机电学院20/27 钩和销的运动速度V,必须保证坯件有足够的时间从钩或销上全部滑出,落入料槽。式中,R 钩顶点的回转半径(m);l 坯件长度(m);
10、g 重力加速度,m/s2;1 坯件开始从钩上落下时与水平面的夹角。)cos1(2cos11RlgRV2023-1-1武汉理工大学机电学院21/27 钩的圆周速度还应保证钩子来得及从料堆中钩住坯件,钩的圆周速度还应保证钩子来得及从料堆中钩住坯件,即应满足即应满足:式中,式中,t 坯件滚入钩子运动区域所需时间坯件滚入钩子运动区域所需时间。tVl2023-1-1武汉理工大学机电学院22/27缺口圆盘式定向机构缺口圆盘式定向机构2023-1-1武汉理工大学机电学院23/27(3)坯件堵塞的消除坯件堵塞的消除lB5.4dB5.4(l)(l)合理设计料斗形状。对称料斗容易形成拱桥产生合理设计料斗形状。对称
11、料斗容易形成拱桥产生坯件堵塞。不对称料斗由于坯件沿垂直壁运动速度较坯件堵塞。不对称料斗由于坯件沿垂直壁运动速度较大能破坏拱桥的形成,不易产生坯件堵塞。大能破坏拱桥的形成,不易产生坯件堵塞。(2)(2)正确设计出料口尺寸。出料口尺寸大于坯件拱桥正确设计出料口尺寸。出料口尺寸大于坯件拱桥尺寸,可避免拱桥的形成。一般对于轴类坯件取出料尺寸,可避免拱桥的形成。一般对于轴类坯件取出料口尺寸口尺寸 ;盘类零件;盘类零件(3)(3)加装搅动器。在料斗中坯件可能形成拱桥的范围加装搅动器。在料斗中坯件可能形成拱桥的范围内安装搅动器可借其揽动破坏拱桥的形成,阻止产生堵内安装搅动器可借其揽动破坏拱桥的形成,阻止产生
12、堵塞。塞。(4)(4)使料斗抖动。用电磁的方法使料斗以频率为使料斗抖动。用电磁的方法使料斗以频率为5050或或100Hz100Hz抖动或用机械方法使料斗以频率小于抖动或用机械方法使料斗以频率小于5Hz5Hz抖动,可抖动,可破坏拱桥形成,防止产生阻塞。破坏拱桥形成,防止产生阻塞。2023-1-1武汉理工大学机电学院24/27Q平均平均=ZpnK式中式中,Z,Z定向机构中取料机构数定向机构中取料机构数 p p每一取料机构同时抓起的工件数每一取料机构同时抓起的工件数 n n定向机构每分钟工作循环数定向机构每分钟工作循环数 K K取料构件的充实系数取料构件的充实系数(件(件/分钟)分钟)钩、销、成型孔
13、槽实现定向的料斗钩、销、成型孔槽实现定向的料斗Q平均平均=ZnK扇形块、滑块或其它槽隙实现定向的料斗扇形块、滑块或其它槽隙实现定向的料斗Q平均平均=pnK 充实系数充实系数K K表明定向概率的大小,取决于工件的形状特性、定向机构的表明定向概率的大小,取决于工件的形状特性、定向机构的结构和工作条件,料斗的结构特点等,在一定程度上代表了料斗的工作性能,结构和工作条件,料斗的结构特点等,在一定程度上代表了料斗的工作性能,一般由实验确定。一般由实验确定。(4)(4)料斗装置的平均生产率料斗装置的平均生产率2023-1-1武汉理工大学机电学院25/27料斗实例料斗实例料斗料斗1、回转圆盘、回转圆盘2、磁
14、铁块、磁铁块3、受料管受料管4、刮板、刮板5、拨料器、拨料器6 2023-1-1武汉理工大学机电学院26/54四、振动式料斗装置四、振动式料斗装置1 基本结构基本结构2 振动上料原理振动上料原理3 定向方法定向方法4 振动料斗设计振动料斗设计5 振动料斗生产率振动料斗生产率2023-1-1武汉理工大学机电学院27/54u装料容器装料容器u定向装置定向装置u驱动装置驱动装置u隔振器隔振器u底座底座1、基本结构、基本结构2023-1-1武汉理工大学机电学院28/54料斗实物图片料斗实物图片2023-1-1武汉理工大学机电学院29/54振动式上料装置的类型振动式上料装置的类型 2023-1-1武汉理
15、工大学机电学院30/54u没有机械的搅拌、撞击和强烈的摩擦作用,没有机械的搅拌、撞击和强烈的摩擦作用,工作平稳,适合于已经精加工的工件,以及薄壁、工作平稳,适合于已经精加工的工件,以及薄壁、弹性、脆性零件。弹性、脆性零件。u结构简单,易于维护,比较耐用;结构简单,易于维护,比较耐用;u通用性强,对于一般小型工件都能适用。对通用性强,对于一般小型工件都能适用。对于形状特性不同的工件,只有定位元件不同,其于形状特性不同的工件,只有定位元件不同,其它结构都能通用。送料速度调节简便,故障少。它结构都能通用。送料速度调节简便,故障少。主要优点主要优点2023-1-1武汉理工大学机电学院31/54u工作中
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