本帖最后由 每次一例 于 2020-5-5 13:02 编辑
说在前面的话:这两个多月的时间,文章写了十几篇了,速度说实话确实有点慢,也经常有小伙伴在后台催我,但是我现在本身也在上班,有时候就抽晚上的时间码字,所以在这里也寻求一下大家的理解,哈哈哈。后面我会在平时去关注一下网络上有没有比较好的文章,然后转载过来,但是还是会保持每周更新一篇原创的习惯,只是中间会穿插一下转载的文章。
模型放在最后了
OK,下面进入主题。这篇文章分析三种设备或机构,先来看一下有哪些:
1、步进式料道;
2、翻板机构-1;
3、翻板机构-2。
步进式料道
先看一下这个设备的轴测图:
这种料道一般是用来对长圆棒料进行上料的,上图中箭头方向为工件的输送方向,然后来看一下这个料仓的工作步骤:
→ 工件摆放在两侧的支撑板上 → 电机驱动送料板,将工件移动到支撑板上的下一格 → 直到工件被输送至取料位置,等待抓取。
一、看一下送料板是怎么移动工件的
再来看一下动力的传递:
通过上面的两张图,我们来理一下送料板移动工件的原理:
1、电机通过链条驱动旋转轴承座;
2、旋转轴承座上的轴带动搬运框架和送料板,实现搬运动作,见下面动图:
3、送料板旋转过程中,将支撑板上的工件顶起来一起旋转,送到支撑板上的下一个槽上,然后送料板继续旋转进行下一次的搬运;
4、循环以上动作,就实现了工件的步进式送料。
二、支撑板的调节机构
料道为了适应不同长度工件的搬运,为两侧的支撑板做了可以对中调节间距的机构:
1、调节原理
调节丝杆的左右两侧分别是左旋和右旋,在转动手轮的时候,就可以让两侧支撑板沿着导轨实现对中移动,达到调节间距的目的。(原图纸中丝杆两端没有固定座和支撑座,是不合理的,所以这里我添加了固定座和支撑座的示意图)
2、关于梯形丝杆
这个机构中的调节用的是梯形丝杆,一是成本相对滚珠丝杆要低;二是一般梯形丝杆的螺纹升角小于当量摩擦角,具有一定的自锁作用,可以防止在运行中支撑板发生移动。
接下来咱们就来分析一下自锁的原理。
1) 首先来看一下什么是螺纹升角和当量摩擦角
① 螺纹升角,也叫“导程角”,是螺纹的中径展开的圆周线与螺旋线的夹角;然后要再说一下什么是导程:螺旋线绕圆柱体转一圈,沿圆柱体轴线方向移动的距离,听起来有点玄,哈哈哈,看下图就明白了。
将螺纹旋线沿着螺柱的一周展开,如下图:
根据以上的定义:
θ:螺纹升角;
S:导程;
Π*D:螺纹中径的周长(Π是圆周率)
所以tanθ = S / Π*D,θ = arctan(S / Π*D)
② 当量摩擦角
定义:当构成移动副的两构件的接触面不是平面时,为了计算方便,引入了当量摩擦系数fv和当量摩擦角α。
因为丝杆螺母和丝杆的接触并不是一个简单的平面,因此这里也引入当量摩擦系数fv来进行相关的计算。
而当量摩擦系数fv = f / cosβ(f是螺旋副的材料摩擦系数);
β又是什么呢?看下图:
梯形丝杆的牙形角一般都是30°,所以β = 15°
然后需要知道的是当量摩擦角的正切值等于当量摩擦系数,即tanα = fv,所以当量摩擦角α = arctanfv
2) 然后来推导一下为什么螺纹升角小于当量摩擦角时,就会有自锁功能
当有力 F 作用在丝杆螺母上时,螺纹的受力情况如下:
将 F 分解成 F1 和 F2,F1是作用到螺纹上的压力;F2是使螺纹发生转动的力。
螺母和丝杆的摩擦力F0 = F1 * fv =F * cosθ * fv ;
F2 = F * sinθ
要达到自锁效果,就需要摩擦力F0 > F2 ,即:F2 / F0 < 1,从而推导出:
→ (F*sinθ)/ (F * cosθ * fv) < 1 ;
→ sinθ/(cosθ *fv) < 1;
→ tanθ < fv
→ tanθ < tanα
从以上推导可以得出:当螺纹升角小于当量摩擦角时,丝杆具有自锁功能。
翻板机构-1
我们先来看一下这个翻板机构的原理视频:
(如需观看视频,请移步公众号)
通过以上视频,想必大家对整个机构有了大概的了解,接下来,我们就来分析一下这次要说的设备:
这个设备的工作步骤如下:
1、板材从左侧进入输送线,到达翻板机构后停住;
2、翻板机构像上面视频中的动作一样,将板材翻面,并放到右侧的输送线上;
3、最后由输送线输送到下一工序。
然后将这个设备分成两个部分来说:
1、输送线;
2、翻板机构
关于输送线,其实就是一个简单的皮带线或同步带轮输送线,而这两种输送线在前面的文章中已经分析过了,所以这里就不细说了,主要来看一下翻板机构。
翻板动作如下:
1、初始状态下,翻料板-1和翻料板-2处于水平状态;
2、当板材到达翻料板-1上面时停止,这时驱动电机驱动连杆轴,连杆轴带动连杆, 连杆又带动翻料板-1和翻料板-2分别绕着轴-1和轴-2进行旋转;
3、翻料板-1带动板材升起,在两个翻料板升到最高处时,板材在重力作用下被翻到翻料板-2上,随后,板材跟着翻料板-2落在输送线上;
4、循环以上过程。
上图中的翻板设备共由4个翻转机构组成,只不过它们是同时动作的,而4个翻转机构的结构和原理也都是一样的,所以咱们就来看一下其中一个的详细图:
前面没有说到连杆是怎么带动翻料板的,所以下面就来分析一下这部分具体是怎么动作的:
1、驱动电机带动连杆轴和旋转连杆顺时针旋转;
2、这时,旋转连杆推动连杆-1,同时拉动连杆-2;
3、从而使翻料板-1绕着轴-1逆时针旋转;翻料板-2绕着轴-2顺时针旋转;
4、以上动作使两个推料板分开,同理,当驱动电机逆时针旋转时,两个推料板合上。
注:由于在这个设备中,4个翻板机构中间有连杆轴连接,因此不能像上面的视频中一样,旋转连杆可以连续转动。(因为连杆-1/连杆-2会和连杆轴干涉)
翻板机构-2
还是先来说一下这个设备的工作步骤:
1、板材从左侧进入滚筒线,进入翻板机构中后停止;
2、这时,翻板机构夹住板材,然后移动(从上图可以看到,翻板机构可以左右移动),同时绕着翻转轴进行转动;
3、转动180°,板材被翻面并放在滚筒线上,然后被输送走。
依据以上的动作,将设备分成两个部分:
1、滚筒线;
2、翻板机构
关于滚筒线,和上面说到的皮带线/同步带输送线一样,都是在之前的文章中详细分析过了,所以也就不啰嗦了,重点还是分析翻板机构。
从上面的设备工作步骤中,我们可以看到整个翻板机构一共有三个动作:
1、夹紧板材;
2、翻板机构移动;
3、翻板机构翻转。
三个动作分别对应了不同的机构,接下来咱们就依次来分析:
一、夹紧机构:
从上面的图片中可以看到,翻板机构的两侧各一个夹紧机构,它们的结构是一样的,所以这里就分析其中一侧的:
黄色的零件为板材,它穿过翻板机构,上下各一个夹紧机构,其实这两个机构为对称关系,所以原理也是一样的。
气缸推动旋转板-1 → 而旋转板-1和旋转板-2通过连杆连接 → 所以旋转板-1和旋转板-2分别绕着各自的旋转销轴转动 → 最后通过各自的连接板将夹板下压。
以上就是夹紧机构夹住板材的原理动作。
二、翻板机构移动
这个机构比较简单,就是通过同步带轮机构,然后将同步带和机构固定,这样同步带在移动的时候,就可以驱动机构沿着导轨滑动。
整个翻板机构的两侧各一个导轨,然后通过滚轮在上面滑动:
三、翻板机构翻转
固定链条连接在机架上,当电机带动翻板机构移动时 → 固定链条使驱动链轮旋转,从而通过连接轴带动链轮-1也转动 → 链轮-1又通过驱动旋转机构带动大链轮绕着翻转轴转动 → 可以看到末端的夹紧机构是固定在大链轮上的,所以也会跟着旋转。
再来看一下驱动旋转机构:
链条两端之所以固定在链轮上,而不是直接整根链条贯穿,是为了在大链轮上留有缺口,以便较宽的板材可以穿过,这样既可以翻转大板材,又可以降低旋转半径。
好了,这三种机构就算是分析完了,依然还是把模型放在公众号里,大家回复:下载模型,就可以拿到下载链接了。
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