供稿|杨霞，齐鹏远，王静波，刘哲，任旭，王磊，栗明昊 / YANG Xia, QI Peng-yuan, WANG Jing-bo,LIU Zhe, REN Xu, WANG Lei, LI Ming-hao

内容导读

轴瓦凸耳加工是轴瓦生产过程中的关键工序，其配套送料装置是提高轴瓦凸耳加工精度和生产效率的重要部分。本文通过对送料装置设计研究及零部件选型计算，利用传送带和导轨配合转向坯料，在双气缸阀门和推杆电机等部件作用下实现坯料分时输送和连续加工功能。经整体调试验证，本装置运行可靠、生产效率大幅提高，具有重要的实际应用价值。

轴瓦是各类滑动摩擦副中的关键零件[1-2]，轴瓦装配时为了便于初始定位和工作中防止其移动、转动，剖分式轴瓦背面通常设有凸耳[3-5]。由于轴瓦结构特殊且送料过程中不允许有相互碰撞，目前常用振动料斗等自动送料装置可靠性不高，经常会出现打料、卡料和重料等问题[6]，因此尚不能满足轴瓦自动送料应用要求[7]。

为克服现有技术不足[8-9]，本文提出一种轴瓦凸耳冲压自动送料装置，并对该装置上料机构、出料机构和动力装置选型进行了设计研究。本装置结构简单，实用性强，与现有的冲压机配合可顺利实现自动送料动作，大大提高生产效率，具有重要的应用价值。

装置设计

上料机构设计

在上料机构中，采用传送带的总长为1200 mm，以地面为基准高度800 mm，安置于压力机右侧，为了保证加工坯料可以顺利在传送带上移动，本传送带宽度取决于轴瓦的尺寸，防止坯料在传送带上移动时歪斜或掉落。在轴瓦坯料横向排列水平运动时，将双气缸阀门置于水平传送带正上方，在气泵的带动下进行上下往复运动，使轴瓦坯料在经过双气缸阀门时坯料进行分时通过，如图1 所示。

图1 装置示意图

上料通道两条导轨相互倾斜一定角度使轴瓦坯料改变方向，坯料由开口向前逐渐改变成开口向右。在实际使用时，根据不同的冲压机以及工件加工的要求，可调整两条导轨倾斜角度改变轴瓦坯料开口方向，实现坯料变向，如图2 所示。

图2 上料机构结构图

根据压力机压头冲压凸耳时间确定机械臂的伸出速度为每2 s 进行一次往返，保证坯料连续加工。由于双气缸阀门对坯料具有分时控制作用，加上坯料进入斜坡下落时间为1 s，确定传送带速度为19 mm/s，保证坯料可匀速前进，且不会过堆积在双气缸阀门处。

传送带将呈竖直排列的轴瓦经斜滑道落入顶出装置前方，经侧向顶出装置送至压力机正下方。当压头对轴瓦坯料进行冲压时，侧向顶出装置复位，并准备将下一坯料继续送至压力机冲压位置，加工完毕后的坯料被后续坯料顶出压力机，实现坯料连续上料。

出料机构设计

出料机构由出料斜滑道和出料传送带组成，加工后的轴瓦排列有序地送至传送带。出料斜滑道由斜滑道挡板对坯料进行保护，防止坯料掉落。出料斜滑道长度为150 mm，角度小于45°，斜滑道的宽度为40 mm，用于承接加工过后的坯料并送至出料传送带，如图3 所示。

图3 出斜滑道结构图

坯料经出料斜滑道后进入出料传送带，出料传送带设有导轨对加工后的坯料进行保护，如图4所示。

图4 出料传送带结构图

装置整体机构由传送带，导料轨和斜滑道挡板组成，在靠近压头一侧的传送带呈一定角度滑坡连接在出料处，以便将加工完成的坯料顶出时，带有凸耳轴瓦靠自身重力经斜滑道自动落至水平传送带，成品在传送带末端完成收集。后续轴瓦坯料将之前已加工轴瓦顶出压机力工作台并冲压，实现坯料的连续加工。

动力系统装置选择

轴瓦坯料在传送带上的传送带速度为19 mm/s，传动辊直径为20 mm，传动辊转速为0.018 r/min。传送带电动机型号选择考虑以下因素：皮带与工作物的总质量M1=9 kg，滑动面摩擦因数μ=0.3，滚轮直径D=20 mm，皮带和滚轮效率η=0.9，皮带的速度V=19 mm/s，电机电源220 V，50 Hz。

本设计中传送带所需动力由小型交流电机提供，电动机规格如表1 所示。

表1 传送带电动机规格表

选用CJX2 系列交流接触器，供远距离接通、分断电路，起动、控制交流电动机使用，并与热继电器组成电磁起动器以保护可能发生的电路超负荷。交流接触器规格如表2 所示。

表2 交流接触器规格

在满足电动机的额定功率情况下，选择额定功率为7.5 kW 型号为ET-90 的活塞式空气压缩机。选用空气压缩机规格尺寸如表3 所示。三相异步电动机规格型号如表4 所示。推杆电机规格如表5 所示。

表3 选用空气压缩机规格

表4 三相异步电动机规格

表5 推杆电机规格

装置调试

传送带运动速度调试

压力机压头加工轴瓦凸耳时间为2 s，顶杆装置顶出速度确定为每2 s 进行一次往返，保证坯料进行连续加工。坯料半径高为38 mm，且双气缸阀门对坯料具有分时作用，加上坯料进入滑坡下落时间为1 s，故传送带速度可以确定为19 mm/s，保证了坯料匀速前进，且不会堆积在双气缸阀门位置。

顶杆行程调试

选用推杆电机EZ Limo EZA 为顶杆装置，冲程在50~300 mm 之间。在送料机构设计时，顶杆位于送料传送带正下方，工作时将从斜滑道落下的垂直的坯料顶入压力机工作台。根据斜滑道长度为300 mm，轴瓦横向高度为38 mm，计算出顶杆装置冲程距离，实现轴瓦坯料在顶杆装置推动下准确将轴瓦坯料送至压力机工作台处进行冲压加工。

双气缸阀门速度调试

双气缸阀门安装在水平传送带正上方，且位于导轨变向前位置处，由两个标准气动缸组成，活塞行程为300 mm，气缸动力由空气压缩机提供。组成双气缸阀门组后，在单片机程序控制下实现气缸杆依次上下反复运动。通过调节气缸调速阀，使双气缸阀门速度与传送带送料速度达到理想匹配，保证坯料在传送带上等距分布，实现坯料分时输送功能。

装置试验

通过整体装置试验，对顶杆长度进行重新调整，确定冲压头与推杆之间距离，完成冲程校核；调节顶杆与传送带速度匹配，并测试加工效果。经实际生产试验，装置整体运行正常，轴瓦坯料加工效果和工作效率均达到较为理想状态。调试后装置整体实物如图5 所示。

图5 装置实物图

结束语

(1)通过对送料装置机构各部分研究，利用传送带与导轨配合实现了横向排列轴瓦坯料变向，利用推杆机构将坯料送至压力机下实现轴瓦坯料连续加工。

(2)对装置机构所需动力零部件进行了选型计算，确保装置零部件与动力系统匹配，实现装置整体正常工作。

(3)经过实际生产试验，本研制装置加工速度达到了每分钟30 个，是原人工工作量的2~3 倍，大幅减少了人工劳动强度，具有重要的实际应用意义。