淺談可循環積放式鏈條輸送線結構設計

摘 要：針對某公司曲軸生產線的自動化上下料物流線的需求，設計一款可循環堆積放置式曲軸料臺，要求其具有結構簡單，循環速度快，便于拆卸且后期改造簡單等特點。

關鍵詞：機器人上下料；曲軸；鏈條輸送線

曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出同時驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

目前隨著國內經濟飛速發展，人們對汽車的需求量日益增加，市場對曲軸的需求量也供不應求。要想使加工工藝復雜，需求量大的曲軸加工線，能夠實現大規模批量生產，那么自動化應用就必不可少。而文章描述的設計產品就是一種可滿足自動化上料線供給靈活運用的料臺。

1 曲軸結構及托盤上部支撐托盤設計

曲軸屬于內燃機內部的重要部件，其精度要求高，形狀復雜，制造難度較大。圖1為該曲軸圖紙。

圖片中從右往左依次是第一主軸頸，第一連桿頸，第二主軸頸，第二連桿頸，第三主軸頸，第三連桿頸，第四主軸頸，第四連桿頸。

圖1 曲軸圖

曲軸支撐托盤設計首先要考慮避讓機械手，其次要確保曲軸上料姿態。而這里機械手夾取曲軸第三主軸頸及二、三連桿頸，因此托盤支撐選擇支撐二、四軸頸支撐。而曲軸工件的上料姿態為2、3連桿頸向上，因此還需增加姿態保持機構。可調節上托盤底面采用耐磨材料與鏈條滾子接觸在無阻力情況下由摩擦力牽引托盤前進，遇到阻擋時鏈條滾子在其表面滾動實現積放功能。

根據上述特點設計了該物流線的托盤支撐結構（如圖2）。

1.支撐機構；2.姿態保證機構；3.可調節上托盤

圖2 托盤上部支撐托盤

2 積放循環托盤下部設計

根據用戶提出的結構簡單，循環速度快，便于拆卸及后期改造簡單等要求。我們采用一種通過滾子鏈條循環帶動形式，來實現托盤循環運轉及實現積放等功能。

（1）鏈條選擇：根據功能運用我們選取了三排滾子鏈條，第一排鏈條用于整條傳送線的動力鏈條。第二排滾子用于實現托盤上部積放滾動功能。第三排鏈條用于實現托盤下部的支撐及從下方返回（圖3）。（2）托盤底部設計（如圖4），連接上板用于與上支撐托盤連接，翻轉鉤爪采用鉤爪結構，在向上翻轉時鉤住鏈條，到達上端后由于重力作用其能自動脫開鏈條，使其能實現循環積放運轉。

3 工作原理及整體設計

通過電機帶動鏈條持續旋轉，托盤在上端時在沒有阻力的情況下，托盤由鏈條滾子帶動前行，在遇到阻擋時則與拖鏈滾子做相對滾動，從而實現積放功能。在循環過程中，通過鉤子鉤住鏈條來實現托盤從下端返回到上端，返回上端后鉤子由自重自動脫離鏈條。而在下方積放時，則是通過鉤子的上表面與鏈條的最外端摩擦實現的。以此循環，實現托盤積放功能。

1.托盤；2.料臺主體；3.定制驅動輪；4.鏈條

圖5 整體驅動原理圖

最終根據實際需求在料臺上不同的位置增加擋停機構，增加接油盤、機器人上料端防護圍欄、人工上料防錯及電氣控制等細化結構。使料臺能夠滿足不同場合自動化上料需求。在這里文章就不對擋停機構，框架設計及相關設計計算做詳細描述。該方案通過實踐已經驗證可行性和可靠性，能滿足實際要求，該設計目前已經應用于客戶現場，運行狀況良好。

4 結束語

隨著工業自動化應用的大力推廣，自動化產品需求日益增加。作為具有橋梁作用的物流運輸設備的重要性愈發凸顯，企業如何通過利用最低成本，實現穩定可靠且能滿足市場需求的物流設備，提升市場競爭力，成為一個關鍵因素。而具備結構簡單，運用靈活，節拍要求低，成本低廉，運作速度快及可拓展方向廣等優勢的可循環積放式鏈條輸送線較比傳統的等節距料臺及雙層托盤輸送料臺，有著顯著的競爭力。

參考文獻

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