一種新型強力抓料料爪的設計及應用

向光祥

（宜昌長機科技有限責任公司，湖北 宜昌443003）

一種新型強力抓料料爪的設計及應用

向光祥

（宜昌長機科技有限責任公司，湖北 宜昌443003）

為工業自動線設計強力抓料料爪，料爪采用V槽定位，可調液壓夾緊。分析強力抓料料爪結構及原理，確定活塞行程及油缸長度，確定料爪的夾緊力。該強力抓料料爪精度穩定可靠，降低工人勞動強度，方便自動裝夾，市場前景廣闊。

抓料料爪；結構；原理

抓料料爪是工業自動線和機器人上抓取零件的一個重要部件，隨著汽車、摩托車、電子、軍工、航天等行業迅速發展，對各種數控機床的自動化也提出了更高的要求，抓料料爪作為自動化功能的一個重要部件，在機床的新產品開發和產品升級改造中應用越來越廣泛。對于機床、工程機械、礦山機械等行業，零件的重量大并且要求抓取后運動速度快、運動平穩，就必須要求抓料料爪力量大，抓取時的接觸精度高，為解決上述問題，設計了一種新型強力抓料料爪，該抓料料爪已被廣泛應用。

1 結構原理介紹

圖1為抓料料爪結構圖[1-2]，用于對工件1的抓取，其結構組成有：定位軸承2、油孔3、支座4、油孔5、法蘭 6、漲緊套 7、連接板 8、料爪 9、齒輪軸 10、活塞11；料爪9共四件，每件上面均設有V槽，利用兩個料爪9上的V槽對工件1的外圓進行定位并抓取，漲緊套7用于調整料爪9與齒輪軸10的位置關系，活塞11上有齒條與齒輪軸10相嚙合；活塞11的移動帶動齒輪軸10的旋轉，齒輪軸10的旋轉帶動料爪9旋轉實現其松開和夾緊，料爪9松開的角度取決于活塞11移動的位置；當油孔5進油時、油孔3回油，活塞11向左移動到底的位置為料爪9松開的位置，通過調整漲緊套7使料爪9處于圖中的松開位置，當油孔3進油時、油孔5回油，活塞11向右移動，通過齒輪軸10的旋轉帶動料爪9旋轉夾緊工件1，此時活塞11與法蘭6之間約有5 mm的距離，確保料爪9有效地夾緊工件1.

圖1 抓料料爪結構圖

2 活塞行程及油缸長度的確定

活塞11在支座4上的油缸行程是夾緊工件1的關鍵，設計時料爪9松開、夾緊旋轉的角度為90°，齒輪軸10參數為M=1 mm、Z=28，活塞11的厚度為H=26 mm，工件1夾緊時活塞11與法蘭6之間的距離約M=5 mm.

（1）支座4上的活塞行程

（2）支座4上的油缸長度:

L1=L+H=27+26=53 mm

3 夾緊力的確定[3]

圖1中抓料料爪所能抓取工件1的重量取決于料爪9夾緊力的大小，為確保整個抓料機構的穩定可靠，設計時必須保證抓料料爪的夾緊力大于所抓取工件重量的兩倍。圖1中抓料料爪機構采用液壓供油夾緊工件1，液壓油最大壓強為6 MPa并且供油壓力連續可調，實際應用時夾緊工件壓強P=3 MPa，工件1夾緊時油孔3進油、油孔5回油，活塞直徑D=60 mm，活塞直徑導桿d=50 mm，齒輪軸10參數為M=1 mm、Z=28，工件1夾緊點到齒輪軸10的力臂L=108 mm.

（1）活塞11的推力F1

（2）料爪對工件1的夾緊力F2

根據杠桿平衡計算公式：

F2×L=F1×F2=339.16 N

（3）根據汽車、摩托車、電子、軍工、航天等行業的實際應用情況，工件最大質量一般不大于15 kg，其重量G=mg=147 N，根據計算結果F2＞2G，完全能夠滿足實際生產應用需要。

4 結束語

實踐理論分析及實際應用證明，該強力抓料料爪結構新穎，工件夾緊方便，定位穩定可靠，應用于生產實踐后，大大提高了生產效率，降低了工人的勞動強度，方便了工件的自動裝夾，此強力抓料料爪必有廣闊的市場前景。

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京:化工工業出版社，2008.

[2]蔡光耀.機床夾具設計[M].北京:北京工業出版社，1990.

[3]戴 曙.金屬切削機床[M].北京:機械工業出版社，2004.

Design of a New Type of Forceful Gripper

XIANG Guang-xiang
（Yichang Changjiang Machine Technology Co.，Ltd.，Yichang Hubei 443003，China）

Design the forceful gripper for industrial automatic line.The gripper positioned by V shaped groove，hydraulic clamping adjustable.Analysis structure and principle of the forceful gripper，to determine the piston stroke and cylinder length and clamping force of clamping jaw.The forceful gripper has stable reliable accuracy.Which has advantage of reduce worker labor intensity and easy to assemble and possesses very broad development prospect.

gripper；structure；principle

TH122

B

1672-545X（2017）09-0163-02

2017-06-26

向光祥（1971-），男，湖北五峰人，高級工程師，本科，長期從事機床設計工作。