一種大型方鋁塊輸送裝置

葉 穗 湯彩萍 黃俊桂

(①常州機電職業技術學院，江蘇 常州 213164；②常州漢隈數控技術有限公司，江蘇 常州 213176)

隨著我國重工業的發展，市場上對大型工件的自動化加工設備的需求越來越多。由于工件體積大、重量大，所以對產品的組線、自動輸送等都提出了更高的要求。為大型龍門鏜銑床配套上、下料輸送裝置，使其組成自動化生產線，對提高加工效率、減輕人工勞動意義重大。配套完善的大型加工機床，也必將以高效、高精及高可靠性占領更大的市場。

近年來，國內外不少單位開展了各類輸送裝置研究。朱衛波等基于輪胎胎坯的物理特性,設計開發了一種新型的用來輸送胎坯的V型輥道輸送機[3]。宋尉對兩種輥道輸送機的結構分別進行了分析,闡述了各自的優缺點,并提出了積放輥道輸送機的應用領域[4]。Ganesh S Sinare等基于最小化原理，對現有輥式輸送機構進行優化改進，并通過實驗進行驗證[5]。Hongsheng Zhao等基于三相交流電機的基本原理，設計了一種新型輥式輸送裝置，其輥子不僅起傳動和承重的作用，而且還是電動機的子部件[6]。但是，大型龍門鏜銑床坯料具有尺寸大、質量大的特點，其上、下料輸送裝置部件及傳動機構將受到較大載荷。本文基于前述狀況，提出一種大型方鋁塊輸送裝置的設計方案。

1 任務描述

為某企業設計一種與大型龍門銑床配套的上、下料裝置，用于輸送大型方塊鋁錠，使其形成自動化生產線。

大型方塊鋁錠最大尺寸長×寬×高為7 000 mm×2 000 mm×680 mm，重量可達25.7 t(7 m×2 m ×0.68 m×2.7×103kg/m3)，要求輸送平穩，輸送過程中工件居中性好(便于工件順利通過龍門架并銑削加工)，安裝、維護方便。

2 常用的工件輸送裝置

如圖1所示，現有的工件輸送裝置常使用圓柱滾筒，若干圓柱滾筒組成輸送料架，無動力型的輸送裝置采用人工方式，將工件從料架的一端推向另一端。動力型的輸送裝置則大多采用電動機通過齒輪、鏈輪或皮帶傳動帶動滾筒滾動，從而使工件向前移動。

該種輸送裝置承載力小，且無法保證工件輸送的位置精度，僅僅是將工件從一端運輸至另一端，且不管是齒輪傳動、鏈傳動，都存在傳動間隙，工件輸送時有時會出現卡住或停滯現象，使得各滾筒的轉動不能保持同步且噪音大，皮帶傳動則容易打滑。另外，使用圓柱滾筒，工件在輸送過程中受輕微震動后容易跑偏。綜上，該種輸送裝置并不適宜大型工件的輸送，特別是對承載力、輸送精度均有要求的大型數控龍門銑床的自動線。

3 本輸送裝置的設計思路

為克服現有技術的不足，結合本次設計任務的要求，設計思路如下：

3.1 保證輸送平穩

如圖2所示，采用雙輸出軸減速機和無間隙聯軸器。雙輸出軸減速機的一根輸出軸用于將動力傳輸至下一個減速機，另一根輸出軸帶動托輥。無間隙聯軸器具有零回轉間隙、高扭矩、高剛性等特點，適合重載傳動，并能使傳遞同步，使工件輸送更平穩、可靠。

用無間隙聯軸器將多個減速機連在一起，每個減速機又連著一件托輥，多個托輥組成輥系。電動機將動力通過無間隙聯軸器傳至減速機，減速機即可帶動輥系作同步轉動。

3.2 保證輸送過程中工件居中性好

借鑒V型塊能使圓柱形工件自動居中的特點，考慮將托輥設計成兩邊向中間傾斜的形式，如圖3所示。工件重力G可分解成對托輥斜面的正壓力及對中的分力，工件在輸送的過程中在對中分力的作用下能自動居中，不會向外側跑偏。

3.3 保證安裝、維護方便

因工件較長(最長7 000 mm)，所需減速機及托輥數量較多，為便于減速機的安裝、維護，擬采用方形、長條形定位塊，作為減速機安裝法蘭的定位元件。雙輸出軸減速機先安裝在法蘭上，然后將法蘭往定位塊上插入，即可限制法蘭的前、后、左、右方向的轉動，方便快捷，如圖4所示。

4 本輸送裝置的具體結構

本輸送裝置的具體結構如圖5所示。

電動機2通過支架11安裝在料架1外側的中部，減速機8通過法蘭15也安裝在料架的外側。減速機8共有11件，有雙向輸出軸，由聯軸器7(1件)和聯軸器9(9件)將其聯接在一起。

動力由電動機2提供，通過同步帶輪3、同步帶5、同步帶輪6、聯軸器7，帶動減速機8轉動，再通過聯軸器9，將動力向料架的兩頭傳遞，從而帶動輥系10同步轉動，輥系10由11件托輥組成。

托輥兩側向中間傾斜，角度大約為3°(角度太大會影響托輥剛性，角度太小則起不到讓工件居中的作用)。該角度經實際測驗及應用，正確可行。

另外，支架11、墊板12及調整塊13的位置關系如圖6所示。電動機2由螺釘固定在墊板12的上方，二者不能相對移動，電動機2和墊板12一起放置在支

架11上。調整塊13固定在支架11上，通過調節其上面的六角頭螺栓，可以使墊板12和電動機2一起前后移動，從而調節同步帶5的松緊，調整好同步帶的松緊后，將墊板12與支架11用螺栓鎖緊即可。支架11水平底板的兩側有限位凸起，用于對墊板12進行限位，保證墊板12前后移動時的直線度。

使用過程中，同步帶、聯軸器需用防護罩保護，防止灰塵、鐵屑等異物進入。

5 結語

由于料架較長，設計時將電機布置在料架的外側中間位置，使動力向料架的兩頭傳遞，這樣可使傳遞路線較短，動力傳遞更加迅速。如果所需的輸送距離更遠，則可在本裝置的基礎上采用拼接的方法將料架接長，簡單易行。

本輸送裝置結構合理，承載力大，輸送平穩，工件居中性好，安裝、維護方便，完全滿足廠家的使用要求，在鋁錠加工廠家使用獲得好評。該輸送裝置同樣適合其他類型的大型工件的輸送，在未來的重工業領域應用將十分廣泛。