發動機氣門導管座圈自動上料檢測設計

黎賢　肖鑫　彭國繼

摘 要：提出了一種氣門座圈導管自動上料檢測機構，通過對導管座圈外形特征，提出了一種精確的檢測手段，參與設計加工該檢測機構，且通過實例實施，驗證了該設計的可行性，工作效率高，操作安全，成本低，自動化程度高，為該機構的進一步研究及應用提供了理論依據。

關鍵詞：自動上料檢測機構 精確的檢測手段 自動化程度高

1 引言

氣門導管是氣門往復運動的導向件，由于氣門桿和氣門導管配合使用，若氣門桿與氣門導管間隙出現問題則易導致氣門桿卡咬、密封不良，會引起氣門燒損，氣缸積碳，氣缸漏氣等一系列問題;氣門座圈主要作用是密封氣門和承受高速沖擊。氣門與氣門座圈貼合的地方受到了持續性大量的碎屑或粉塵的撞擊磨損導致氣門座圈磨損直至消失，氣門表面粗糙，加工精度不合格，也會造成氣門故障損壞;由此可見氣門導管座圈雖小，但是起到很關鍵作用，氣門導管座圈損壞直接牽連氣門損壞，甚至損壞發動機。因此，控制氣門導管座圈質量至關重要。針對氣門導管座圈一千次故障采樣，發現問題所在，總結出了導管直徑，導管表面質量，都是導管的關鍵質量點;而座圈的關鍵質量點為直徑，裂縫，厚度，座圈錐面尺寸，只要控制好關鍵質量點，就能消除座圈導管質量問題。

2 氣門導管上料檢測現狀

針對某發動機工廠氣門導管上料檢測現狀，在組裝發動機的缸蓋時，需要將導管座圈安裝在發動機的缸蓋上，目前，都是通過人工的方式將導管送到發動機的缸蓋上，然后再由壓裝機進行壓裝工作，即將導管壓裝在缸蓋上。通過人工的方式將導管放到發動機的缸蓋上，工作效率低，工人操作危險，加工難度大，成本高，自動化程度低，且檢測手段基本靠目視檢測，容易受到人員自身技能水平，精神狀態等因素影響，導致質量判定標準不統一，不合格件不容易發現，容易造成質量事故。

3 氣門導管自動上料檢測優勢

本設計的上料裝置根據導管座圈外形尺寸，巧妙設計了電機鏈條機構，振料機輸送，實現導管座圈自動上料，有效提高上料效率，該機構為自動上料，不存在勞動強度大，人機工程傷害等隱藏風險，分料選用分度臺進行有序分料，檢測手段利用高精度傳感器測量導管座圈尺寸，并作為唯一判定標準，最終將導管通過上料座圈導管送到待加工的地方，保證了導管座圈的質量。

4 自動上料機械設計

（1）座圈自動上料裝置設計，其特征為：送料電機，勾料器，鏈條，防護罩，料桶，固定支架，防反防重料機構，料道;首先設計一個接料桶，座圈投放，勾料器與鏈條及送料電機通過固定支架安裝為一體，由鏈條傳動勾住座圈，有序的上料，最后一道工序在入口處增加防反防重料機構，防止座圈反料或者重復兩個料進，座圈順著料道進入下一步檢測工位。導管自動上料裝置設計，其特征為：裝料盒，防護罩，固定支架，振料機，料道;裝料盒和與振料機通過固定支架安裝為一體，導管投放，利用振料機作為動力源輸送導管，導管單個進入下一步檢測工位。

（2）由于自動上料無法保證座圈的來料質量，比如座圈是否有裂縫，直徑是否統一，座圈正反，厚度合格等問題，故而需增加一系列的檢測手段，確保自動上料的座圈合格，能夠投入使用。座圈檢測裝置設計，其特征為：旋轉分度臺，接料盤，料道，氣缸，傳感器，接料機構、直徑檢測機構、裂紋檢測機構，正反檢測機構，剔料機構，上料頂升機構依次布置。座圈由料道進入接料機構，分料到分度臺上，由分度臺工作帶動座圈到達直徑檢測機構，經過GT2傳感器檢測出的直徑值與標準值對比，取合格座圈進行下一步檢測;分度臺工作帶動座圈進入下步序，裂紋檢測機構則由專用裂紋檢具檢測，合格則傳感器常亮，取合格座圈進行下一步檢測;正反檢測由GT2傳感器檢測出的直徑值與標準值對比，合格則進入下一步檢測;分度臺工作帶動座圈進入下步序，厚度檢測構由GT2傳感器完成，測出的直徑值與標準值對比，合格則進入下一個步檢測，分度臺工作帶動座圈進入下步序，當一個座圈所有檢測項目都合格的情況下，座圈進入上料頂升機構;每個座圈都經過直徑，裂紋與正反，厚度檢測合格才能進入頂升送料工位進入機床加工，不合格座圈剔料進入收集箱。完全消除座圈直徑、厚度、裂紋、正反造成的質量風險。

（3）由于自動上料無法保證導管的來料質量，比如導管長度直徑是否統一，表面質量是否合格，故而需增加一系列的檢測手段，確保自動上料的導管合格，能夠投入使用。表面質量由工人目視確認，導管檢測裝置設計，與座圈大致相同，其特征為：旋轉分度臺，接料盤，料道，氣缸，傳感器，接料機構、直徑檢測機構、剔料機構，上料頂升機構依次布置。利用帶承載托盤的旋轉分度臺，能夠快速有序的進行導管輸送。導管由料道進入接料機構，分料到分度臺上，由分度臺工作帶動導管經過空工位到達直徑檢測機構，經過GT2傳感器檢測出的直徑值與標準值對比，取合格導管進行下一步;分度臺工作帶動導管經過空工位到達上料頂升機構，當一個導管所有檢測項目都合格的情況下，座圈進入上料頂升機構;每個導管都經過表面質量，直徑檢測合格才能進入頂升送料工位進入機床加工，不合格座圈剔料進入搜集箱。完全消除導管表面質量、直徑造成的質量風險。

（4）旋轉分度臺能夠把直線運動轉化為旋轉運動，并且經過氣缸內部的輪齒進行精確定位，自帶到位停止，到位鎖緊功能，并且傳送速度快，定位精確，很適用于導管及座圈輸送。高精度接觸式數字傳感器GT2能夠精確檢測導管座圈尺寸，工作原理如下：GT2傳感器采用新原理光柵刻度尺脈沖系統Ⅱ，使用超清晰CMOS傳感器進行高速拍攝，從刻有因位置而異的縫口圖形的“絕對值刻度尺”讀取其移動量。擁有同級超高精度，使用“I-Processor”對輸出信號進行計算處理，即使高速移動也可隨時識別位置。接觸點接觸到座圈端面時反饋給放大器，計算出座圈直徑值，得出數據與標準值對比，如在合格范圍能則座圈合格，此外檢測座圈直徑，厚度，裂紋，正反，導管直徑都可用同一原理檢測。

5 結語

本文對座圈導管自動上料檢測設計做了詳盡的分析，該設計具有導管座圈自動上料檢測，旋轉分度臺可快速有序精準分料，GT2傳感器檢測精度高，出錯率少，提出了一種精確的檢測手段，參與設計加工該檢測機構，且通過實例實施，驗證了該設計的可行性，工作效率高，操作安全，成本低，自動化程度高，為該機構的進一步研究及應用提供了理論依據。該設計目前已在工廠內部使用，代替了人工上料，提升了氣門座圈導管自動上料檢測運行效率及可靠性，減少人機工程，由此可見本設計符合現場生產需求。

參考文獻：

[1]朱毅文.一種導管自動上料裝置.2017.08.04（專利）.