活塞環一道環與二道環自動分料及組裝裝置設計

摘要： 為了提高內燃機活塞環裝配精度及效率，設計七工位活塞自動裝環機，活塞環一道環與二道環自動分料及組裝裝置是該設備的一個工位，在該工位上完成一道環和二道環的分別夾取，提高了分料速度，減少了設備占地面積;實現了一道環和二道環的自動組裝，裝配精度高，生產效率大幅提升。

Abstract： In order to improve the accuracy and efficiency of the piston ring assembly of internal combustion engines， a seven-station piston automatic ring assembly machine is designed. The automatic distribution and assembly device for the first ring and the second ring of the piston ring is a station of the equipment， and one station is completed at this station. The separate clamping of the ring and the second ring increases the speed of distributing materials and reduces the equipment area; the automatic assembly of the first ring and the second ring is realized， the assembly accuracy is high， and the production efficiency is greatly improved.

關鍵詞： 活塞組件;一道環;二道環;自動分料;自動組裝

Key words： piston assembly;one ring;two rings;automatic material distribution;automatic assembly

中圖分類號：U262.9+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0012-02

0? 引言

活塞組件中一道環、二道環裝配多為人工手動分料，借助套筒工裝將一道環、二道環擴張內徑后套入活塞的第一道環槽和第二道環槽，效率低，裝配質量不穩定。近幾年有廠家開發出一道環自動分料及組裝裝置、二道環自動分料及組裝裝置，提高了一道環、二道環自動化裝配水平，但是存在著設備集成度不高、換品種時更換工裝數量多等缺點。針對以上現狀及市場需求，開發集成度高、換品種操作簡單的一道環與二道環自動分料及組裝裝置。

1? 技術方案

1.1 一道環與二道環分料裝置設計技術方案? 一道環和二道環分別放置在一道環存料柱和二道環存料柱上，一道環存料柱和二道環存料柱安裝在同一平臺上，當夾取一道環存料柱上的一道環時，采用舉升板對二道環存料柱上的二道環進行托起避讓。

1.2 一道環與二道環組裝裝置設計技術方案? 拾取部件包括夾緊組件和阻擋組件，通過夾緊組件和阻擋組件的配合，當夾緊組件擴張一道環或二道環的開口端時，阻擋組件同時向后移動，既能擴張一道環或二道環的內徑，又能保證一道環或二道環的中心不變，拾取部件下移到活塞頭部第一道環槽或第二道環槽對應的高度，夾緊組件相互靠近，將一道環或二道環裝入對應的第一道環槽或第二道環槽中，拾取部件上移離開活塞，再水平移到一道環與二道環分料裝置公用承載臺上部，準備拾取承載臺上的一道環或二道環。

2? 設備構造

2.1 一道環與二道環分料裝置設計說明? 如圖1～圖4所示，一道環與二道環分料裝置包括平臺100，安裝在平臺上表面的一道環存料柱200和二道環存料柱300，設置在二道環存料柱下部且能夠上下運動的舉升板410以及能夠夾緊一道環與二道環且沿平臺長邊方向運動的夾爪540。設置在平臺之下的夾取裝置500包括沿平臺長邊方向設置的電缸510、與電缸的移動端固定連接且豎向設置的第三升降氣缸520、與第三升降氣缸的移動端固定連接且橫向設置的雙向氣缸530，夾爪540分別與雙向氣缸的兩個工作部固定連接。多個一道環套放在一道環存料柱上，最下層的一道環與平臺的上表面接觸，夾爪540將最下層的一道環夾緊后，帶動一道環沿著平臺的長邊方向移動，此時一道環在平臺的上表面滑動，途中會經過第二存料柱的底部。二道環存料柱上放置二道環，最下層的二道環與平臺的上表面接觸，會阻擋一道環的運動，通過舉升板將二道環存料柱上的所有二道環托舉起來，對一道環進行避讓，此時夾爪能夠順利地將一道環運送至公用承載臺上。待一道環通過之后，舉升板降落，二道環與平臺的上表面直接接觸，夾爪可以夾緊最下層的二道環，并將二道環運送至公用承載臺上。一道環存料柱200的底部和二道環存料柱300的底部設置了一道環定位板210和二道環定位板310，定位板的底面與平臺的上表面的間距大于一個環的高度且小于兩個環的高度。如圖4所示，舉升板410包括位于二道環定位板兩側且水平設置的第一舉升板411和第二舉升板412，設置在平臺下部的第一升降氣缸和第二升降氣缸的移動端與第一舉升板411和第二舉升板412的底面固定連接。第一舉升板和第二舉升板的一側均具有與所述缺口的形狀對應的突出部位，第一舉升板的突出部位為第一突出部位411-1，第二舉升板的突出部位為第二突出部位412-1。當一道環存料柱和二道環存料柱上分別疊放多個一道環與二道環時，最下層的環的上表面應低于定位板的下表面，而第二層環的內徑面應能夠與定位板的圓弧面相貼合，使得定位板能夠對第二層環進行定位，當最下層環被夾爪夾走之后，第二層環能夠順著定位板的圓弧面以及導向板向下滑動，最終落到平臺上。

2.2 一道環與二道環組裝裝置設計說明? 如圖5所示，一道環與二道環組裝裝置包括能夠進行上下運動的連接板600、升降電缸610，以及與連接板固定連接的頂緊組件800和開環組件900，頂緊組件包括用于頂緊一道環與二道環的開口對側且能夠進行左右運動的阻擋組件810，開環組件包括能夠進行左右運動的雙向電缸910以及分別與雙向電缸的兩個移動端固定連接的夾緊組件911，氣缸920的移動端與雙向電缸910固定連接，且固定端連接到連接板600的一側，開環組件還包括升降氣缸930，升降氣缸930的移動端與氣缸920的固定端固定連接，且固定端與連接板600固定連接，沿左右方向設置的電缸620的移動端與電缸610的固定端固定連接。電缸620帶動電缸610和連接板沿左右方向移動，其作用在于將夾緊組件和頂緊桿移動至一道環與二道環分料裝置的承載臺120上部，夾緊單個一道環與二道環，完成上料。

一道環與二道環組裝裝置通過夾緊組件911分別夾緊一道環與二道環的兩個開口端并相互遠離，將環的開口撐開，且同時阻擋組件810能夠向遠離夾緊組件的一側移動使一道環與二道環保持為圓環形，連接板600向下移動且夾緊組件相互靠近能夠將一道環與二道環套裝在活塞的第一道環槽和第二道環槽內。當夾緊組件相互靠近，一道環與二道環的內徑收縮時，氣缸820帶動阻擋組件向靠近夾緊組件的一側運動，防止一道環與二道環掉落。

通過夾緊組件與阻擋組件的配合，夾緊組件擴張活塞環的開口端時，阻擋組件同時向后移動，既能擴張環的內徑，又能保證環的中心不變，能夠很方便的套入活塞的頭部，此時連接板600帶動頂緊組件800和開環組件900向下移動，當一道環與二道環移動到活塞第一道環槽與第二道環槽相同的高度時，夾緊組件相互靠近，將一道環與二道環安裝至活塞第一道環槽與第二道環槽中，實現了一道環與二道環的自動組裝，組裝效率高，組裝精度和一致性好。如圖6所示，夾緊組件包括與雙向電缸的移動端固定連接的連接塊911-1，連接塊靠近阻擋組件810的一側開設有沿前后方向設置的V型卡槽911-2，兩個V型卡槽具有較大開口的一端朝向相反的方向設置。V型卡槽橫向設置，兩個V型卡槽開口較大的一端具有相反的朝向，一道環與二道環的兩個缺口端分別放置在兩個V型卡槽中，能夠實現對一道環與二道環的開口進行擴張。

3? 結論

活塞環一道環與二道環自動分料及組裝裝置應用在七工位活塞自動裝環機上，與活塞上下料裝置、噴碼裝置、襯環分料及組裝裝置、刮片環分料及組裝裝置、視覺檢查裝置、活塞上下料輸送機無縫集成，設備占地面積小，自動化程度高，提高了活塞環裝配精度及效率，實現了“機器換人”的目標。

參考文獻：

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2004.

[2]現代實用機床設計手冊編委會.現代實用機床設計手冊

[M].北京：機械工業出版社，2006.

[3]機械設計實用手冊編委會.機械設計實用手冊[M].北京：機械工業出版社，2008.

[4]李明記，朱英輝，劉玉啟，安靜.發動機活塞環自動化裝配設備的研制[J].組合機床與自動化加工技術，2019（05）：138-141.

[5]張青松，陳水林，沈利，程從科，張斌，管秀峰.活塞上部環分料、組裝裝置：CN 111390523 B[P].2021-05-14.