专用吸具的优化改进设计

2015-12-21王克明四川中国工程物理研究院四川绵阳621700

化工管理 2015年25期

王克明(四川中国工程物理研究院, 四川绵阳 621700)

机械类专用吸具是机械制造工业中的重要使用设备，在机械制造生产过程中可以实现对多种产品的吸取，在机械制造工业中发挥着重要作用。虽然当下的机械类专用吸具可以基本满足各种吸取需要，但从安全性以及可靠性方面考虑，专用吸具还存在着诸多问题，需要进行各种合理性优化改进。

1 专用吸具的基本构成

机械类专用吸具的主要构件有拉杆、连接杆、连接架、连接法兰、调整垫片、螺母以及吸盘等等部件，真空吸具的真空系统与吸盘之间是通过快换接头和连接杆实现连接的，利用螺钉固定的方式把连接法兰和连接架连接起来，然后再用螺钉把升降机构与连接法兰进行连接。利用连接杆上的双螺母来实现调整垫片的限位。吸具对外层下件进行抓取时，需要把拉杆从连接架的对应孔中穿出，与外层下件上的螺栓进行连接。专用吸具在设计的过程中需要校核吸盘的安全系数，根据最大负荷和极限真空压力，评估真空吸具的安全指数是否到达了专用吸具安全性的设计要求。专用吸具的基本结构图如下(图中1-7分别吸盘、连接架、拉杆、连接杆、调整垫片、螺母、连接法兰 )：

图1 专用吸具的基本结构图

2 专用吸具的使用状况

原来的专用吸具对多种产品的吸取基本都可以完成，需要调整吸盘的高度的时候可以通过更换调整垫片的方式来实现，以便在连接架上定位时各个产品和吸具都有更好的接触力，避免产品在吸取的时候发生位置变化。经过大量的操作实践证明，在吸取后提升中有一些比较重的产品可能会出现较小的偏移，一般不超过0.5毫米。其他情况下专用吸具均可以实现可靠性的吸取。虽然专用器具的安全性设计达到了一定要求，但还是缺乏对一些针对安全隐患的防范措施。如果专用吸具在操作的过程中发生的振动、冲击，或者是由于断电以及吸具真空泵发生故障导致真空失效等等意外事故，很可能会造成真空泵压力压力值降低，吸具吸附力下降，进而导致产品掉落，产品掉落在地上很容易被摔坏，这样就会造成很大的经济损失，情况严重的话还可能会威胁到操作人员的人身安全。所以针对以上存在的安全隐患，需要对专用吸具的设计进行优化改进。

3 专用吸具的优化改进设计

（1）专用吸具可以增加专用保护爪结合专用吸具的设计特点和操作要求，设计出专用保护爪，以便更好的确保对产品的可靠性和安全性保护。并且，为了保证吸具的保护爪能够进行快速可靠的安装操作，保护爪的具体结构要进行特别设计，专用吸具的保护爪可以运用沉孔和开槽结构，然后利用螺钉以及销钉进行连接，实现快速定位，保护爪四个分成一组使用，都针对特定的产品进行安装使用。

（2）专用吸具可以增加安全网兜为确保产品的安全性，可以在专用吸具上设计安装安全网兜，通过安全网兜挂钩来进行连接。安全网兜挂钩由一定的材料完成外形尺寸加工后再通过弯折成形,然后利用螺钉对连接架和安全网兜挂钩进行固定。为了预防网兜脱落的情况，可以通过增加不锈钢弹簧片的方法来进行加固。

（3）增加真空罐或者设置真空自闭器第一，设置真空自闭器。专用吸具通过真空管与真空气源连接，一般需要很长的管路，如果操作人员无意间踩到管路，或者是真空泵故障、突然断电等事故发生，真空压力值减小，就会导致专用吸具吸附力失效。因此可以在真空阀门上设置安装一个自闭器，以便遇到情况时可以自动关闭和阻断专用吸具内的真空压力值下降速度。

第二，增加真空罐。为了预防专用吸具吸取产品时出现真空失效，在专用吸具的近端设置一个真空罐，真空罐的体积大小需要一定的漏率要求，结合真空管路走线情况，同时也为了让真空罐方便和管路进行连接，真空罐的体积大小设计和安装方法都需要考虑到位，真空罐的基本形状设计成圆筒状，真空罐的两端通过端盖焊接进行密封，并且利用螺钉安装固定在立柱内上部。真空罐的结构图如下所示：

图2 真空罐的设计结构图

（4）专用吸具连接架的改良设计由于专用吸具在对较重产品进行吸取的过程中都会出现稍许偏移，同时也考虑到对初定位误差进行的产品微调，为了方便观察和校准，可以对连接架增加观察孔和定位标示等设计。连接架上设置8－Φ40观察孔一组以及8－Φ20观察孔一组，并且都设置标识线。连接架的改良后效果如下图所示：

4 专用吸具优化改进后的使用效果

（1）安全网兜和安全爪的使用效果通过对专用吸具设计安装安全网兜和安全爪很大程度上保障了产品安全，减少了安全事故的发生。在真空吸具真空失效的情况下，产品下落三毫米内就可以通过保护爪来抓取保护，

安全网兜保护通常要在产品下落超过五毫米时才能实现，甚至缠绕较松时产品下落距离可到一百毫米，同时可能还伴随着磕碰和撞击，因此保护爪保护方式比较有效。而且经过实践表明，设计改良后安全爪的快换结构操作起来非常有效，四个保护爪由两个操作人员来完成所用时间通常也不会超过一分钟，所以说安全爪的更换操作非常的简捷。

（2）真空罐和真空自闭器的使用效果第一，通过对真空阀门上真空自闭器的添加设置，专用吸具在吸取产品的过程中遇到断电的情况下，真空自闭器发挥作用，通过关闭和阻断真空失效，在短时间内可以维持吸具的真空压力值不变或者发生较小变化，这样就给产品的安全落地争取了宝贵时间，进一步保障了产品安全和人身安全。第二，专用吸具增加真空罐以后充气时间和放气时间会有稍许增加，但一般不超过一分钟。专用吸具在吸取产品时，踩踏真空装置的管路，真空系统的真空压力值未见变化，关闭真空阀门的情况下，真空系统可以维持超过四分钟的真空状态，很大程度上提高了专用吸具的安全性。

（3）专用吸具连接架的使用效果专用吸具进行吸取产品的模拟操作，通过 8－Φ40 观察孔和 8－Φ20观察孔对产品位置偏移和初定值进行观察改良之前方便了很多，同时也提高了校准的准确性。如果在产品到位之前发现产品发生稍许偏移，通过观察孔可以很容易实现手动调整，提高了吸具的工作效率。