一种新型强力抓料料爪的设计及应用

向光祥

（宜昌长机科技有限责任公司，湖北 宜昌443003）

一种新型强力抓料料爪的设计及应用

向光祥

（宜昌长机科技有限责任公司，湖北 宜昌443003）

为工业自动线设计强力抓料料爪，料爪采用V槽定位，可调液压夹紧。分析强力抓料料爪结构及原理，确定活塞行程及油缸长度，确定料爪的夹紧力。该强力抓料料爪精度稳定可靠，降低工人劳动强度，方便自动装夹，市场前景广阔。

抓料料爪；结构；原理

抓料料爪是工业自动线和机器人上抓取零件的一个重要部件，随着汽车、摩托车、电子、军工、航天等行业迅速发展，对各种数控机床的自动化也提出了更高的要求，抓料料爪作为自动化功能的一个重要部件，在机床的新产品开发和产品升级改造中应用越来越广泛。对于机床、工程机械、矿山机械等行业，零件的重量大并且要求抓取后运动速度快、运动平稳，就必须要求抓料料爪力量大，抓取时的接触精度高，为解决上述问题，设计了一种新型强力抓料料爪，该抓料料爪已被广泛应用。

1 结构原理介绍

图1为抓料料爪结构图[1-2]，用于对工件1的抓取，其结构组成有：定位轴承2、油孔3、支座4、油孔5、法兰 6、涨紧套 7、连接板 8、料爪 9、齿轮轴 10、活塞11；料爪9共四件，每件上面均设有V槽，利用两个料爪9上的V槽对工件1的外圆进行定位并抓取，涨紧套7用于调整料爪9与齿轮轴10的位置关系，活塞11上有齿条与齿轮轴10相啮合；活塞11的移动带动齿轮轴10的旋转，齿轮轴10的旋转带动料爪9旋转实现其松开和夹紧，料爪9松开的角度取决于活塞11移动的位置；当油孔5进油时、油孔3回油，活塞11向左移动到底的位置为料爪9松开的位置，通过调整涨紧套7使料爪9处于图中的松开位置，当油孔3进油时、油孔5回油，活塞11向右移动，通过齿轮轴10的旋转带动料爪9旋转夹紧工件1，此时活塞11与法兰6之间约有5 mm的距离，确保料爪9有效地夹紧工件1.

图1 抓料料爪结构图

2 活塞行程及油缸长度的确定

活塞11在支座4上的油缸行程是夹紧工件1的关键，设计时料爪9松开、夹紧旋转的角度为90°，齿轮轴10参数为M=1 mm、Z=28，活塞11的厚度为H=26 mm，工件1夹紧时活塞11与法兰6之间的距离约M=5 mm.

（1）支座4上的活塞行程

（2）支座4上的油缸长度:

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

3 夹紧力的确定[3]

图1中抓料料爪所能抓取工件1的重量取决于料爪9夹紧力的大小，为确保整个抓料机构的稳定可靠，设计时必须保证抓料料爪的夹紧力大于所抓取工件重量的两倍。图1中抓料料爪机构采用液压供油夹紧工件1，液压油最大压强为6 MPa并且供油压力连续可调，实际应用时夹紧工件压强P=3 MPa，工件1夹紧时油孔3进油、油孔5回油，活塞直径D=60 mm，活塞直径导杆d=50 mm，齿轮轴10参数为M=1 mm、Z=28，工件1夹紧点到齿轮轴10的力臂L=108 mm.

（1）活塞11的推力F1

（2）料爪对工件1的夹紧力F2

根据杠杆平衡计算公式：

F2×L=F1×F2=339.16 N

（3）根据汽车、摩托车、电子、军工、航天等行业的实际应用情况，工件最大质量一般不大于15 kg，其重量G=mg=147 N，根据计算结果F2＞2G，完全能够满足实际生产应用需要。

4 结束语

实践理论分析及实际应用证明，该强力抓料料爪结构新颖，工件夹紧方便，定位稳定可靠，应用于生产实践后，大大提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，方便了工件的自动装夹，此强力抓料料爪必有广阔的市场前景。

[1]成大先.机械设计手册[M].北京:化工工业出版社，2008.

[2]蔡光耀.机床夹具设计[M].北京:北京工业出版社，1990.

[3]戴 曙.金属切削机床[M].北京:机械工业出版社，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，高级工程师，本科，长期从事机床设计工作。