自动控制的钢球分离器设计与实现

2018-02-09朱向阳陆迺田

设备管理与维修 2018年2期

朱向阳，陆迺田

（中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

0 引言

传统的装配设备（如汽车发动机缸盖）是靠人工上料钢球，缺乏稳定性和钢球上料的精确性。钢球是个规则的球体，其直径大小不同，表面经过处理后光滑不易夹持。在一些使用钢球数量较多的设备上，对钢球的装配时间占整个设备装配时间的很大一部分，所以在装配生产线研究开发一套简单实用的钢球分离器，在国内外一直是个备受瞩目的课题。

在钢球下落过程中，由于其重量轻，会存在不同程度的堵塞、卡滞现象，钢球越小堵塞越易发生。钢球的直径小、冲击力小，在下落过程中极易偏离轨道、不易控制，是造成钢球堵塞的直接原因。

针对现有钢球分离设备的堵塞严重、钢球间分离困难等问题，设计了一种自动控制的钢球分离器。

1 机械设计

本文设计的自动控制钢球分离器的整体结构如图1所示，包括动力源、推杆、压板、滑块、底板及振料器。其中：底板的一侧均布有多个动力源，压板安装在底板另一侧的上方；每个所述动力源均连接有推杆，各推杆的一端分别与相对应的动力源输出端相连，另一端均连接有在所述压板与底板之间往复移动的滑块；压板上均布有多个钢球进料口，每个钢球进料口分别通过钢球输送滑道与所述振料器相连通，底板的另一侧均布有多个钢球出料口；滑块上均布有多个接球孔，通过动力源驱动滑块移动，振料器分离至各钢球进料口的钢球，经接球孔流入所述钢球出料口，由该钢球出料口流出。

底板上分别开有进气口及出气口，进气口与出气口通过气道相连通，底板上各钢球出料口分别与所述气道相连通；压板上均布有多个检验钢球输送滑道内是否有钢球及各钢球进料口是否有钢球下落的传感器；动力源、推杆、滑块、钢球进料口、钢球出料口、钢球输送滑道、接球孔及传感器的数量均相同，且一一对应，各传感器分别通过固定架安装在各钢球输送滑道的同一侧；相对应的钢球出料口位于钢球进料口的侧下方；压板与底板之间的两侧分别设有前挡板及后挡板，该前挡板与后挡板之间形成供所述滑块往复移动的滑道；接球孔与钢球进料口连通的顶部及钢球出料口与接球孔连通的顶部均为沉孔形状。

本装置的工作原理为：推力气缸为动力源，在振料器的出口处，根据钢球直径的大小，钢球被振料器分离到钢球输送滑道中，流入到钢球进料口。当需要有钢球输送时，会给推力气缸一个信号，推力气缸会通过推杆带动滑块向前滑动；当滑块上的接球孔与钢球进料口连通时，钢球落入接球孔中；滑块继续在推力气缸的作用下向前滑动，当钢球出料口与接球孔连通时，一个钢球即被分离到钢球出料口。然后，推力气缸马上后退到位，其余的钢球会继续停留在钢球进气口处。滑块的行程是靠前、后挡板决定的。在钢球分离器工作时，会经进气口沿气道通入压缩空气到每个钢球出料口，增加钢球的滑动速度，防止单个钢球在输送管路中被卡滞。传感器则可检验钢球进料口是否有钢球下落，及钢球输送滑道里面是否有钢球。

图1 自动控制钢球分离器的整体结构示意

2 实现过程

本设计包括动力源推杆、压板、滑块、前挡板、底板、后挡板、传感器及振料器，其中底板的一侧沿长度方向均布有多个动力源，即推力气缸。各推力气缸等高设置，分别通过安装架固定在底板上。底板一侧的板厚小于另一侧，在另一侧上分别固接有前挡板、后挡板，压板固定在该前、后挡板的上方，这样就由压板、底板、前挡板及后挡板围成滑道。

每个推力气缸的输出端均连接一推杆，各推杆的一端与推力气缸的输出端相连，另一端由后挡板穿过、连接有可在滑道内往复移动的滑块。压板上沿长度方向均布有多个钢球进料口，每个钢球进料口均通过钢球输送滑道与振料器相连通。本发明的振料器为市购产品，为沈阳市吉龙自动化设备有限公司生产的振料盘。每个滑块上沿厚度方向均开有接球孔，底板的另一侧沿长度方向均布有多个钢球出料口，每个钢球出料口均沿板厚方向开设。压板上沿长度方向均布有多个传感器，可检验钢球输送滑道内是否有钢球及各钢球进料口是否有钢球下落的。推力气缸、推杆、滑块、钢球进料口、钢球出料口、钢球输送滑道、接球孔及传感器的数量均相同，且一一对应，各传感器分别通过固定架安装在各钢球输送滑道的同一侧。每个接球孔与相对应的各钢球进料口连通的顶部及每个钢球出料口与相对应的接球孔连通的顶部均为沉孔形状，以便钢球能够顺利流动；相对应的钢球出料口位于钢球进料口的侧下方，为滑块留出了移动空间。