下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要當前，軸承檢測的競爭非常激烈，而許多企業(yè)的自動化的程度普遍不高，在軸承的檢測方面自動化程度明顯不足。由于軸承的生產是大批量的，而要求的精度又相對較高，如果不能實現檢測的自動化，就會需要大量的人力，勞動成本也會大幅增加，這必將制約企業(yè)的發(fā)展。所以在軸承行業(yè)進行自動化檢測的技術改造是一項非常迫切的工作。本文所設計的是軸承外圓直徑檢測裝置的機械部分設計。整個工作原理是：軸承落料由回轉隔離器把軸承推到帶式輸送機上，再由輸送帶帶動行走，當還有 32mm 軸承中心線與機械手指中心線重合時機械手開始動作，當軸承到達機械手中心線時停輸送帶停止，機械手抓取軸承送至檢測臺，由電渦流傳感器組進行檢測。檢測節(jié)拍為 8秒。關鍵詞：帶式輸送機； 機械手； 軸承檢測； 回轉隔離器； 電渦流傳感器下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIABSTRACTCurrently, the competition of bearing detection is very furious, and the automation degree of many enterprises generally is not high, the same as the automation degree of bearing detection.Because productions of bearing is large and the precision is strict. If they cannot achieve the detection automation, it will need a lot of human labor and costs will increase. Then this must restrict the development of enterprises. So automation is a very necessary work in bearing industry.This paper is the design of circle of Bearings detection devices. The principle is that the falling bearings are pushed from the turn around separation onto the belt conveyor and walked along with the belt .When there is 32mm distance between the middle line of bearings and the middle line of mechanical hand, the mechanical hand begins to move. The belt will stop when the bearings move to the middle line of mechanical hand. the mechanical hand lends the bearings and sends them to the test table ,then the eddy current sensor tests the bearings, The testing rhythms is 8s.Keywords ：Belt conveyor；Mechanical hand ；Bearing detection ；Turn around separation device；Eddy current sensor下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 I第 1章 緒論 11.1 課題研究的目的意義 11.2 國內外研究狀況 21.3 設計內容 21.4 課題的特點 2第 2章 軸承的檢測 .42.1 軸承的基本結構 42.2 軸承檢測的內容和檢測條件 52.2.1 軸承檢測的內容.52.2.2 軸承檢測的內容和檢測條件.52.3 測量用電渦流式傳感器 72.4 本章小結 7第 3章 軸承外圓直徑自動檢測線設計 .83.1 內容簡介 83.2 總體方案的確定 83.2.1 方案選擇.83.2.2 設計要求103.2.3 總體布局的確定103.2.4 各個聯系尺寸的確定103.2.5 輸送線工作循環(huán)周期113.3 本章小結 .12第 4章 輸送機設計 134.1 帶式輸送機簡介 .134.1.1 輸送機的發(fā)展13下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854.1.2 輸送機工作原理134.1.3 帶式輸送機的優(yōu)點144.2 輸送機各部分的設計 .144.2.1 輸送機的設計參數144.2.2 機架的設計144.2.3 帶的選擇154.2.4 驅動裝置的設計164.2.5 拉緊裝置的選擇設計194.2.6 滾筒設計194.3 本章小結 .21第 5章 上料裝置的設計 235.1 概述 .235.2 上料裝置的設計 .235.2.1 電動機的選擇235.2.2 軸的設計235.2.3 齒輪的設計245.2.4 各部分零件的校核265.3 本章小結 .30第 6章 機械手的設計 316.1 概述 .316.2 基本尺寸的確定 .316.3 液壓缸結構的設計 .336.3.1 主要部件結構選擇336.3.2 液壓缸主要尺寸的確定346.3.3 各部件的聯接結構設計366.4 本章小結 .37結論 .38參考文獻 .39致謝 .40附錄 .40下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1章 緒 論1.1課題研究的目的意義軸承是一個支承軸的零件，它可以引導軸的旋轉，也可以承受軸上空轉的零件，軸承可分為：滾動軸承和滑動軸承。一般來說的軸承是滾動軸承。滾動軸承是一種具有高度互換性的標準件，它具有摩擦力小，啟動容易，潤滑簡單，便于更換等優(yōu)點，在機械結構中幾乎是不可缺少的部件。作為重要的機械基礎件，滾動軸承是各種機械中傳遞運動和承受載荷的重要支承零件。隨著工業(yè)的發(fā)展，對滾動軸承的性能，壽命和可靠性提出了更高的要求。滾動軸承的性能，壽命和可靠性，取決與設計，制造和檢測。檢測是提高軸承性能的重要一環(huán)?？茖W技術發(fā)展到了今天，人們對自然界的認識在很大程度上借助于檢測儀器。工程、醫(yī)學、科學試驗等領域的發(fā)展與進步，都與檢測技術的發(fā)展有著密切的關系。例如在工業(yè)生產中，為了正確的知道生產操作，保證生產安全，保證產品質量和實現生產過程自動化，一項必不可少的工作是準確而及時地檢測出生產過程中各個有關參數。又例如在科學技術的發(fā)展中，新的發(fā)明和突破很多都是以檢測性質的試驗為基礎的。1916 年愛因斯坦提出了廣義相對論，由于當時不具備驗證的試驗條件，而在將近 50年的時間中沒有得到很快的發(fā)展，后來天文學上的發(fā)現和許多精確的技術對這個理論進行了成功的驗證，才使得廣義相對論得到了重新的認識和發(fā)展，這一事實說明了檢測技術和科學技術之間的密切關系。從某種意義上來說，檢測技術是所有科學技術的基礎，同時檢測技術又是科學技術的重要分支，是具有特殊性的專門科學和專門技術。隨著科學技術的迅速發(fā)展，檢測技術也在迅速發(fā)展之中，反過來檢測技術的發(fā)展又進一步促進了科學技術的發(fā)展和進步。當前，軸承檢測的競爭非常激烈，而許多企業(yè)的自動化的程度普遍不高，在軸承的檢測方面自動化程度明顯不足。由于微型軸承的生產是大批量的，而要求的精度又是相對較高，如果不能實現檢測的自動化，檢測工作不僅需要大量的人力參與，導致勞動成本的大幅增加，效果卻并不一定好。這必將制約企業(yè)的發(fā)展。所以在微型軸承行業(yè)進行自動化檢測的技術改造是一項非常迫切的工作。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098521.2國內外研究狀況精密機械制造技術的飛速發(fā)展和產品精度的日益提高，有力地促進了測試技術和試驗技術的發(fā)展，使其呈現出多態(tài)性和超精密的特性。軸承加工技術的進步和軸承產品精度的提高，促進了軸承檢測儀器及實驗技術的發(fā)展，納米測量、智能儀器、虛擬儀器、網絡儀器等開始在軸承行業(yè)先進企業(yè)應用。中國正在逐步成為世界的產品制造中心，國外的先進制造技術和測試技術日益沖擊著國內的軸承行業(yè)。由于在應用技術領域和國外存在的差距，目前國內的軸承檢測儀器設備仍然與國外的同類先進企業(yè)存在著較大的差距。為了滿足軸承行業(yè)的需要，軸承儀器要跟蹤世界先進水平，開發(fā)新儀器，改變過去高精度檢測儀器或設備只能從國外進口的局面。改革開放以后，生產檢測逐步的走向自動化?？墒俏覀冊S多廠基本還處于半自動化與手工相結合的階段，需要大量的人力的參與，軸承的檢測質量也難以得到保證。目前，我國的各個企業(yè)間的競爭日益激烈，軸承行業(yè)亦是如此。如何提高產品的質量成了企業(yè)在競爭中取勝的關鍵因素?？紤]到加入世貿組織帶來的沖擊，想要和外國的產品相抗衡，軸承的質量必須有大幅度的提高。這需要投入大量的資金對設備進行改造。在生產條件一定的前提下，通過對軸承進行檢測，將軸承區(qū)分為合格品、次品、廢品等不同的質量等級，也不失為一種提高軸承精度的經濟有效的方法。1.3 設計內容本課題以旋轉機械中應用最廣泛的滾動軸承在線實時狀態(tài)檢測，質量檢測為研究方向。開發(fā)出一套能夠自動檢測軸承外環(huán)外圓直徑的自動檢測線。自動流水線主要實現待測軸承的上料，夾緊，分類等全自動流水線動作，本設計是軸承尺寸測量裝置的機械部分的設計。生產要求工作的生產節(jié)拍是 8s。所要檢測的微型軸承的型號是6000。1.4 課題的特點要建立完善的軸承檢測體系，必須掌握軸承的標準。對軸承進行檢測的主要依據有三個：（1）滾動軸承檢測的國家標準，這是軸承檢測的主要依據。國家標準對軸承檢測的規(guī)定有三條：GB/T4199-2003《滾動軸承的公差與定義 》 ，GB/T307.2-2005 《滾動軸承 公差的測量方法》 ，GB/T307.3-2005《滾動軸承的通用技術規(guī)則 》等。（2）頒布標準，專用標準和統(tǒng)一企業(yè)標準。如 JB/CQ13-87《球軸承及其零件補充技術要求》 ，JB/CQ14-88《滾子軸承及其零件補充技術要求》等。（3）用戶對軸承質量的特殊要求。這三條標準詳細規(guī)定了軸承的檢測參數和檢測條件。軸承的檢測包括外圓的檢測，下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853內圈的檢測，剛球的檢測及保持架的檢測和成品的檢測等。其中對軸承內外套圈的檢測包括熱處理檢測，表面質量的檢測，外形尺寸的檢測等。對軸承套圈外形尺寸的檢測又包括與寬度有關的檢測和與直徑有關的參數檢測等。最終都是為了確定軸承外圈直徑的確切尺寸。由于軸承直徑的測量是通過采用 V 形塊定位來實現測量的。因此可以滿足尺寸比較接近真實尺寸。利用微機進行對數據的采集，分析，和整理。目前我國關于軸承測量的儀器也有，只是在價格上都比較昂貴，難以讓一些 中小企業(yè)接受，所以企業(yè)在多方尋找不能找到滿足他們心儀的檢測設備情況下，希望通過與高校合作開發(fā)出一套軸承外圓參數測量儀器。廠家提出的檢測要求是：檢測精度要求高，要求達到 μm 級別的檢測精度；實現在線測量，測量的速度要跟上生產節(jié)拍，即每 8 秒鐘要檢測一個軸承；較低的開發(fā)費用。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854第 2章 軸承的檢測軸承使機械機構中的重要構件，它的檢測內容合檢測方法已經由國家標準及其企業(yè)標準做了規(guī)定。評價軸承是否合格，需要按照國家標準對軸承檢測的有關規(guī)定進行檢測，將檢測結果與國家標準規(guī)定的偏差范圍相比較，才能得出結論。所以進行系統(tǒng)設計之前，需要知道國家標準對軸承家測的有關檢測參數、檢測條件的規(guī)定，才能正確的進行設計。在這一章我們首先介紹了軸承的一些基本概念，接著介紹了國家標準對軸承檢測的內容的一些相關規(guī)定，最后提出了我們這套軸承檢測系統(tǒng)的檢測內容及其檢測原理。2.1 軸承的基本結構軸承是一種支撐或導向裝置，它決定機械的運動部件相對與其他部件的位置。在大多數情況下，軸承是支承旋轉軸的機械零件，它能夠保證軸的準確位置并承受軸傳遞的負荷。軸承按照運動時的摩擦原理可分為滑動軸承和滾動軸承兩大類型。滾動軸承又包括滾珠軸承、滾子軸承等，它的基本結構如下圖所示： 外 圈內 圈滾 動 體保 持 架圖 2.1 軸承結構圖滾動軸承的基本結構是由外圈、內圈、滾動體（鋼球或滾子）和保持架四個零件組成。習慣上稱為軸承的“四大件” 。1．內圈（又稱為內套或內環(huán)）通常固定在軸頸上，大多數情況下，內圈與軸一起旋轉。內圈外表面上有供鋼球下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855或滾子滾動的溝槽，稱為內溝或者內滾道。2．外圈（又稱為外套或外環(huán)）通常固定在軸承座或機器的殼體上起支承滾動體的作用。外圈內表面上也有供鋼球或滾子滾動的溝槽，外溝或外滾道。3．滾動體（鋼球或滾子）每套軸承都配有一組或者幾組滾動體，裝在內圈和外圈之間，起滾動和傳遞力的作用。滾動體是承受負荷的零件，其形狀、大小和數量決定了軸承承受載荷的能力和高速運轉的性能。4．保持架（又稱隔離器）將軸承中的滾動體均勻的相互隔開，使每個滾動體在內圈和外圈之間正常地滾動。此外，保持架還具有引導滾動體運動，改善軸承內部潤滑條件，以及防止?jié)L動體脫離等作用。當然，軸承根據不同的需要，可以有不同的形式，并不局限于上述結構，例如為了提高軸承的承載能力，增加滾動體數量而省略了保持架；為減少機械部件設計的空間而選用無外圈或者無內圈的軸承等。 “四大件”不齊全（必須有滾動體） ，但都為基本結構的變形。2.2 軸承檢測的內容和檢測條件2.2.1 軸承檢測的內容軸承的檢測是個全面的系統(tǒng)化的過程，它包括很多方面的內容和要求。它的檢測必須符合相關的軸承檢測標準。對軸承質量進行檢測的標準主要有兩個：（1）滾動軸承檢測的國家標準，這是軸承檢測的主要依據。國家標準對軸承檢測的規(guī)定有三條：GB/T4199-2003《滾動軸承的公差與定義 》 ，GB/T307.2-2005 《滾動軸承 公差的測量方法》 ，GB/T307.3-2005《滾動軸承的通用技術規(guī)則 》等。（2）頒標準、專用標準和統(tǒng)一企業(yè)標準。如 JB/CQ13-87《球軸承及其零件補充技術要求》 、JB/CQ14-88 《 滾子軸承及其零件補充技術要求》等。2.2.2 軸承檢測的內容和檢測條件(1)用戶對軸承質量的特殊要求：軸承包括外圈、內圈、鋼球和保持架四部分，相應軸承的檢測也包括外圈的檢測，內圈的檢測，鋼球的檢測以及保持架的檢測四部分。四個單項都合格并不能表明軸承是合格的，最后，軸承裝配好了以后，還要進行軸承的成品檢測。(2)軸承檢測的條件下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856國家標準不僅對軸承檢測的內容作了規(guī)定，而且對軸承檢測時應滿足的條件足額作了規(guī)定。在設計軸承檢測儀器以及進行軸承檢測時，應當盡量符合國家標準的規(guī)定。下面介紹軸承檢測時應滿足的條件。? 測量溫度測量的標準溫度為 20oC。但由于被測軸承與標準件用相同的材料制造，因此，測量時只要使被測軸承。標準件或量塊以及測量用的儀器處于同一溫度，即使溫度不等于 20oC，也不會對測量結果產生大的影響。? 測量的尺寸基準國家標準 GB/T307.2-2005《滾動軸承 公差的測量方法》中規(guī)定的尺寸公差，當用相對測量法進行測量時，作為比較測量的尺寸基準時標準件或量塊。量塊必須符合JB1078-67《量塊》的規(guī)定，標準件必須符合行業(yè)或者軸承制造廠主管部門的規(guī)定。? 測量儀表測量時，所使用的儀表必須經過校準，且具有與所測軸承相適應的精度及放大比。? 測量誤差測量過程中產生的測量誤差原則上為公差值的 10％以下。測量中一定要按被測量軸承的公差范圍來選擇適當的精度的儀表以及環(huán)境條件等，使測量誤差控制在一定的范圍之內。? 測量的基準面測量的基準面應該是軸承制造廠主管設計部門規(guī)定的可作為測量基準的端面。一般指套圈的非打印端面。對角接觸球軸承和圓錐滾子軸承是指承受力的端面。? 儀器的測點和支點的材料和表面粗糙度儀器測點和支點的材料以及測量表面的粗糙度應根據被測表面而定，一般可采用硬質合金制作。對于終加工后的套圈和滾動體的工作表面，儀器的測點和支點不允許采用硬質合金制造，應采用瑪瑙制作，其測量表面的表面粗糙度應小于 0.16 微米。(3)檢測方法根據檢測信號不同,常用的診數據手段有:機械檢測:包括振動檢測、噪聲檢測、超聲波檢測、激光檢測、轉速所壓檢測等多種檢測方法。油質檢測：包括光譜檢測、鐵譜檢測、法污染檢測和粘度檢測等。溫度檢測：點溫檢測、紅外成像檢測等。電器檢測：包括絕緣檢測、介質損耗檢測等。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857本課題研究對象滾動軸承的檢測手段根據軸承的失效形式不同而不同，主要使用的檢測方法有振動及噪聲檢測法等。其中以振動檢測法使用得最為廣泛，基本上可以使用于所有的失效形式，本課題的研究也是基于振動檢測法的。2.3 測量用電渦流式傳感器金屬導體置于變化著的磁場中，導體內就會產生感應電流，這種電流像水中旋渦那樣在導體內轉圈，所以稱之為電渦流或渦流。這種現象就稱為渦流效應。電渦流式傳感器就是在這種渦流效應的基礎上建立起來的。要形成渦流必須具備下列二個條件：①存在交變磁場；②導電體處于交變磁場之中。因此，渦流式傳感器主要由產生交變磁場的通電線圈和置于線圈附近因而處于交變磁場中的金屬導體兩部分組成。金屬導體也可以是被測對象本身。如圖,采用非接觸式電渦流傳感器：圖 2.2 電渦流傳感器示意圖2.4 本章小結軸承是一種支撐或導向裝置，它決定機械的運動部件相對與其他部件的位置，所以進行系統(tǒng)設計之前，需要知道國家標準對軸承家測的有關檢測參數、檢測條件的規(guī)定，才能正確的進行設計。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858第 3章 軸承外圓直徑自動檢測線設計3.1 內容簡介1.工件自動輸送線工件輸送裝置是生產線的一個重要組成部分，它將被加工工件從一個工序傳送到下一個工序。為保證生產線按規(guī)定節(jié)拍連續(xù)工作提供條件，并從結構上把生產線上眾多加工設備連接成為一個整體，生產線的總體布局和結構形式往往取決于工件的輸送方式以及對工件輸送裝置的基本要求。在設計和選擇工件的輸送裝置時，除考慮要滿足結構簡單、工作可靠和便于布置外，還應注意以下幾點：（1） 、輸送速度適宜，盡量減少生產線的輔助時間；（2） 、輸送裝置的工作精度要滿足工件（或隨行夾具）的定位要求；（3） 、輸送過程中要嚴格保持工件預定的方位；（4） 、輸送裝置應與生產線的總體布局和結構形式相適應。2.搬用機械手工業(yè)機器人（通用及專用）一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產品（電視機、電冰箱、洗衣機） 、化工等行業(yè)自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人。3.2 總體方案的確定3.2.1 方案選擇本課題以旋轉機械中應用最廣泛的滾動軸承在線實時狀態(tài)檢測，質量檢測為研究方向。目標是開發(fā)出一套能夠自動檢測軸承外圓直徑的自動檢測線。自動流水線主要實現待測軸承的上料，夾緊，測試，分類等全自動流水線動作，設計工作涉及氣動，機械設計等方面的知識，由計算機控制系統(tǒng)作整個系統(tǒng)動作的核心部分，整體設計涉及到計算機軟件設計，模擬電子線路設計，控制理論以及數字信號處理等多方面的知下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709859識，整個系統(tǒng)是融合了機，電，氣等多領域的數字控制系統(tǒng)。此次設計的是軸承直徑測量裝置的機械部分的設計。方案一： 工 件 機 械 手上 料 裝 置傳 動 線 單 片 機電 渦 流 式 傳 感 器 組 件圖 3.1 總體方案圖 1自動檢測裝置由自動上料裝置、輸送機、機械手三大部分組成。軸承由上料機構沿上料機送至輸送帶上。輸送帶將微型軸承輸送至機械手所在位置，機械手開始動作，抓取微型軸承，然后伸向電渦流式傳感器所在的部位，電渦流式傳感器對軸承進行自動檢測，數據將會顯示在機械手控制系統(tǒng)部分的顯示器上。方案二：流水線具有自動送料，自動檢測功能，執(zhí)行機構均為氣缸，可靠且無污染。軟件通過ＩＯ卡控制繼電器開斷，從而控制氣缸的動作。當流水線動作進行到加壓氣缸將待測軸承頂到旋轉軸上的時候，測頭由氣缸驅動下移，頂在軸承的外圈，使得軸承外圈不動，內圈旋轉，在等待一定時間后，計算機進入信息采集程序模塊。在計算機采樣的過程中，所有的氣缸都處于靜止狀態(tài)，以免對軸承振動的檢測帶來影響。流水線示意圖如下所示：撥桿機構（控制撥桿上下左右移動）傳送帶推送氣缸去廢氣缸推送氣缸去廢氣缸導軌 Ａ區(qū) Ｂ區(qū)送料氣缸有無料開關 有無料開關翻身氣缸成品存放處下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510圖 3.2 總體方案圖 2流水線的工作流程：首先由傳送帶帶動要測試的軸承，計算機讀取有料信號，判斷有料，由送料氣自缸推緊送料，計算機讀取送料氣缸到位信號，到位則送出翻身氣缸動作信號，翻身缸將軸承送上導軌，桿下移，右移，將待測軸承送到 A 區(qū)工位，推送氣缸推送軸承上軸，測頭下壓，進入測量程序，測量完畢后推送軸承退位，桿右移，進入去廢工序，計算機根據軸承振動信號程序處之后得到的軸承合格與否來控制去廢氣缸，如果合格，則翻身氣缸將軸承翻轉 180 度以后，進入 B 區(qū)進行與 A 區(qū)工序類似的過程。在測試過程中，線上最多同時可以有 6 個軸承在各自工位，這六個工位分別是送料工位，A 區(qū)待測式位，A 區(qū)去廢工位，翻身工位，B 區(qū)待測工位，B 區(qū)去廢工位。經過上述工序，如果軸承還在線上則進入合格品區(qū)存放。兩個方案各自都有自己的優(yōu)點，但第二種方案用多個氣缸控制較復雜，比較后選擇第一種。3.2.2 設計要求微型軸承 6000 外圓直徑自動檢測線，檢測節(jié)拍為 8 秒，采用電渦流傳感器檢測，工件自動輸送，自動定位，用微機進行控制。3.2.3 總體布局的確定在機械產品的生產過程中，為保證產品質量，提高生產率和降低成本，往往把加工裝備按工件的加工工藝順序依次排列，并用一些輸送裝置與輔助裝置將它們連接成為一個整體，被加工工件按其工藝規(guī)程順序地經過各臺加工裝備，完成工件的全部加工過程。檢測線由輸送裝備、輔助裝備、控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)所組成。由于是單一零件的檢測，故采用單一產品固定節(jié)拍檢測線，其特點是：（1）這種自動檢測線由自動化程度比較高的輸送裝備和輔助裝備所組成，監(jiān)測單一的產品，檢測線率高。由于這類線的專用性強，較難進行改造以適應其它產品，故這樣的輸送線屬于大量生產類型，精度穩(wěn)定性要求高，可持續(xù)生產多年。（2）輸送線所有設備的工件節(jié)拍等于或成倍于生產線的生產節(jié)拍。工作節(jié)拍成倍于生產線生產節(jié)拍的設備需要配置多臺并行工作，以滿足每個生產節(jié)拍完成一個工件的檢測任務。（3）生產線的檢測裝備按產品的工藝流程布局，工件沿固定的路線，采用自動化的物流輸送裝置，嚴格按檢測線的檢測節(jié)拍，強制地從一臺設備輸送到下一臺設備。（4）由于工件的輸送和檢測嚴格的按檢測節(jié)拍運行，如果檢測線上發(fā)現廢品，可以運用特殊裝置將其剔除。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985113.2.4 各個聯系尺寸的確定(1)生產節(jié)拍：生產要求工作的生產節(jié)拍是 8s。(2)輸送帶步距的確定輸送帶步距 L 是指輸送帶上兩個工件之間的距離。既要考慮機床間有足夠的距離，又要盡量縮短自動線的長度。一般通用的輸送線的步距取 300～1700mm，按圖來進行確定：圖 3.3 輸送帶步距的確定根據實際要求和設計中的時間分配，為了避免機械手在取回前一個軸承之后以及再次伸展抓取之前不能對下一個軸承很好的抓取，所以特地留取了一定的裕量。機械手開始伸展時，讓軸承中心和機械手抓取的中心線留取 32mm，機械手用 0.4s 的時間完成這個動作。最終我們根據留取的裕量計算出帶的速度 80mm/s，因為生產的節(jié)拍是 4s，所以每兩個軸承之間的距離就可以計算出來是 320mm。這樣的話，我們就可以選擇輸送裝置的行程長度 L＝320mm；(3)裝料高度的確定選擇裝料高度，應考慮操作人員看管、調整和維修設備的方便性，一般取800～1200mm 為宜。設計中由于需要，裝料高度應取低一些，我們取 850mm。(4)機械手高度的確定根據裝料高度，可以大致確定機械手的高度，約 900mm 左右。3.2.5 輸送線工作循環(huán)周期生產線工作循環(huán)周期表反映了生產線各臺設備及輔助裝置的動作順序、動作時間、節(jié)拍時間、工作循環(huán)和各機構的一部分互鎖要求，是電氣、液壓、系統(tǒng)設計的重要依據。1.工作循環(huán)周期的確定下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512（1）根據所制定的輸送線的工藝和結構方案，定出各機構的動作順序及互鎖要求，計算出各機構的動作時間。（2）在周期表上，以橫坐標表示時間，以 min 為單位；縱坐標表示各機構的動作，并按動作順序排列。用箭頭表示控制信號的發(fā)出和動作順序，粗實線表示動作時間長短，通過箭頭使其首尾相接起來，即為一個完整的工作循環(huán)。2.輸送線主要機構互鎖要求輸送線各機構的動作是按一定的順序進行的，它們之間有著嚴格的互鎖要求。輸送帶向前，即生產線開始工作，應具備的條件為：（1）夾具必須處于松開拔銷狀態(tài)；（2）各運動部件，例如上料裝置、機械手、圓錐推銷等，必須處于原位。3.輸送線基本工藝時間和輔助時間計算（1）基本工藝時間 8s（2）工件夾緊時間：一般取 0.03-0.1min4.工作循環(huán)周期輸送機與回轉隔離器的運動是通過單片機的控制來實現的，回轉隔離器檢測到有料時運轉 90 度，將料傳送到輸送帶上，輸送帶間隔運動，在機械手的中心線位置有一個傳感器，當軸承的中心線與機械手的中心線重合時，輸送帶停止 4s,機械手進行伸縮與抓取運動，將其輸送到渦流傳感器位置進行檢測，檢測完畢后機械手將軸承輸送到初始位置，機械手返回原來狀態(tài)。3.3 本章小結工件輸送裝置是生產線的一個重要組成部分，它將被加工工件從一個工序傳送到下一個工序。比較方案一和方案二，根據實際情況總體方案選擇方案一，再根據生產實際，基本工藝時間 8s，工件夾緊時間：一般取 0.03-0.1min，機械手的高度，約900mm 左右，裝料高度應取低一些，我們取 850mm，輸送裝置的行程長度 L＝320mm。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098513第 4章 輸送機設計4.1 帶式輸送機簡介4.1.1 輸送機的發(fā)展帶式輸送機的產生已有 150 年的歷史，早期的輸送帶是用皮革之類材料制成，后來用皮革家纖維織物制造。1795 年在美國費城 DLiver Evans 將輸送帶描述為：在一個框或著槽里的兩個滾筒上旋轉的博而柔軟的寬環(huán)皮帶或帆布帶。1858 年 ST.Pmake 取得織物增強的橡膠輸送帶的專利權。1863 年 D.C.Dodge 關于處理谷物的輸送帶被授予美國專利。1892 年 Thomas Robins 發(fā)明的槽型結構的帶式輸送機在礦物工程中應用。此后隨著物料輸送量的增大，帶式輸送機取得了巨大的發(fā)展，出現了大量新型結構和新型帶式輸送機。諸如：大傾角帶式輸送機（包括：深槽帶，花紋帶，波紋擋邊以及壓帶式輸送機） ，管狀帶式輸送機，氣墊帶式輸送機等。帶式輸送機已成為最重要的散狀物料連續(xù)輸送設備，它不僅應用于企業(yè)內部的運輸，也拓展到企業(yè)外部輸送，廣泛應用于冶金，礦山碼頭，糧食和湖工等領域。4.1.2 輸送機工作原理下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098514圖 4.1 帶式輸送機帶式輸送機以輸送帶作為牽引結構，同時它又是承載構件，如上圖輸送帶經過傳動滾筒形成環(huán)帶，上下輸送帶有托輥支承，拉緊裝置給輸送帶以正常的張力，驅動裝置驅動傳動滾筒，通過傳動滾筒和輸送帶的摩擦力帶動輸送帶的運動。4.1.3 帶式輸送機的優(yōu)點帶式輸送機與其它類型的輸送設備相比，具有優(yōu)良的性能，在連續(xù)的情況下能連續(xù)運輸，生產率高，運行平穩(wěn)可靠，輸送連續(xù)均勻，工作過程中噪聲小，結構簡單，能量消耗小，運行維護費用低，維修方便，易于實現自動控制及確定方操作等優(yōu)點，因此，我們選用帶式輸送機。三維造型效果圖：圖 4.2 輸送機三維圖4.2 輸送機各部分的設計4.2.1 輸送機的設計參數輸送機參數：輸送物料：滾動軸承 6000 帶速：80mm/s。4.2.2 機架的設計帶式輸送機的機架形式的選擇取于地形天氣安全環(huán)保等條件以及輸送物的性質，服務年限，移動或固定運輸方式是否有沖擊，輔助設備等因素。鋼鐵廠，礦山和發(fā)電廠的輸送機的機架與化工廠，食品廠的機架盡管看似相同，而在實際設計中有很大的差別。因而在設計中應注意他們的區(qū)別。輸送帶式輸送機機架可以分為頭架，尾部和中間架。梁架的結構形式，它是用角鋼或槽鋼作為橫梁，用固定到地面的型鋼或管作為它下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098515的支腿。這樣輸送機機架非常簡單是經濟上最合理的形式，其固定或廣泛應用于鋼鐵廠發(fā)電廠化工廠礦山等領域。對于需要移動的輸送機可以將其支腿固定在枕木上以使其具有移動性，對于梁架的結構需要注意的是在固定的情況下橫梁和支腿之間的連接是因為輸送及運行過程中有震動有可能使螺栓的松動而發(fā)生事故。梁選用槽鋼。4.2.3 帶的選擇膠帶是帶式輸送機重要的部件之一，它既是承載件，又是傳力件。在帶式輸送機運轉過程中，膠帶受各種大小和性質不同的載荷作用，處在極其復雜的應力狀態(tài)下。同時，它的費用約占整個帶式輸送機費用的一半，在經濟上起著舉足輕重的作用。膠帶按結構可分為織物芯膠帶和鋼絲繩芯膠帶。織物芯膠帶包括普通帆布芯、維尼綸芯及尼龍芯膠帶等類型，它由帶芯和上廠覆蓋殿組成。帶芯內用經線和緯線編織的布層做成、其作用是承受載荷、傳遞牽引力以及裝卸點物料對膠帶的沖擊力。初步選擇普通運輸帶，根據主要用于通用固定式小傾斜的帶式輸送機采用單點或多點驅動的的特點，我們這里的輸送機對帶的要求主要是考慮到帶的摩镲力，使得微型軸承在帶上有良好的位置精度。圖 4.3 皮帶示意圖初選 NN-100（錦綸尼龍帆布芯） 覆蓋膠代號：NR（天然橡膠）或 PVI（聚氯乙烯）扯斷強度： σ=100（N/mm）層輸送帶的層數 Z 初選 Z=2輸送帶的芯層每層厚度 dz 芯層每層質量 Zw查表 dz=1.00 Zw=1.02kg/㎡ 輸送帶上覆蓋膠的厚度 Ao 上覆蓋膠質量 Aw按照運輸機械設計選用手冊表 1-6 規(guī)定?。篈o=1.5mm Aw=1.19kg/㎡下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098516輸送帶下覆蓋膠厚度 Bo 下覆蓋膠質量 Bw按照運輸機械設計選用手冊表 1-6 規(guī)定取Bo=1.5mm Bw=1.19kg/㎡計算輸送帶的厚度 d :d =Zdz +Ao+Bo=5mm計算選用輸送帶每米長度的質量 qBqB=(ZZw + aw + bw)B=0.44kg/m根據機械設計手冊（帶傳動和鏈傳動）選帶寬度為 100mm，帶輪寬不小于112mm。4.2.4 驅動裝置的設計1.驅動裝置介紹驅動裝置是帶式輸送機的動力來源，電動機通過聯軸器與滾筒傳動，依靠滾筒和輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運動，一般來說：使用最少數量的設備的簡單驅動裝置是最好的驅動裝置，然而驅動裝置有時還可能配置一些特殊用途設備，用來改善輸送機的啟動和制動性能。2.帶式輸送機對系統(tǒng)驅動裝置的基本要求：（1）驅動裝置應該具有良好的啟動性能，具有大的啟動力矩以使輸送機具有有載啟動。（2）啟動過程中具有足夠小合理的加速度以減少各承載部件載荷。（3）多電動機驅動使各電動機負荷均勻。（4）電動機啟動時對電網的沖擊小，最好使電動機無載荷啟動。（5）驅動裝置應該具有很高的傳動效率。（6）啟動時和穩(wěn)定運行階段有可靠的過載保護能力。（7）驅動裝置應該具有良好的可靠性 控制啟動 停車時速度 加減速度（8）盡量使電動機空載荷啟動，錯開啟動時各電動機的啟動時間：減少電動機的啟動次數，有可能時可在輸送機停止時不必停電機。（9）裝備包括自監(jiān)控，自診斷功能的控制器。3.電動機的選擇計算（1）首先計算輸送機總阻力（1）]')(')[(00wqqkLFh???K——在傳動滾筒中，裝載點和其他特點上的總的局部阻力系數，K=0.9。——輸送機水平投影長度。 =1746mm。hLh下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517——托輥轉動部分的線載荷。',q——上，下托輥阻力系數。根據工作環(huán)境：少量塵埃，正常濕度，屋內，'w所以選 。025.'=w——輸送帶線載荷。0q——被輸送物料的線載荷。(2)ρ)2δ1(0??ZBqZ——膠帶墊層數。取 Z=2?！獛бr墊厚度。取 。δ25.δ——分別為上下覆蓋面膠厚度。 mm mm。21, 5.1δ5.1δ2?ρ=3.5N/mρ)(10??ZBq托輥轉動部分的線載荷 ：',/'slgGxlgq/''——分別為有載，無載分支上，下托輥轉動部分的質量。',GKg92.1''?——分別為上，下托輥間距。xsl,404mm； 404mm。xlN/m5.47???slGgqN/mx被輸送物料的線載荷 )36.0/(vQq×=Q——輸送量。初估 個。10?輸送機總阻力 ： N2.5]')(')[(0???wkLFh（2）傳動滾筒功率 0.42W?/0vN（3）輸送帶的最大張力計算(3)vks09max=取包角 ，選光面滾筒，環(huán)境干燥。??180α由表 2-39[1]選 9k所以： N109max?vkS下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098518電動機的功率： W8.1η0?NkN/m92.4maxRsTN/m5.0Nj（4）電動機的選擇考慮到軸承的間隔抓取，這里選用步進電動機，步進電動機是一種將脈沖信號變換成角位線（或線位移）的電磁裝置，步進電動機的角位移與輸入脈沖個數成正比，在時間上與輸入脈沖同步。因此只需控制輸入脈沖的數量、頻率及電動機繞組通電相序，便可獲得所需的轉角、轉速及轉動方向。在無脈沖輸入時，在繞組電源激勵下，氣隙磁場能使轉子保持原有位置而處于自鎖狀態(tài)。步進電機有步距角（涉及到相數） 、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。步距角的選擇：電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速） 。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有 0.36 度/0.72 度（五相電機） 、0.9 度/1.8 度（二、四相電機） 、1.5 度/3 度 （三相電機）等。這里要求的精度相對要求比較高，所以我們選用 0.36 度/0.72 度（五相電機） 。靜力矩的選擇：步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的 2-3 倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）電流的選擇：靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電壓）綜合以上選擇：85mm 系列 0.72°五相步進電機 A63K-G5913(W)下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098519圖 4.4 電動機外觀圖4.2.5 拉緊裝置的選擇設計張緊裝置主要是保證輸送帶有足夠的張緊力，使驅動滾筒產生足夠的摩擦力，使輸送帶向前運動。張緊裝置可分為螺旋式、車式和重錘式。一般情況下采用螺旋式和車式張緊。裝置放在輸送機尾部，也可放在其他適當部位；重錘式放在其他合適的部位。在本設計中綜合設備生產成本和確保設備的安全運行，就采用尾部螺旋式拉緊，其拉緊力可根據工人經驗調試但必須保證設備輕盈運轉和安全。4.2.6 滾筒設計1.滾筒的結構滾筒組是帶式輸送機的主要部件，按照在輸送機中所起的作用，滾筒可分為傳動滾筒和改向滾筒兩大類，傳動滾筒的作用是將驅動裝置提供的扭矩傳到輸送帶上，改向滾筒包括用于輸送帶在輸送機端部的改向，增加傳動滾筒包角的導向滾筒，拉緊滾筒和用于拉緊導向滾筒。滾筒組有滾筒軸，軸承座，輪轂，輻板，筒殼等部分組成，有的滾筒還有輪轂和滾筒軸連接件，輪和轂輻板連接件。一般地，傳動滾筒的表面覆蓋有橡膠或陶瓷以增大驅動滾筒與輸送帶間的摩擦系數。滾筒的軸承一般用深溝球軸承。滾筒包膠的主要優(yōu)點是表面摩擦系數大，保證傳動的精確性，包膠是在光面鋼制滾筒上表面上用冷粘或硫化一層橡膠。傳動滾筒是傳遞帶式輸送機功率的圓柱形筒，而改向滾筒僅作為引導輸送帶改變方向的圓柱形筒。改向交通筒不承擔轉矩，結構比較簡易。傳動滾筒和驅動裝置相聯，是帶式輸送機最重要的部件，驅動功率的大小往往取決于傳動滾筒表面同輸送帶之間的磨擦系數和輸送帶在該滾筒上的包角，所以值得深入研究。滾筒的寬度決定于帶寬。滾筒寬度大于膠帶寬度的原因是考慮到膠帶在滾筒上可以容許的跑偏。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985202.滾筒的直徑傳動滾筒表面有裸露光鋼面，人字形，菱形花紋橡膠覆面。小功率、小帶寬及環(huán)境干燥時可采用裸露光鋼面滾筒。最小傳功滾筒直徑可按下式選?。篋＝cd mm (3)式中: d 芯底厚度或鋼繩直徑；c 系數，棉織物＝ 80，尼龍＝ 90，聚酪＝108，鋼繩芯＝145初步計算出直徑為 120mm。國際標準[12]與我國標準[11]規(guī)定的滾筒直徑系列值如圖所示。表 4.1 標準滾筒直徑系列譜0.10 0.25 0.63 （1.40）0.12 0.315 0.80 1.600.16 0.40 1.00 （1.80）0.20 0.50 1.25 2.00注：不帶括號者為優(yōu)先選用值。根據[1]取滾筒外徑為 120mm.寬度為 120+（100～250） 。其結構如下圖所示圖 4.5 滾筒結構圖3.連接軸徑選擇計算r/min6/1.02π8???srrvnKw4η10p—聯軸器功率。 。1η9.1??—軸承功率。 =0.99。22η下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852122mm?30npAd根據機械設計手冊選凸緣聯軸器 GYS2 型。安裝軸承處直徑為 35 選軸承 6007。安裝脹套處直徑為 37mm。滾筒軸承座全部采用油杯式潤滑脂潤滑。滾筒的結構是輪轂與軸用 Z2 型脹緊連接套連接，鑄焊輻板與筒殼，脹套結構是國際上廣泛運用機械連接結構，是一種先進基礎部件。脹套結構如圖：圖 4.6 Z2 型賬套結構圖其原理：當旋轉緊定螺釘時，前壓環(huán)和后壓環(huán)相互靠近，迫使帶開口的外環(huán)脹大，內環(huán)縮小，從而使軸與輪轂形成過盈配合達到連接的目的。脹套的傳遞負載是通過脹套外環(huán)所產生的壓力和摩擦力來實現的采用賬套連接的優(yōu)點是：容易實現高精度的定位，可傳遞大的扭矩和軸向力；可連接不可焊材料，可從外部安裝拆卸，并可重復利用避免了滾筒在軸向的攢動，降低了孔和軸的加工精度和加工費用。4.2.7 托輥的選擇1.托輥的介紹托輥是影響輸送機使用效果的關鍵部件之一，約占整機重量的30％～40％ ， 占整機價格的25％～30％。在帶式輸送機中，托輥用于支承輸送帶和貨載，并且保證輸送帶的垂度在設計限定的范圍內。在帶式輸送機的設計中，托輥的選擇和選用數量對于帶式輸送機的正常使用、穩(wěn)定運行、維護費用、功率消耗、整機價格有重要影響。2.托輥主要尺寸的確定根據運輸機械設計選用手冊，已知帶寬為 100mm，托輥長為 140mm，直徑為60mm，兩端支撐軸直徑為 12mm，重量為 1.1Kg。3. 托輥間距的確定下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098522托輥間距應滿足兩個條件：滾子軸承的承載能力及輸送帶的下垂度，托輥間距應配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得合適的垂度。綜合各方面因素選擇為上托輥間距為 400mm,下托輥間距為 400mm。4.3 本章小結本章主要是設計傳輸帶，輸送機參數：滾動軸承 6000 帶速：80mm/s，選擇各個零部件。1.傳輸帶初選 NN-100；2.動力源經過分析裝置的工作原理選擇步進電機，再在工具書和網上對比，最后選擇 85mm 系列 0.72°五相步進電機 A63K-G5913(W) ；3.滾筒組是帶式輸送機的主要部件，滾筒的結構是輪轂與軸用 Z2 型脹緊連接套連接，鑄焊輻板與筒殼，滾筒輸入動力處的聯軸器選凸緣聯軸器 GYS2 型。安裝軸承處直徑為35 選軸承 6007。安裝脹套處直徑為 37mm。滾筒軸承座全部采用油杯式潤滑脂潤滑。下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098523第 5章 上料裝置的設計5.1 概述上料裝置的作用是實現軸承的自動上料，這里用一個回轉隔離器來實現，利用回轉隔離器的旋轉將軸承撥送到傳送帶上，回轉隔離器是間歇運動的，當傳送帶停止以方便機械手抓取軸承的時候，上料裝置轉動 90 度角，將軸承運輸到帶上，整個過程利用控制來實現，所用的電動機是步進電機。5.2 上料裝置的設計5.2.1 電動機的選擇按照輸送機電機的選擇方法，選 85mm 系列 0.72°五相步進電機 A63K-G5913(W)。5.2.2 軸的設計1.材料的選擇軸的材料選 45 鋼，調質處理。其力學性能由機械設計課程設計手冊表 2-7 查得，=640 MPa， MPa。b?50?s求輸出軸的功率 ，輸出轉速及轉矩。oP0.046W??22310 97.8.0xp?2.估軸徑和選擇聯軸器型號為了繪制軸和軸承部件的結構，確定軸的支撐距離和作用力的位置，先初估軸徑和選用連軸器型號。（1）軸徑估計下載后文件包含有 CAD圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098524軸徑估計公式為： 30≥nPoAd(1)豎直軸：查手冊知 A0＝106~118，取 11019.4mm?331018.460≥nPoAd水平軸：取 A0＝11015.1mm3302.502nd因為此兩軸均有鍵槽，應增大 3%，則立軸 d1=1.03×19.4=19.98 mm 圓整為 d1=20mm；水平軸 d2=1.03×15.1=15.55 mm 圓整為 d2=16mm；（2）選擇聯軸器根據初估軸徑 d2=16mm，根據機械設計手冊（聯軸器和離合器）水平軸選用套筒聯軸器，與電機相配合。所以水平軸的最小直徑為 16mm。（3）確定階梯軸各段直徑及長度水平軸：與聯軸器配合處取軸徑為 16mm,長度為 20mm，與軸承配合處軸徑為 20mm,長度為 10mm，軸承中間軸徑為 25mm,長度為 60mm，與齒輪配合處軸徑為 16mm,長度為20mm。立軸：與軸承配合處軸徑為 20mm,長度為 10mm，軸承中間軸徑為 28mm,長度為432mm，與齒輪配合處軸徑為 24mm,長度為 13mm。 5.2.3 齒輪的設計主齒輪輸入功率 P=0.05KW,轉速 n1=15.3r/min,傳動比 i=3,載荷平穩(wěn)，每天一班工作，單向傳動，使用壽命 15 年。1.選擇齒輪材料和熱處理、精度等級、齒輪齒數齒輪采用鍛鋼制造，采用用軟齒面齒輪，選用 HT200。小齒輪調質，齒面硬度230HBW;大齒輪正火，齒面硬度 200HBW。精度為 8 級。2.選擇齒輪等級、齒數、齒寬系數因是保證準確的轉位，選用 8 級精度。閉式齒輪傳動，初選 z1=20,z2=60。u=z2/z1=3。錐齒輪推薦齒寬系數 =0.25~0.35，取通用值 1/3r?