工件在輸送輥道上運(yùn)行時(shí)，由于工件加工或裝配的需要，輸送輥道需要間斷地啟停。頻繁地啟停不僅影響了流水線(xiàn)中其它工位的生產(chǎn)，還會(huì)造成整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)效率的降低。文中提供的是一種用于工件輸送的摩擦式積放輥道，它依靠摩擦式輥輪支撐并驅(qū)動(dòng)裝有工件的托盤(pán)完成流水線(xiàn)的輸送，在無(wú)需間斷啟停的情況下，可以實(shí)現(xiàn)托盤(pán)任意位置的停止與放行。
關(guān)鍵詞：積放輥道；摩擦式；流水線(xiàn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
0 引言
輥道輸送機(jī)構(gòu)是自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)裝備中重要的組成部分，可以承載著物品進(jìn)行直線(xiàn)、曲線(xiàn)、水平、傾斜運(yùn)行，并能協(xié)助物品完成加工、裝配、試驗(yàn)、包裝等生產(chǎn)工藝[1]。
在歐、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，輥道輸送設(shè)備已經(jīng)在各行業(yè)廣泛應(yīng)用，且已形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和系列[2]。由于我國(guó)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化裝備的引進(jìn)、研究相對(duì)較晚，所以對(duì)于許多自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)裝備來(lái)說(shuō)，大部分還需要進(jìn)口[3]。近年來(lái)，我國(guó)的制造業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)的同步輸送線(xiàn)進(jìn)行非同步（柔性）自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)改造[4]，因此，企業(yè)對(duì)柔性化生產(chǎn)流水線(xiàn)裝備的需求量會(huì)迅速增長(zhǎng)。
本文研究的摩擦式積放輥道正是運(yùn)用于柔性化生產(chǎn)流水線(xiàn)中的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率較高、維護(hù)方便的輸送機(jī)構(gòu)[5]。它的驅(qū)動(dòng)輥輪靠?jī)蓚?cè)布置，可以很方便地穿插布置于每個(gè)加工或裝配專(zhuān)機(jī)的間隙處，在工件的輸送過(guò)程中需借助托盤(pán)完成連續(xù)輸送，當(dāng)托盤(pán)被阻擋機(jī)構(gòu)擋停時(shí)，托盤(pán)與支撐托盤(pán)的輥輪處于“短暫”的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，這就很好地避免托盤(pán)表面的磨損，保證托盤(pán)的質(zhì)量和使用壽命[6]。這種“短暫的停留”給工件的加工、垂直或拐彎輸送、安裝、檢測(cè)等工位創(chuàng)造了重要的時(shí)間存儲(chǔ)[7]。
1 結(jié)構(gòu)原理
1.1 總 述
摩擦式積放輥道主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輥輪組件、型材支架、阻擋機(jī)構(gòu)、工件托盤(pán)等組成。工件托盤(pán)由上托盤(pán)和下托盤(pán)兩部分組成，上托盤(pán)主要支撐著工件，下托盤(pán)主要支撐著上托盤(pán)和工件。整個(gè)工件托盤(pán)放置在輥輪上，與輥輪形成相對(duì)靜止或相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)。其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
摩擦式積放輥道的工作原理是：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1中的減速電機(jī)通過(guò)傘齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)輥輪組件2旋轉(zhuǎn)，輥輪組件2驅(qū)動(dòng)上方的工件托盤(pán)5前進(jìn)，當(dāng)工件托盤(pán)5被阻擋機(jī)構(gòu)4阻擋后，輥輪組件2中的軸在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1的驅(qū)動(dòng)下仍會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，輥輪組件2中的輥輪相對(duì)工件托盤(pán)5處于靜止?fàn)顟B(tài)，即輥輪組件2中軸與外輥輪相對(duì)打滑的情況下，實(shí)現(xiàn)非同步輸送功能(即柔性輸送)。
1.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.輥輪組件 3.型材支架 4.阻擋機(jī)構(gòu)5.工件托盤(pán)
1.2 積放的實(shí)現(xiàn)條件
輥輪組件的結(jié)構(gòu)剖視圖如圖2所示。積放的實(shí)現(xiàn)條件與輥輪組件中的輥輪2、輥輪軸3、摩擦套8密切相關(guān)。
1）輥輪2需要帶動(dòng)輥輪上方的托盤(pán)并能連續(xù)輸送。連續(xù)輸送時(shí)，輥輪軸3與輥輪2是同步旋轉(zhuǎn)的（即無(wú)相對(duì)滑動(dòng)），此時(shí)托盤(pán)底面與輥輪屬于滾動(dòng)摩擦，驅(qū)動(dòng)力需要大于托盤(pán)底面與輥輪的滾動(dòng)摩擦力。
2）當(dāng)托盤(pán)被擋停后，輥輪軸3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，輥輪2需要與托盤(pán)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，輥輪2與托盤(pán)底面的滑動(dòng)摩擦力由很小變?yōu)楹艽�，摩擦�?（與輥輪2過(guò)盈配合）與滾輪軸3開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)。
綜上所述：積放功能的實(shí)現(xiàn)需要滿(mǎn)足以上兩個(gè)條件。
1.軸承套 2.輥輪 3.輥輪軸 4.擋圈 5.隔套 6.軸承 7.傘齒輪 8.摩擦套
2 配置
2.1 技術(shù)參數(shù)
摩擦式積放輥道采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，每段輥道標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度2 m，方便對(duì)接和拆卸；輥道額定負(fù)荷為60～300 kg/m；運(yùn)行速度為8～12 m/min；驅(qū)動(dòng)方式為減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率為0.55 kW；輥輪統(tǒng)一采用GCr15鋼，熱處理，熱處理后表面硬度可達(dá)30～42 HRC；輥道高度設(shè)計(jì)為800 mm，符合人機(jī)工程學(xué)的要求；所有支腿配有調(diào)整地腳，調(diào)整高度是上下30 mm。
2.2 可控性
每段輸送輥道均設(shè)置停止器，可以實(shí)現(xiàn)托盤(pán)在操作位的啟停和預(yù)存位的預(yù)停，以保證工件處于靜止?fàn)顟B(tài)完成加工或裝配工作。停止器的控制設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)、通過(guò)等三種模式[8]。相鄰工位之間的停止器互鎖、聯(lián)動(dòng)[9]。
2.3 安全性
摩擦積放輥道為全封閉結(jié)構(gòu)形式。在與其他專(zhuān)機(jī)設(shè)備不干涉的前提下，線(xiàn)體上除與托盤(pán)底面接觸的輥輪露出外，其余上表面均采用1.5 mm厚的不銹鋼板折彎件封蓋[10]。側(cè)面采用鋁型材護(hù)網(wǎng)進(jìn)行密封，以防止螺栓等小零件的掉落，并保證整線(xiàn)便于維修[11]。
3 新材料的應(yīng)用
3.1 輕質(zhì)鋁型材的應(yīng)用
積放輥道的主體承重軌道采用整體拉伸成型的鋁合金型材，其材質(zhì)和截面形狀尺寸不僅具有較高的剛度和穩(wěn)定性，而且還具有整潔的外觀、較輕的質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)[12]。鋁合金型材質(zhì)量較常規(guī)鉚焊鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)要減輕約20%，成批量的鋁型材也在一定程度上減少了制作軌架的工作量[13]。
3.2 自潤(rùn)滑軸承的應(yīng)用
積放輥道的摩擦套采用了一種帶有自潤(rùn)滑功能的新型工程塑料軸承。軸承結(jié)構(gòu)如圖3中所示的內(nèi)鑲嵌件[14]。傳統(tǒng)的用銅或鑲嵌固體潤(rùn)滑劑的銅合金材料制作的摩擦套逐漸被性能卓越的工程塑料軸承所代替。此類(lèi)工程塑料軸承混合了精確比例的加強(qiáng)纖維和固體潤(rùn)滑脂，在它工作時(shí)由于壓力和運(yùn)動(dòng)釋放出存儲(chǔ)在基體材料中的成千上萬(wàn)的固體潤(rùn)滑粒子，使它們到達(dá)軸和軸承的接觸面上，這些粒子足以使接觸面得到充足的固體潤(rùn)滑，從而實(shí)現(xiàn)干運(yùn)行[15]。因此該類(lèi)軸承具有摩擦因數(shù)低、高機(jī)械阻尼、耐磨損、重量輕、免維護(hù)、環(huán)保等多種優(yōu)點(diǎn)，成為傳統(tǒng)滑動(dòng)軸承的良好替代品。
4 結(jié) 語(yǔ)
目前國(guó)內(nèi)對(duì)摩擦式積放輥道的研究還比較少，隨著制造業(yè)向自動(dòng)化、智能化、信息化等方向的發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)積放輥道的需求會(huì)急速增長(zhǎng)，所以對(duì)于此類(lèi)輸送機(jī)非常有必要進(jìn)行深入的研究。
