活塞销卡环的装配 [活塞气环装配机的方案设计与研究]

　　摘 要： 本文分析了活塞气环装配机必须具备的功能，提出了活塞气环执行机构、传动机构、传送机构的设计方案，针对设计过程中须克服的问题提出了相应的检测方案予以解决，确定了主要机构的设计方案。
　　关键词： 活塞气环装配机 功能性分析 设计方案
　　1.引言
　　活塞气环装配机的功能性分析和方案设计研究是活塞气环装配机成功研制的最重要环节。活塞气环在装配过程中有许多需要注意的重要环节，在装配运行后，活塞气环返修总结涉及活塞环在装配中出现的系列问题，都需要在这一环节予以考虑和解决，这样有利于保障与提高活塞气环装配机的可靠性、稳定性及装配效率。
　　2.活塞气环装配机的功能性分析
　　根据活塞气环装配的要点，以及几种典型活塞气环装配机的应用分析，结合所需研制的活塞气环装配机的具体要求，进行活塞气环装配机的功能性分析：（1）实现两道气环的装配，实现多品种、多规格活塞气环的自动装配装；（2）在一定程度上解决活塞气环装配的扩张过程中出现的扭曲或翘曲变形问题；（3）解决活塞气环装配的扩张过程中出现的断裂问题；（4）活塞气环装配时避免活塞被活塞气环切边或划伤［１］。
　　3.方案设计
　　3.1执行机构的方案设计。
　　需要解决的问题：（1）解决活塞气环在扩张过程中容易出现的断裂、扭曲或翘曲变形问题；（2）目前的活塞气环半自动装配装置，由于机构设计的缺陷性，装配时间周期过长，装配效率较低，活塞气环在送料过程中出现卡环现象，导致公司投入成本加大，因此在设计过程中需要解决提高活塞气环的装配效率和降低投入成本的问题；（3）解决装配产品单一导致投入成本加大问题［2］。
　　为了克服以上几点缺陷，经比较多种执行机构的设计方案，最终确定方案如图1所示。
　　设计的装配头应为能将活塞顶部罩住的套装装配头，用来解决活塞被活塞气环切边或划伤的问题；为使活塞气环装入时不会撑得较开造成应力值过大，活塞气环张开直径应在活塞气环允许范围内，装配头设计应有一定锥度，与料柱连接在一起，利用推筒将活塞气环缓慢推至装配头的装配位，这样，以后在装配过程中只需要将推筒推动一个活塞气环厚度的距离，就能装配一个活塞气环。根据活塞及其活塞气环的尺寸设计不同产品的料柱和装配头，用来解决一台设备能装配多种产品的问题和一台设备能同时装配两道活塞气环的问题［3］。
　　这样就能彻底解决活塞气环由于瞬间扩张而出现的断裂问题，同时装配效率大大提高，也不存在卡环的隐患；在装配过程中，料柱上的多个活塞气环在推力的作用下相互作用，不易发生扭曲和翘曲变形。
　　3.2传动机构及传送机构的方案设计。
　　需要解决的问题：（1）活塞气环的环高量较小，只有1.2mm左右，这就对传动的精度要求比较高；（2）在传送过程中，传送的误差会引起最终实际的行程量有所偏差（偏小），导致装配多个活塞气环过后，偏差逐渐累加可能影响到活塞气环的装配，导致某一个或多个活塞装配不到活塞气环的问题［4］；（3）活塞的抓取问题，以及传送过程中活塞气环装配到位的检测问题；（4）活塞在传送过程中的定位问题，以及在传送过程中活塞的传送到位问题；（5）活塞的传动效率问题，由于活塞在传动过程中占用的时间较长，在设计过程中要尽量减少传动中的传动动作节约传动时间，提高传动效率。
　　为了克服以上问题，经比较多种动力传动机构、传送机构的设计方案，最终确定采取伺服电机—同步带—滚珠丝杠的动力传动方式，采取如图2的传送方案。
　　通过行程气缸、升降气缸、机械手实现活塞的抓取与传送，这种传送方式解决了活塞气环的定位问题、抓取问题，并且结构简单、美观，传动效率较高。
　　采用聚氨酯材料的柔性部件与气动手指联结，实现柔性接触，避免刚性接触产生划痕；通过活塞定位夹具实现活塞的定位；通过机电结合的方式解决活塞的装配到位和活塞传送到位问题：在托盘的斜上方设置光电传感器检测活塞传送到位，设置激光传感器检测活塞气环装配到位［5］。
　　4.结语
　　在对活塞气环装配机的功能性分析和方案设计研究过程中，遇到了一些机械方法解决不了的问题，通过合理的检测手段和方法，采取机电结合的方式予以解决，确定了主要机构的设计方案，为后一步活塞气环柔性装配系统的具体设计奠定了基础，具有非常重要的工程意义。
　　参考文献：
　　［1］闫瑞涛，郝春艳，杨树全.谈活塞气环安装方法［J］.农机使用与维修，2003（4）：51.
　　［2］罗宏.活塞气环的自动装配机.中国，200520010578.1［P］.2006-12-6.
　　［3］冯辛安.机械制造装备设计［M］.机械工业出版社，2005.12.
　　［4］罗宏，赵军，熊中林.自动装环机的储料/装配装置.中国，200820099387.0［P］.2009-4-1.
　　［5］葛文艺.机电一体化技术的发展与应用探讨［J］.煤炭技术，2008，9（6）：34-36.