生产线间歇推进机构的比较与设计
摘要本文针对待加工件在各个流水线之间的推送、加工成品向产品运送终端的推送的问题，设计了几种间歇推进机构，并对以上机构的优缺点、设计要点与难点进行了横向和纵向的比较，最终选取了槽轮-杆组机构进行设计，并详细介绍了设计过程。
关键词 现代流水线 槽轮-杆组 动停比 急回特性
中图分类号：TB114.3 文献标识码：A
Comparison and Design Production Line Intermittent Promote System
SUN Zeyang, XU Yilin, SHI Zenghui
(School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 611756)
AbstractThis paper base on the problems in push process of machined part among each streamline, and in push process of processing products in products ship terminal, designed several intermittent promote systems, And took vertical and lateral comparison to the above advantages and disadvantages of the system, eventually selected the sheave-assurgroup design system to design, meanwhile, this paper introduces its design process.
Key wordsthe modern assembly line; sheave-assurgroup; movement-static rate; quick-return characteristics
1 研究背景与意义
流水线是在一定的线路上连续输送货物搬运机械，又称输送线或者输送机。流水线输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。同时，在现代工业生产中，生产工序具有以下特点：
（1）原料始端与产品终端分开，由不同部门负责；（2）各工序、工步间分工明确，各司其职；（3）单一流水线无法完成复杂工序，一般由若干流水线组成。
基于以上原因，现代工业生产中各条流水线之间有着一定的联系，即产品完成某加工步骤后进入下一流水线完成下一加工步骤，待完成所有加工步骤后，进入最后的包装生产线。因此，待加工件在各个流水线之间的推送、加工成品向产品运送终端的推送显得至关重要。
2 研究切入点
现有流水线自动推动装置多由气压传动装置完成，此种机构不利于小规模生产线的生产成本缩减需求。为了从更广阔的角度解决该问题，笔者将从机械原理角度入手，设计多种机械机构，解决该自动间隙推送问题，并通过对设计的几种机械机构进行运动、受力的分析与比较，选择出较为合理的机构，为工业上解决该类问题提供一种可能的解决方案。
3 几种间歇推动机构的比较
笔者设计了三种机构用以完成间歇推动运动，现基于搜集的相关资料，列各机构的优缺点及设计要点如表1：
用于水平推动流水线上产品的自动间歇推动装置要求机构的运动较为准确、平稳以保证推动的准确性，并要求机构运行稳定、冲击少以保证工作状态的稳定性。基于以上要求及对各机构优缺点的分析对比，选取结合槽轮和杆组的间歇推动机构进行设计。
表1
4 槽轮-杆组机构的分析与设计
将槽轮机构与平面杆组机构结合，设计了一种可实现推动时间精确控制且具有双工作位的间歇推动机构。装置工作时，带有销的转臂旋转，当进入槽轮上的径向槽时，带动槽轮旋转，同时槽轮与一曲柄滑块机构相连，将旋转运动转换为水平直线运动。
（1）由单销转臂推算槽轮机构转位时间、停歇时间和动停比与主动件转速间关系
设槽轮有则Z个均匀分布的径向槽，槽轮每一次转动过程中的转角位2，主动件相应的转角位2，拨盘销数为m，动停比为K。
转臂上的圆销是在轮槽中心线与圆销中心的轨迹圆相切的条件下进入和退出的，得：
2 = , 2 =- 2 =（1-1）
设主动件转臂转一周时间为T，槽轮的转位分度运动时间为tf，槽轮停歇时间为td，则当主动件转臂的角速度为w1常数时：
==,= 1 -
代入（1-1），又T = ，得：
动停比K为槽轮的转位时间tf与停歇时间td之比：
K === 1 -
（2）计算多销拨盘引起转位时间、停歇时间和动停比K的变化
设有m个圆销均匀分布在拨盘同一圆周上，因为后一圆销只有在前一圆销脱离槽轮后才能进入销槽内，故每两个圆销间的夹角必须大于2，2为槽轮每次转角2相对应的拨盘转角，即：＞2 =- 2 = ，因此m = 2＞，即m＜
此时槽数每一次转位后的停歇时间td为（其中n为拨盘转速）td = ，代入（1-1）式：
td =()（2-1）
（2-2）
得动停比K：
及转速和停歇时间之间的关系 ：n1 =()
（3）将槽轮间歇转动转化为平推运动的连杆机构
连杆工作过程：槽轮每次转动90度，带动连杆1间歇旋转90度，由平衡位置将推杆向外侧传送带推动工件时间为槽轮转位时间tf，工件到位后，停歇时间为td，下一个90度，推杆返回原位，静止时间仍为td；再下个90度，则同理推动内侧传送带上的物品，实现双侧的货位处理。
假设推杆在推送过程中的位移量（即传送带带宽）为L，连杆1和连杆2杆长分别为和，单边传送带上货物到位时间间隔为ts，其他参数假设同上：
（1）货物间隔时间和转速，槽轮个数的关系：
由工作过程分析知ts = 4(td + tf)
两侧轨道之间的时间差为t = 2(td + tf)，代入（2-1）、（2-2）得：ts = ，t =
（2）两连杆杆长计算：
由于推杆的中间位置为两轨道中间，所以两侧推程相同，得： = 2
连杆1连杆2共线，推进最远处，当连杆2为斜边，连杆1为一直角边时推杆回复原位，有：( + ) -= L
整理得 = ， =
参考文献
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