EA系列發(fā)動(dòng)機(jī)缸體氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)【含14張CAD圖紙和說明書全套】

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隨著企業(yè)裝配作業(yè)自動(dòng)化程度的提高，氣動(dòng)系統(tǒng)以其輕巧、價(jià)廉、無污染，電氣操作簡便、快捷、省力的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正越來越被重視與推廣。EA系列發(fā)動(dòng)機(jī)缸體在裝配過程中，需要實(shí)現(xiàn)將缸體由水平放置向垂直方面翻轉(zhuǎn)90的翻轉(zhuǎn)操作。原先此操作均由人工完成，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。目前，設(shè)計(jì)一臺(tái)由氣動(dòng)系統(tǒng)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)，以便自動(dòng)完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的搬運(yùn)和翻轉(zhuǎn)。二、 國內(nèi)外概況、預(yù)測(cè)和文獻(xiàn)綜述 眾所周知，工業(yè)化的基礎(chǔ)是機(jī)械化、自動(dòng)化，并隨著社會(huì)科技的發(fā)展，信息化也逐漸成為了工業(yè)化不可缺少的組成部分。在新的世紀(jì)里，科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，而它的發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化。即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要，使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性，使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化，還有使制造過程物耗、人耗大大降低，高自動(dòng)化生產(chǎn)，追求人的智能于機(jī)器智能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。為了上能力，上水平，十年前東風(fēng)公司由美國康明斯公司引進(jìn)了先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)B系統(tǒng)4B和6B產(chǎn)品及技術(shù)，并引進(jìn)了先進(jìn)的摩抹滾輪裝配線。據(jù)說，在美國康明斯公司該裝配線上的關(guān)鍵設(shè)備-180翻轉(zhuǎn)機(jī)格外搶眼，它是一個(gè)跨線體龍門式的龐然大物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精良，外部罩有鋼絲網(wǎng)罩，并懸掛著“禁止拍照”的牌子，價(jià)格十分昂貴。摩擦滾輪裝配線是全套引進(jìn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，而發(fā)動(dòng)機(jī)總成翻轉(zhuǎn)機(jī)卻是自引開發(fā)設(shè)計(jì)，要自引開發(fā)設(shè)計(jì)這一關(guān)鍵設(shè)備與先進(jìn)的洋裝配相匹配，確實(shí)有難度，參看我們的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的翻轉(zhuǎn)，或許能得到些許啟發(fā)。EQ140汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配工藝方式不同，裝配線形式也有別，翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)柴油機(jī)裝配線不適合，要么結(jié)構(gòu)不良，故障多，還常掉總成；要么占地面積大，噪聲高，用戶不中意。再看看外地的柴油機(jī)廠家的情況吧，因品種多，批量不是很大，沒有適合大批量的專用翻轉(zhuǎn)機(jī)，只有結(jié)構(gòu)簡易的通用翻轉(zhuǎn)架，全靠人工翻來轉(zhuǎn)去。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)的全面深入，對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)的壓力更大了。時(shí)間緊，難度大，缺參考，少借鑒，反復(fù)閱讀裝配工藝流程和技術(shù)協(xié)議書，細(xì)心研讀6B和4B產(chǎn)品總成圖以及相關(guān)產(chǎn)品零件圖，找出相關(guān)尺寸及4B和6B兩個(gè)產(chǎn)品在空間所占位置和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需空間，確定兩個(gè)產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不能發(fā)生干涉的最小范圍，既要考慮4B和6B產(chǎn)品能通用，又要照顧到90翻轉(zhuǎn)機(jī)能最大限度的通用。尤其是當(dāng)時(shí)的環(huán)境，用戶提供不了食物產(chǎn)品的情況下，絞盡腦汁，從構(gòu)思草圖到初步方案，從焊接結(jié)構(gòu)到鑄造結(jié)構(gòu)，加之用戶本身吃不透的多次變更，經(jīng)多次磋商和討論，通過加班加點(diǎn)、廢寢忘食，最終開發(fā)出了立柱橫梁式柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)總成180翻轉(zhuǎn)機(jī)。180立柱橫梁式翻轉(zhuǎn)機(jī)首輪開發(fā)設(shè)計(jì)制造并一舉調(diào)試成功，同時(shí)也較成功地派生出了90柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總成的翻轉(zhuǎn)機(jī)。而且為后來的許多項(xiàng)目提供了模式或借鑒翻版。先后為專用設(shè)備廠和社會(huì)各用戶增添了不少有形或無形效益，也為汽車行業(yè)的發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。據(jù)悉，美國180翻轉(zhuǎn)機(jī)很復(fù)雜，很高大，精度很高，占地面積大，價(jià)錢昂貴，而我們的180翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，較小巧靈活，占在地面積小，造價(jià)低，很能解決問題。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及可行性分析1.課題分析隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各汽車廠總裝線不斷進(jìn)行技術(shù)改造。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在裝配式，需要上下、內(nèi)外各面裝配，于是發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)已成為不可缺少的重要設(shè)備。發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)，其原理是氣缸夾緊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)，氣缸松開，電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使缸體移出翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。以上是機(jī)械動(dòng)作，所有動(dòng)作均通過PLC來控制。要求在裝配過程中，減少人工翻轉(zhuǎn)工件的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)，提高工作效率。2.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本課題的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)。課題要求當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝在托盤上，在生產(chǎn)線上進(jìn)行流水作業(yè)時(shí)，為了完成各個(gè)面的加工、裝配工作，需要在某個(gè)工位將其翻轉(zhuǎn)至需要的角度；當(dāng)托盤帶著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)至一特定位置時(shí)，采用傳感器測(cè)量，通過氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)開始實(shí)行自動(dòng)化翻轉(zhuǎn)。方案一：發(fā)動(dòng)機(jī)的提升靠翻轉(zhuǎn)機(jī)上的提升氣缸帶動(dòng)，該提升氣缸帶動(dòng)橫梁，從而提起發(fā)動(dòng)機(jī)。其方案圖2.1如下所示：垂直導(dǎo)向桿橫梁頂部框架提升氣缸 圖2.1 方案一的方案圖方案二：在翻轉(zhuǎn)工位布置一舉升定位裝置，這樣可簡化翻轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)構(gòu)，取消其夾緊機(jī)構(gòu)部分有上升、下降功能。其方案如圖2.2所示。 圖2.2 方案二的方案圖3. 可行性分析方案一：(1)該裝置是通過翻轉(zhuǎn)機(jī)上的垂直移動(dòng)氣缸，通過兩個(gè)垂直導(dǎo)向桿，帶動(dòng)橫梁上下移動(dòng)。從而帶動(dòng)擴(kuò)架，最終帶著發(fā)動(dòng)機(jī)上下移動(dòng)。(2)翻轉(zhuǎn)機(jī)的氣壓系統(tǒng)中氣壓缸設(shè)置了雙向緩沖裝置,采用了同步動(dòng)作回路,使翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)平穩(wěn),提高系統(tǒng)的安全性和可靠性;方案二：在裝配線上，為了使與之相配的單機(jī)能高效準(zhǔn)確地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行裝配工作,提高生產(chǎn)效率，這就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的二次定位提出了較高的要求；同時(shí)為簡化翻轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)構(gòu)，該舉升定位裝置就是為滿足這一要求而設(shè)計(jì)的。舉升定位裝置應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配輸送線中，其功能是將托盤精確定位、舉升脫離線體后，協(xié)助單機(jī)完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作。該設(shè)備主要由動(dòng)力裝置(舉升氣缸)、舉升機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等幾部分組成。該方案工作原理： 當(dāng)托盤（放置有發(fā)動(dòng)機(jī)）運(yùn)行到舉升定位裝置上方時(shí),該工位處的占位接近開關(guān)向舉升氣缸發(fā)出占位信號(hào)，由舉升氣缸上的磁性開關(guān)控制舉升氣缸動(dòng)作，通過舉升機(jī)將內(nèi)裝托盤舉升到位。在此過程中，定位機(jī)構(gòu)可準(zhǔn)確地對(duì)內(nèi)裝托盤進(jìn)行定位，并使內(nèi)裝托盤脫離線體；同時(shí)由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)保證舉升動(dòng)作的平穩(wěn)性。舉升到位后，舉升氣缸上的磁性開關(guān)向翻轉(zhuǎn)側(cè)移機(jī)發(fā)出舉升到位信號(hào)，翻轉(zhuǎn)機(jī)工作,完成既定動(dòng)作后，并將該信號(hào)通過接近開關(guān)發(fā)給舉升氣缸，由磁性開關(guān)控制舉升氣缸動(dòng)作，使舉升機(jī)構(gòu)下降將內(nèi)裝托盤放回到輸送線體上，此時(shí)托盤已脫離舉升回轉(zhuǎn)裝置，由輸送滾輪將內(nèi)裝托盤傳送到下一個(gè)工位。舉升回轉(zhuǎn)裝置在原始位置等待下一個(gè)托盤。以此循環(huán)往復(fù)。該方案械設(shè)備特點(diǎn)：一般翻轉(zhuǎn)機(jī)在夾緊單元夾緊工件后，要提升一定高度，使工件與托盤拉開一定距離，留出翻轉(zhuǎn)空間。夾緊單元的提升是利用電機(jī)加齒輪、齒條的方式實(shí)現(xiàn)。夾緊單元整體的側(cè)移也是利用電機(jī)加齒輪、齒條的方式實(shí)現(xiàn)，工件的翻轉(zhuǎn)是利用伺服電機(jī)加齒形帶的方式實(shí)現(xiàn)的。本翻轉(zhuǎn)機(jī)有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：取消了翻轉(zhuǎn)機(jī)上的提升動(dòng)作，改由舉升定位裝置實(shí)現(xiàn)。而舉升定位裝置采用氣缸舉升，沒有提升電機(jī)，使翻轉(zhuǎn)側(cè)移機(jī)結(jié)構(gòu)得到簡化；翻轉(zhuǎn)動(dòng)作采用旋轉(zhuǎn)氣缸加液壓緩沖器及機(jī)械擋塊控制翻轉(zhuǎn)前后位置，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便、可靠；垂直夾緊缸采用帶鎖氣缸，夾緊安全可靠；全部結(jié)構(gòu)采用氣缸加直線導(dǎo)軌的方式，結(jié)構(gòu)緊湊，重復(fù)精度高；沒有齒輪、齒條的加工，機(jī)械加工成本降低；沒有電機(jī)，特別是沒有伺服電機(jī)，使電器控制難度及電器成本大大降低；使用費(fèi)及維護(hù)成本得到降低；全部電磁閥裝在一個(gè)集裝板上，避免了電磁閥因數(shù)量較多而產(chǎn)生凌亂現(xiàn)象。難點(diǎn)：整體動(dòng)作復(fù)雜，動(dòng)作程序需要合理考慮；如何在有限的空間內(nèi)合理布置各氣缸；垂直夾緊單元的同步問題需要解決；兩翻轉(zhuǎn)氣缸的同步問題需要解決。綜上，兩種方案都能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)線上的翻轉(zhuǎn)，但方案二中的該種翻轉(zhuǎn)機(jī)一般采用龍門結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高，行走裝置及提升重量較大，外購件成本高，電器控制難度大，維修調(diào)試?yán)щy。故綜合比較下選擇方案一.4、 預(yù)計(jì)達(dá)到的要求及預(yù)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)1.預(yù)計(jì)需達(dá)到要求、技術(shù)指標(biāo) 在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)每個(gè)面的裝配、加工等工作，以減少人工翻轉(zhuǎn)工件的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)，提高工作效率。翻轉(zhuǎn)機(jī)由人工完成工件的進(jìn)出，采用氣壓動(dòng)力完成工序所需的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。翻轉(zhuǎn)角度較為精確。2.預(yù)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)1）保證發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)的各點(diǎn)位位置精度，保證翻轉(zhuǎn)角度誤差小。2）如何保證各步驟有序工作的控制技術(shù)。五、課題研究進(jìn)展計(jì)劃序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱日 期1熟悉、分析畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體技術(shù)要求；調(diào)研、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和設(shè)備；初步制定課題方案完成開題報(bào)告。14/1-10/32確定課題總體方案。進(jìn)行方案的優(yōu)劣分析、比較；最終選擇確定應(yīng)用方案.11/3-24/33翻譯與專業(yè)相關(guān)外文資料一份;進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理，最后完成總體設(shè)計(jì)的總圖。25/3-14/44進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算；進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。15/4-28/45整理設(shè)計(jì)資料；撰寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。29/4-12/56整理、檢查、匯總畢業(yè)設(shè)計(jì)資料、交畢業(yè)設(shè)計(jì)資料. 13/5-26/57準(zhǔn)備畢業(yè)答辯并整理資料。27/5-2/6六、應(yīng)閱讀的主要參考文獻(xiàn)1機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社，2010年。2裝配輸送自動(dòng)線設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社，2009年。3.郭景坤，董芳亮。大型自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)研究J.一重技術(shù)，2009,132（6）：20-224.曾岸，成國真，何文杰。液壓自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)的研制J.機(jī)械開發(fā)，1998，（4）23-25