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文 獻 綜 述
前言
碟形彈簧是一種圓環(huán)墊片狀的材質(zhì)不同的金屬機械配件，是一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊的彈性元件。一般是通過相當(dāng)數(shù)量的疊加來提供足夠彈性伸展而發(fā)揮作用。由于有變剛度特性、承載能力大、緩沖減震性強并且易于獲取不同彈性特性和安裝緊湊等的特點，廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)，石油工業(yè)以及航天工業(yè)等領(lǐng)域，很大范圍取代了圓柱形螺旋彈簧。碟形彈簧一般由金屬帶材、板材或鍛造坯料沖壓而成，其幾何構(gòu)型為截面呈淺圓錐狀的軸對稱回轉(zhuǎn)體。如圖所示
近年來，由于機械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，推動了彈簧工業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計制造工藝生產(chǎn)設(shè)備以及彈簧的材料等的發(fā)展。由于行業(yè)的需要，對于彈簧的檢測以及分選設(shè)備的設(shè)計開發(fā)，是彈簧工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。彈簧分選機是安裝在彈簧加工過程中的檢測工藝工段線上。對此，本設(shè)計是碟形彈簧分選機的設(shè)計，其涉及到機械、電氣等方面的技術(shù)，是一個典型的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計，主要是碟形彈簧分選機的機構(gòu)設(shè)計。結(jié)合目前所掌握的各項技術(shù)，旨在開發(fā)一套具有較高自動化水平，安全可靠，性價比高的數(shù)控自動碟形彈簧分選機。
彈簧檢測是其生產(chǎn)過程必不可少的工序。測力是檢測的主要內(nèi)容之一。彈簧力參數(shù)直接影響彈簧的性能和工作狀態(tài)。尤其是高精度彈簧以及需配對或者配套使用的彈簧，要求嚴格按力參數(shù)分選包裝。這類彈簧大批量生產(chǎn)時，用手工在測力儀上測試存在如下間題：
（1）易產(chǎn)生操作誤差，包括有測量位移誤差，工件偏置誤差，操作速度變化而產(chǎn)生的附加動載荷、操作手柄在測試讀數(shù)時因抖動或松動引起的誤差;
（2）易產(chǎn)生讀數(shù)誤差，指針擺動慣性，操作者疲勞觀察錯覺等引起的誤差。
目前國內(nèi)市場上能見到的彈簧分選機大多數(shù)都是國外廠家開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測設(shè)備生產(chǎn)的研究較少，因此本設(shè)計可提高我國彈簧檢測分選設(shè)備在全世界中的競爭力。我國自八十年代初開始研制自動測力裝置，至今還未有令人滿意的結(jié)果，究其原因可歸納為如下幾點。
（1）沒排除受檢彈簧與定位元件表面在測力過程中的摩擦力的影響及機械動作、液壓裝置沖擊所引起的附加動載荷的影響;
（2）沒有很好地消除測力裝置本身的加工和安裝誤差;
（3）受傳感器精度影響及分選控制誤動影響;
（4）大多數(shù)機型不能同時完成自動測力和分選功能。
由于手工操作檢驗及現(xiàn)有測力分選機的缺陷，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量和檢驗效率。所以本文主要研究快速準(zhǔn)確的碟形彈簧分選機。
國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測設(shè)備生產(chǎn)廠均未研制出高效實用的彈簧分選機。國外市場上能見的分選機類型為兩種—高精度型和高速度型;高精度型彈簧分選機主要用來分選那些精度要求很高的彈簧，如噴氣飛機的油門彈簧，該彈簧的每一個變形對應(yīng)相應(yīng)的飛行速度。因此，對這種彈簧的分檢要求十分苛刻，該彈簧的靜態(tài)負荷精度達要求達到0.3%以上，位移精度要求小于0.02mm，需要用到高精度型彈簧分選機才能滿足要求，但這種分選機的分選速度很低，一般低于每分鐘8件，不適合大批量彈簧生產(chǎn)的需要[fZl。國內(nèi)很多彈簧生產(chǎn)及檢測設(shè)備生產(chǎn)廠針對各自的需求研發(fā)了一些彈簧分選設(shè)備，如基于重力的彈分選機、基于尺寸的彈簧分選機、基于壓力的彈簧分選機，這些設(shè)備在功能和性價比上都還和國外同類產(chǎn)品有一定差距。
因此研究自動彈簧分選機技術(shù)，研制開發(fā)自動化程度高、運行經(jīng)濟、高速高
效的自動彈簧分選設(shè)備以替代進口產(chǎn)品及國內(nèi)同類產(chǎn)品的不足，對適應(yīng)我國汽摩
行業(yè)發(fā)展和彈簧自動分選，以及推動整個工業(yè)自動化裝備國產(chǎn)化具有十分重要的
意義。
在分選機研究方面，國外公司起步較早。美國、日本、英國、瑞士的一些糧食加工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)從事此項研究。因此早期的分選機主要運用在農(nóng)副產(chǎn)品如水果、谷物類等分選上。隨著工業(yè)化速度加快，在二十世紀(jì)四五十年代彈簧分選機運用與發(fā)展，但也僅限于像飛機油門彈簧等高精度分選場合。同時一些彈簧專業(yè)生產(chǎn)廠也根據(jù)自身需要開發(fā)了一些以單一要素為主要分選體的分選設(shè)備。如瑞典的 Tekno – Detaljer 公司于 1970 年開發(fā)的彈簧分選機。該類分選機雖在精度上具有較大的優(yōu)勢，但由于其大多結(jié)構(gòu)簡單，且分選單一，因此僅適合一些實驗性和小加工生產(chǎn)上作為檢測使用。
相對國外而言，國內(nèi)分選機的研究還處于起步階段，用于成品的還很少，目前主要是引進或者改造國外的分選機。國內(nèi)生產(chǎn)彈簧分選機的主體企業(yè)并不多，只是一些企業(yè)主要依據(jù)自身的要求研發(fā)相應(yīng)的自動化程度較低的、分選比較單一的分選機，如杭州寶威機械廠研制的彈簧分選機，該機在設(shè)計上采用工位旋轉(zhuǎn)方式，速度與彈簧定位成為關(guān)鍵，速度過快彈簧可能在慣性下飛出工位，速度過低則達不到設(shè)計要求，且圓盤式結(jié)構(gòu)使得圓盤轉(zhuǎn)到的慣性難以控制。針對此種情況國內(nèi)一些科研機構(gòu)和大專院校結(jié)合實際也做了相關(guān)的研究工作，如湖北工業(yè)大學(xué)與武漢科技學(xué)院合作研發(fā)的數(shù)控彈簧高速自動分選機，該項目研究的數(shù)控彈簧高速自動分選機，開發(fā)了檢測系統(tǒng)抗漂移、抗干擾和變頻傳動高速分度系統(tǒng)；研制了快速采集和快速濾波系統(tǒng)；確定了數(shù)據(jù)特征值，開發(fā)了計算機快速彈簧檢測圖形分析及檢測軟件，但在速度與彈簧分組值上還有待提高。
本設(shè)計研究的碟形彈簧分選機結(jié)構(gòu)主要采用了工位旋轉(zhuǎn)工作模式與落料旋轉(zhuǎn)的分選方法。工位旋轉(zhuǎn)工作模式是彈簧相對于工位是不動的，故結(jié)構(gòu)的整體性是很好的，但是彈簧的重力作用在固定工位上，故限制了檢測的速度。落料旋轉(zhuǎn)的分選結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅結(jié)構(gòu)簡單而且噪音小等優(yōu)點。