通过式圆管上料机设计说明书.docx

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1、中文摘要通过式圆管上料机的设计摘 要：圆管料是一种广泛应用于机械行业的基础结构，如何将圆管料运输传递至其待加工位置一直是一个非常基本而又重要的环节。本次设计课题为一种通过式的圆管上料机。整机分为储料，分离，送料上料几个部分。确保管料填充完毕，机器开始运转。首先通过推板顶起，从料堆中分离出数根管料。当管料上升到一定高度以后，通过筛选装置分离出单根管料，余料返回料仓，此时分离部分工作完成。分离出来的管料继续前进，进入送料部分，通过自身滚动实现送料，管料撞板摆正，送料部分工作完成。通过推板向上顶起所送管料，达到一定高度进入限位槽，侧面小型气缸推动进一步确保定位，至此上料完成,等待机械手抓取。该机器全

2、程采用气压传动，力求结构简单工作稳定无污染。关键词：圆管；自动上料；气动摘要Design of Pass-through Tube FeederAbstract: Pipe material is a kind of infrastructure widely used in mechanicalindustry. How to transport pipe material to its processing position has always been avery basic and important link. This design topic is a kind of thro

3、ugh-type circulartube feeder. The whole machine is divided into storage, separation and feeding parts.Make sure the filling is finished and the machine starts to run. Firstly, several pipesare separated from the stack by pushing the plate up. When the pipe material rises toa certain height, a single

4、 pipe material is separated by a screening device, and thesurplus material is returned to the silo. At this time, the separation part is completed.The separated pipes move forward and enter the feeding part. The feeding is realizedby rolling itself. The collision plate of the pipes is aligned and th

5、e feeding part iscompleted. Through pushing up the pipe material to a certain height into the limitslot, the side small cylinder pushes to further ensure the positioning, so that thefeeding is completed, waiting for the manipulator to grasp. The whole process of themachine is driven by pneumatic pre

6、ssure, so as to make the structure simple, stableand pollution-free.Keywords: Round pipe; Automatic feeding; Pneumatic1 绪论11.1 课题的来源11.2 课题的意义11.3 自动上料机发展现状21.4 研究的内容31.5 上料机构举例32 主体结构设计62.1 圆管料的数据计算62. 2料仓的设计72.3 分离部分的设计92.4 上料部分设计123气缸的计算及选用 153. 1气缸选择的注意事项 153.3 分离部分推板气缸计算及选型163.4 上料部分推板气缸计算及选型18

7、3.5 分离部分滑块所用气缸计算及选型203.6 限位部分气缸的选型 214上料行程控制235机架强度分析245. 1基本条件 245. 2竖直方管强度分析 24结论26致谢27参考文献28附录29淮海工学院二O一九届本科毕业设计(论文)第3页共32页1绪论当前的机械行业，自动化程度的提高已经成了趋势，而完善自动化产线，就是我们所要做的。1.1 课题的来源现代机械行业中对于管材的消耗是惊人的，尤其是圆形钢管料应用尤其之广。那么在这种管料的生产加工过程中，运输及分离就成了相当重要的一环。而在生产线上的体现就是机器的上料部分。上料的精准与否直接影响到下一步工作的进行是否顺利，上料效率高低则决定了生

8、产成本的多少。由此可见上料机器的设计选用对于企业工厂来说是至关重要的一点。本次设计的针对对象是机械手抓取单根圆管料的前期分离上料工作。现有的机器虽然可以实现该功能，但是存在例如上料精度低、结构复杂、故障率较高等问题。而对于某些批次在尺寸方面有特殊需求的则会出现需要人工上料的工作环境。在人工作业有安全风险的同时 也大大拖延了工程进度。在机械加工行业的大环境中，低下的生产效率是不被允许的，所以实现大尺寸范围圆管的自动上料刻不容缓。通过电气控制或者机械结构的运用，按照预先设计的程序完成这一步工作，不但能大大改善工人的工作强度、工作环境等，还能提高生产效率从而使得企业工厂的生产效益也一同提升，最重要的

9、是产品质量的保证。由此，一种新的可靠的圆管上料机的出现是一件非常有必要的事情。1.2 课题的意义本次课题设计的主要是一种用于圆管料上料的机器。该部分机器要求对接的部分为机械手抓取装置，故而对圆管上料的精度有着较高的要求。如果定位精度不达标，在机械手抓取的过程中会因为圆管料自身重量的问题导致重心偏移，致使抓取失败，严重的可能会发生作业事故。目前的上料方式多为工人手工上料进行加工，在生产效率低下，工作精度无法保证的情况下，高强度的作业也会让工人出现疲劳作业的情况，存在安全隐患。市面上目前存在的几种上料机器，都存在着一定的瑕疵，急需一种新型机器的出现。故而我们本次课题设计的自动上料装置需要达到以下几

10、点要求：(1)替代传统作业，完善自动化进程。(2)运输圆管料的长度范围为300nmi-2000nmi。(3)运输圆管料的直径范围为15nlm-30mm。(4)结构简单，易于维修，操作简单(5)运作过程干净环保(6)工作可靠，作业安全本次课题的设计主要是为了解决圆管料的上料问题，设计过程中前期通过使用UG三维软件对整体结构进行设计，后续使用CAD软件进行二维图的绘制及修改。经过了大量的计算校核，以及对涉及领域知识的认知学习。在这个过程中,提高了自己的计算机绘图水平以及分析解决问题的能力。1.3 自动上料机发展现状1.4 . 1国内外发展现状从世界上料机的发展形势来看，德国、日本等国家工业起步较早

11、，经过多年的发展，这些国家的上料机技术较为成熟、产品质量相对较好。中国上料机行业的起步与这些国家比起来就显得比较晚了，那么，由于整体制造业技术水平的这一部分落后，国内的产品在工作性能和通用化等方面普遍与国际水平存在一定距离。这些差距主要就表现在性可靠、耐用程度、性能、自动化程度、控制系统与安全监控以及人性化设计和环保等方面，都有待进一步的提升进步。1.4.2 上料装置发展现状按照自动化的程度，上料装置分为自动上料装置和人工上料装置两种。（1）人工上料装置在普通机床的运行中，如果上料工作由工人手工作业完成，那么其消耗的时间往往较多，同时也对工人的体力有较大的消耗。这种上料方式适用于单间小批量的生

12、产，或者是大型的、形状复杂的毛坯件的加工，工人可以通过起重装置等辅助设备帮助作业的顺利进行。（2）自动上料装置大量采用机器来替代人工作业，解放工人的体力劳动项的同时，又使产线更加高效。按照毛坯结构以及其种类分类，可分为棒料、件料送料机构两种。近些年，开始逐渐兴起自动托盘站和机器人上料系统，适用于中小批量的生产场合。1.4.3 气动装置本次课题的设计我们采用气动装置作为动力，以达到作业环境干净的目的。气压传动的基本原理是，使用压缩气体作为工作介质，通过气体的压力传递动力或信息的传递。动力系统是将压缩气体由管道和控制阀输送给各个气动执行元件,将压缩气体的压能转换为机械能来作功;另一方面传递信息的系

13、统则采用气动逻辑元件用以实现逻辑运算等等功能,我们也可将其称为气动控制系统。气压传动的优点：(1)工作介质为空气,方便获取;使用结束后可直接排至大气,不用担心泄漏会造成环境污染。(2)空气黏度小,所以其流动压力损失小,能够适应远距离输送和集中供气，系统简单。(3)压缩空气在管路中流速较快，可以通过气压信号实现系统的自动控制，完成多样的复杂的动作。(4)实现快速的直线运动、摆动和高速转动更加方便。(5)调速方便,相比机械传动更易于布局及操纵。(6)工作环境适应性好。1.5 研究的内容本次设计的课题是一种通过式圆管上料机，从储料到送料以及上料的过程,首先从整体方案出发，然后细化结构方案，那么本次设

14、计的具体实施由以下几个部分组成：(1)前往图书馆寻找相关知识的资料，搜集现行的一些圆管上料机的资料比对分析。(2)分析结构参数。(3)确定设计方案。(4)确定具体方案。(5)完成CAD图纸电子稿及手画稿的绘制。(6)完成说明书的整理。1.6 上料机构举例(1)并列整列，如图1T所示图1-1并列整列薄肉管的整列看似很简单，其实供给数量不多时不成问题，但每分100T50淮海工学院二O一九届本科毕业设计(论文)第7页共32页个时，盆内整列不安定，即使整列用件等可以进行微调，也不易调整。(2)利用推进器和挂钩的槽外整列，如图1-2所示图1-2推进器、挂钩的槽外整列以推进器推进工件，嵌入推进器前端的工件

15、用挂钩使孔向下然后掉落，未嵌入推进器前端的工件被直接推下进入孔中进行整列。(3)漏斗型仓匣，如图13所示图1-3漏斗型仓匣工件暂存于漏斗型仓匣内，工件减少时重叠的工件借由滑槽下端的分离装置从下端滑出，但是有时工件在仓匣底部卡住而停止流动，此时需要外部力量刺激施加震动或轻敲，此种形式可贮臧较多管料，构造也简单，不过为了解决出口堵塞的问题，作业较为麻烦。it加工(4)皮带运送式仓匣，如图1-4所示图1-4皮带运送式仓匣在皮带运送器的皮带上设有很多区间，在这些区间上贮藏工件，传送至加工机器，适用于中型工件，皮带长可容纳多件。2主体结构设计图2-1圆管料示意图本次设计上料机所运管料为钢管具体尺寸范围为:(1)直径 15nlm-30mm(2)长度 300mm-2000mm查表1 (见附录)2.1.1 单根管料质量计算G = Gq x LGmax = 2 x 5.55=11.1kgGmin =