一种大跨距真空吸盘上料机的设计
自动上料装置的设计
摘要很多产品的外壳都是由美观、轻巧的薄板构成的。
例如：电冰箱、洗衣机、空调器等等。
这些形状各异的壳体须经多道工序加工才能成型。
如上料、切角、冲孔、折弯等。
在大批量生产中只有采用自动生产线才能保证加工的质量、精度及产品的一致性。
而各种生产线的首道工序都是自动上料。
薄板自动上料机就是用于将板料门动送到线体上, 以便顺利地进入证道工序的机器。
本次设计综合运用机械设计、气压设计、机电传动设计以及PLC的相关知识设计出一套能够完成自动上料机。
目前, 各种生产线的上料机构的结构形式也很多。
这里介绍的是一种结构紧凑、造价版、效率高、简捷实用的上料机。
该机在处理吸料、提升、送进及分离薄板等方面都有独到之处。
关键词自动生产线板料吸盘传感器Abstract第1章绪论1.1课题的来源，目的及意义自动上料机构可以看作是自动化生产机器的一种。
而自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。
采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。
于是诞生了现代控制理论。
“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。
自动化的概念是一个动态发展过程。
过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。
这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。
后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。
管桩脱模搬运用真空吸盘起重机的设计
管桩脱模搬运用真空吸盘起重机的设计作者：董富祥杨棋剑宋兴海来源：《中国新技术新产品》2018年第21期摘要：本文介绍了混凝土管桩脱模搬运工序的工况特点，论述了真空吸盘起重机设计的必要性，创新设计双向铰接式的真空吸盘吊挂结构、承载吊梁和真空存储罐二合一结构，满足混凝土管桩脱模、搬运的实际需要，对真空吸盘起重机设计具有借鉴作用。
关键词：管桩生产；起重机设计；真空吸盘中图分类号：TH21 文献标志码：A0 前言随着国内建设步伐的加快和一带一路的不断推进，管桩作为基础建设的产品需求量大幅增加。
管桩生产企业迫切要求自动化程度高、安全可靠的管桩专用起重机来满足管桩生产的需要。
本文创新设计了专用管桩脱模搬运用的真空吸盘起重机，可在司机室操作就可完成管桩的脱模、搬运、堆放等一系列作业。
1 管桩起重机的工况特点及设计真空吸盘起重机的必要性现代化的混凝土管桩生产均采用流水线作业，对配置在流水线上的管桩起重机均要求有较高的生产效率，特别是脱模搬运的工序：（1）采用传统吊具的管桩起重机无法进行自动脱模，需配置地面作业人员帮助脱模、吊运。
（2）脱模出桩时，由于带管桩的管模刚从高温蒸养池吊出，管桩温度较高，如采用传统起重机，管桩附近作业的工人工作环境高温且湿度大，极容易造成作业人员被烫伤的安全事故。
（3）采用传统吊具的管桩起重机，对司机在驾驶室定位、找准，地面人工脱模后吊运，不但劳动强度大而且生产效率低，影响管桩生产的产量。
（4）若采用一般普通真空吸盘起重机，一般只能适应一个规格的混凝土管桩，不能满足不同直径、长度的管桩，更不能适应竹节桩（竹节桩是指外形象竹节的中间凸起的管桩，如图1序号10所示），起重机适应性差。
综上所述，设计一种自动化程度较高、满足不同直径及长度的管桩（包括竹节桩）起重机在脱模搬运工序的运用显得十分迫切，本文论述的真空吸盘起重机就应此而生。
2 管桩脱模搬运真空吸盘起重机的结构及设计要点2.1 管桩脱模搬运真空吸盘起重机的整体结构采用双梁双小车四吊钩桥式起重机形式（每台小车有两只吊钩），两台小车与主梁平行两只吊钩下挂卡式夹具吊梁，该卡式夹具用来吊运管模；两台小车与主梁平行的另两只吊钩下面悬挂真空吸盘吊梁。
一种多用真空吸具的设计
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
一种多用真空吸具的设计
本文介绍了普通真空吸具的结构组成，针对使用同一个吸具吸取不同曲率半径外球面工件的设计需求，分析了实现途径，设计了一种采用球头密封结构的可摆动型真空吸盘。
在此基础上，对普通真空吸具进行了改进设计，介绍了多用真空吸具的结构组成、工作原理，并介绍了真空吸取力的计算方法，以及关键参数的选用建议。
真空吸具是一种特殊的真空装置，当与工件贴合时，能形成封闭的真空腔，通过对真空腔抽真空而形成内外气压差，从而达到吸住工件和吊运工件的目的。
在起吊搬运光滑外形面的工件时，多采用真空吸具。
针对不同曲率外形面的工件，过去往往需要使用多个真空吸具进行吊装，更换频繁，使用不便。
本文介绍了一种多用真空吸具的结构及工作原理，并介绍了关键参数的计算方法。
1、真空吸具结构设计1.1、普通真空吸具结构
真空吸具结构组成通常分为吸具壳体、密封圈(真空吸盘)、真空阀门及真空计等真空辅助元器件。
壳体上装密封圈的部位称为接口，接口装上密封圈后称为吸口，吸取工件的形状决定了吸口的形状。
某球形工件，其外表面有多处通孔及沟槽，不能使用大吸口进行吸取，设计为采用三个吸盘密封吸取的结构，如要实现一个吸具能吸取不同曲率半径的外球面工件，必须实现吸具的吸口尺寸和角度可以调节。
针对此需求，设计了一种采用球头密封结构的可摆动真空吸盘，其结构如采用球头摆动型吸盘的多用吸具，主要由起吊杆、吸具焊接体、真空阀门、球头摆动型真空吸盘、真空表等部件组成。
工作时，球头摆动型吸盘摆动一定角度，与工件的外形面自适应贴合，从而实现一种真空吸具。
真空上料机工作原理
真空上料机工作原理
真空上料机是一种用于自动上料的设备，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 准备工作：将需要上料的物料准备好，通常是放置在一个料框或者容器中。
2. 启动真空泵：真空上料机的核心部件是真空泵，通过启动真空泵，可以在上料机的工作区域建立一个真空环境。
3. 吸附物料：当真空泵工作并形成真空环境后，上料机的吸附装置开始工作。
吸附装置通常由一个吸盘和液压系统组成。
吸盘通过液压系统使其在固定的高度上下移动，可通过人工或机械装置来调整。
吸盘在下降时接触到物料，由于真空环境的作用，物料被吸附在吸盘上。
4. 上料：当物料被吸附在吸盘上后，上料机开始上料操作。
上料机的操作方式有多种，常见的是将吸附的物料运送到预设的位置，并将其放置在需要的地方。
上料机的移动方式可以是手动或自动控制的，根据具体的应用需求选择。
5. 停止吸附：上料操作完成后，上料机停止吸附，并将吸附装置抬升至初始位置。
此时，物料脱离吸附装置，完成上料过程。
总结来说，真空上料机利用真空泵创建真空环境，并通过吸附装置将物料吸附在吸盘上，然后将物料运送到指定的位置完成
上料操作。
该设备可以提高生产效率，减少人工操作，广泛应用于工业生产线中。
真空吸盘式气动机械手的设计毕业论文
真空吸盘式气动机械手的设计毕业论文一绪论（一）气压传动技术的研究发展动向随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。
虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。
任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。
（二）气压传动技术的应用机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。
在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。
电子IC及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。
石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。
轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。
机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。
其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。
目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。
（三）气压传动的特点气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。
外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题；工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越；成本低，过载能自动保护。
气压传动的缺点：由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差，但采用气液联动装置会得到较满意的效果；因工作压力低（一般为0.31.0MPa），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大于10～40kN；噪声较大，在高速排气时要加消声器；气动装置中的气信号传递速度在声速以比电子及光速慢，因此，气动控制系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。
多唇边式真空吸盘的设计(1)
多唇边式真空吸盘的设计(1)真空吸盘又称真空吊具，是真空吸附装置的执行元件。
真空吸附是一项非常易于掌握的传送技术。
利用真空技术进行调节、控制和监控，可以有效地提高工件、零部件在自动化、半自动化生产中的效率。
另外，真空吸附具有清洁，吸附平稳，可靠，不损坏所吸附物件表面的优点，因此真空吸附技术在各个领域都得到了广泛的应用。
1、真空吸盘吸附原理真空吸盘采用了真空原理，即用真空负压来吸附工件以达到夹持工件的目的。
如(a) 扁平吸盘形状各异，材料品种多，特别适于搬运表面光滑的工件；(b) 短波纹管型吸盘吸附刚性好，接触工件时缓冲性能好，吸力强，其波纹管可作小行程移动，用来分离细小工件，但它很少用于垂直举升；(c) 长波纹管型吸盘与短波纹管型吸盘适用场合相同，但它能适用水平方向更大高度差，并可做较长距离运送动作。
特殊型真空吸盘是为了满足特殊应用场合而专门设计的，又分为异形吸盘和专用吸盘两种，这些吸盘的结构形状因吸附对象而异，种类繁多。
2.2、真空吸盘常用的材料除结构外，吸盘材料也是决定其密封性能的关键因素。
目前市场上的真空吸盘采用的材料有丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟橡胶等。
由硅橡胶制成的吸盘适于抓住表面较粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盘则很耐用。
另外，在实际生产中，假如要求吸盘具有耐油性，则可以考虑使用聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物等材料来制造吸盘。
具体材料的选择要根据工作环境对吸盘耐油、耐水、耐磨、耐热、耐寒等性能要求确定。
2.3、真空吸盘与工件表面的贴合程度吸盘与被吸附工件表面的贴合程度直接影着吸盘内的真空压力，若贴合程度过差，吸盘的真空度不易保持，就达不到吸附工件的目的。
在使用真空吸盘的时候，我们总希望工件与吸盘接触的那部分表面是光滑和密封的，这样有利于真空吸盘牢牢抓住工件表面。
但这只是个理想状态，通常被抓取的工件表面不具备这样的理想条件，工件的表面不是有气孔（如纸张）就是粗糙不平，这些因素就直接影响着吸盘与工件表面的贴合程度。
飞机壁板柔性装配系统真空吸盘设计概述
图1 吸盘组件的组成结构
真空吸盘选型
）吸盘直径
吸盘直径计算公式：
真空发生器场合的真空度大致在+60kPa，壁板的重量为，吸盘点阵中吸盘的总数量为25，吸盘垂直吸吊时安全系数要大于或等于8，因此公式中各参数的数值如下：
：吸盘直径（mm）
：真空度 +60 kPa
19.6cm²
真空度要求大于50kPa，使用真空发生器场合的真空度大技术需求中要求每个点受力不得大于50N。
经计算真空度取
用应力表格可以计算许用切应力：
（3）初选旋绕比C=10。
弹簧钢丝直径：
级碳素弹簧钢丝的切变模量
（7）稳定性校核
所以弹簧是稳定的。
图2 气路管线布局
设计了一套应用于飞机壁板装配的真空吸盘，实现了真空
点阵单元在飞机壁板的空间曲面调整，实现了壁板理论外形的
准确形成和精密定位装配。
多点阵真空吸盘式柔性装配工装系
统解决了多年来困扰航空制造业的设计制造周期长、成本高、
工装数量庞大等一系列问题，具备足够的柔性和可重组性，减
少了大量的专用工装，装配效率及质量随之大幅提高，将大力
推进航空制造技术领域数字化、自动化、柔性化的水平。
,屈力刚.飞机壁板真空吸盘式柔性装配工装系统设计
沈阳航空航天大学学报,2014,31(6):36-41.。
自动上料装置的设计
自动上料装置的设计湖南工业大学科技学院学士学位论文摘要很多产品的外壳都是由美观、轻巧的薄板构成的。
例如：电冰箱、洗衣机、空调器等等。
这些形状各异的壳体须经多道工序加工才能成型。
如上料、切角、冲孔、折弯等。
在大批量生产中只有采用自动生产线才能保证加工的质量、精度及产品的一致性。
而各种生产线的首道工序都是自动上料。
薄板自动上料机就是用于将板料门动送到线体上以便顺利地进入证道工序的机器。
本次设计综合运用机械设计、气压设计、机电传动设计以及PLC 的相关知识设计出一套能够完成自动上料机。
目前各种生产线的上料机构的结构形式也很多。
这里介绍的是一种结构紧凑、造价版、效率高、简捷实用的上料机。
该机在处理吸料、提升、送进及分离薄板等方面都有独到之处。
关键词自动生产线板料吸盘传感器Abstract 第 1 章绪论 1.1 课题的来源，目的及意义自动上料机构可以看作是自动化生产机器的一种。
而自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。
采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
20 世纪50 年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。
于是诞生了现代控制理论。
“自动化Automation”是美国人D.S.Harder 于1936 年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。
自动化的概念是一个动态发展过程。
过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。
真空吸盘式独立行走爬壁机器人的设计
摘要摘要近年来，随着社会的发展，楼层越来越高，使用玻璃幕墙的楼房也越来越多，避免清洗时一个很重要的问题，传统的方式多数为人工，或者是采用电缆从楼顶将机器人吊下，工作效率偏低，危险性高，于是清洗用爬壁机器人应运而生，本文的任务就是设计一种能够在壁面上吸附行走的清洗爬壁机器人。
本文在简单介绍爬壁机器人的国内外研究现状的基础上，基于三维软件PROE 对四轮式真空吸附爬壁机器人的本体机构进行了设计，对一些关键部分进行了设计计算及校核计算，重点是爬壁机器人的移动结构、吸附结构和驱动系统的设计计算。
本文设计的爬壁机器人采用四轮式小车形状结构，结构简单；采用真空吸盘吸附方式，设计一个月牙形的真空舱，利用机械结构完成机器人真空吸盘的吸附与排气控制，避免在每个真空吸盘配备传感器的需要，降低了控制难度；采用后轮驱动，一个电机驱动两个后轮，后轮带动前轮完成机器人的行走，使用蜗轮蜗杆传动装置作为减速器；采用地面供电，地面提供负压的方式；机器人可以在水平面或者垂直表面直线行走。
关键词：真空吸附蜗轮蜗杆机构电机驱动四轮式小车ii AbstractAbstractIn recent years, with the development of society, more and more floors, with glass curtain wall building more and more to avoid cleaning a very important issue, most of the traditional way of artificial, or a cable from the top of the building will be used under the robotic crane, low efficiency, high-risk, then cleaned with a wall-climbing robot came into being, this task is to design a walk on the adsorption to the wall climbing robot for cleaning.This paper briefly wall-climbing robot based on the research status, based on three-dimensional software, PROE, four-wheel vacuum on wall-climbing robot body bodies were designed, carried out on some key satisfied with the design calculation and checking terms, focusing on the mobile climbing robot structure, adsorption structure and drive system design and calculation.This designed wall-climbing robot car with four-wheel-type shape of the structure, simple structure; by vacuum suction adsorption, design of a crescent-shaped vacuum chamber, the completion of the mechanical structure of robot vacuum suction of the adsorption and emission control, to avoid each a vacuum suction cups equipped with sensors need to reduce the difficulty of control; with rear-wheel drive, a motor drive two rear wheels, rear wheel drive front wheel complete the robot walk, use a worm gear reducer; use of ground power the ground to provide negative pressure means; robot can walk straight horizontal or vertical surface.Keywords:目录i目录第一章绪论 (4)1.1 本课题的研究背景 (4)1.2 国内外爬壁机器人的研究现状 (5)1.3 国内外爬壁机器人的发展趋势 (6)1.4壁面自动清洗机器人的研究现状与发展方向 (7)1.5设计内容 (8)第二章软件介绍 (9)第三章爬壁机器人的设计方案 (13)3.1爬壁机器人的工作过程 (13)3.2爬壁机器人的基本功能 (13)3.3爬壁机器人的设计 (14)3.3.1爬壁机器人的总体结构 (15)3.3.2移动装置和吸附装置的设计 (15)3.3.3减速装置及传动装置的设计 (19)3.3.4联轴器和轴承选择 (24)3.3.5爬壁机器人机体建模 (24)3.4爬壁机器人PROE运动仿真 (25)第四章结论 (27)参考文献...........................................错误！未定义书签。
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一种大跨距真空吸盘上料机的设计黄强¹(中冶集团北京冶金设备研究设计总院北京100029)摘要在土耳其A I R HADDEC I L I K公司新建的年产18万吨花纹板生产线上,用户要求采用真空吸盘上料机将来料输送到加热炉炉前辊道上。
该上料机具有跨距大、承载范围大、全自动控制等特点。
在设计过程中,在满足用户需求的基础上,考虑到工艺布置、来料状况、成本效益等诸多因素,最后设计出用户满意的产品。
关键词花纹钢板大跨距真空吸盘上料机Desi gn for a K i nd of Long Span Vacuu m D isks Feed M echanis mH uang Q iang(B eiji n g Centra lResearch and Desi g n Instit u te forM etallur g ical Equipm ent ofMCC G r oup,Be iji n g100029)AB STRACT T he buyer need a vacuu m disks f eed m echanis m to transport stee l plate on tables befo re rehea-ti ng furnace i n a ne w Checke red Stee lP l a te produc tion line w ith180,000ton out put per yea r wh i ch w ill be built by a T urkey co m pany named A II R HADDEC I L IK.T his ki nd o f feed m echanis m has some advantages such as long span ,h i gh l oad-ca rry i ng ab ilit y and contro ll ed full y-auto m a tic and so on.It has consi dered m any factors i nc l ud i ng process-i ng set-up,stock conditi on and cost-bene fit e tc when desi gned this kind o f vacuum d i sks feed m echanis m.So th i sk i nd o f vacuum d is ks feed m echan is m can full y m eet t he requ i re m ents o f buyer.K EY W ORDS Checkered steel plate Long span V acuum d is k Feed m echanis m1概述真空吸盘上料机是一种使用真空吸盘技术将堆垛的各种物件(可广泛适用于各种板、管形状和包括钢、木板、橡胶等多种材质)进行单个分开吊离的设备,具有适应能力强、不损伤物件等优点,在钢铁厂、物流、仓储等得到了大量应用。
在冶金等行业中,由于大部分钢材在使用磁盘吊后会产生剩磁等现象,对后续工作造成影响,而真空吸盘上料机就不会产生这些现象,宝钢UOE生产线将堆垛钢板单张吊离就采用了真空吸盘上料机。
它主要由真空吸盘装置和行车等组成,对物件表面粗糙度要求较高。
北京冶金设备研究设计总院与土耳其A I R HADDE -CIL I K公司签订的新建年产18万吨花纹板生产线中就采用了真空吸盘上料机。
该公司这条年产18万吨花纹板生产线使用成品厚板为原料,完成上料、加热、除鳞、轧制、矫形、冷却、剪切、堆垛包装的工序产出成品。
该线要求具备生产能力大、适应宽范围来料、自动化控制程度高的能力。
尤其是真空吸盘上料机需要具有跨距大、工作范围广、节奏快等特点,是其它类似真空吸盘上料机所不具备的。
尽管北京冶金设备研究设计总院没有设计该种生产线的先例,但在项目组努力下,经过精心计算,详细研究国内外相关先进技术,并与用户反复交流结合,终于成功完成了整条生产线的设计,其中就包括这种大跨距真空吸盘上料机的设计。
2技术参数及要求在该生产线中,来料为已包装成垛的成品厚钢板,用户将其卸至链式输送机上,链式输送机将其运送至尾端,再由真空吸盘上料机从链式输送机上单张取料,运送一定距离后将其放至加热炉炉前辊道上,其工艺设备布置图见图1。
来料规格见表1。
根据计算及总图工艺布置,要求该真空吸盘上料机具备以下工艺设备技术参数。
2.1设备主要尺寸参数工作辊面标高:+1000mm原料标面最大标高(料顶面):+1000mmEx tra Editi on2009冶金设备M ETALLU RG IC A L EQU IP M ENT2009年增刊¹作者简介:黄强,男,1974年出生,1996年毕业于四川联合大学化工机械系化工设备与机械专业,工学学士,高级工程师原料标面最低标高(料底面):+400mm 大车轨梁立柱内空:\13500mm大车轨梁立柱底标高(靠辊道侧):+0mm(靠链式输送机侧):-730mm大车行走距离(固定):~2500mm 提升行程:[700mm图1 炉前上料设备布置图表1 来料规格项目范围长度/mm 宽度/mm 厚度/mm 重量/kg 最小值150********最大值13000155020~35002.2 设备技术性能大车行走速度:36/18m /m i n (额定按高速,电机变频)提升速度:12/6m /m i n (额定按高速,电机变频)吸盘工作时间(抽空或放开,含响应):1s 2.3 生产工艺及控制要求1)生产工艺流程描述将最大垛高为600mm 的原料板逐张运送到辊道上。
即:原料垛上等待y 吸盘架下降y 吸料y 吸盘架上升到位y 大车行走(S =2500mm )y 吸盘架下降到辊面y 放料y 吸盘架上升到位y 大车返回原料垛上等待(S =2500mm )2)控制要求(1)每个料垛在开始命令发出后的每个周期指令由炉前辊道发出,自动完成上料工作周期;料垛位无料后吸盘架回到最高位等待开始命令。
(2)在标高为+1100mm 以上的提升高度应可调(人工)。
(3)满足与料垛(检测)和炉前辊道的联锁关系。
(4)保证各动作的响应时间最小并满足工作周期小于18s 。
(5)按照轧制节奏要求分为高速/低速两种工作状态:高速:最大料重为800kg ,工作周期小于18s 低速:最大料重为3500kg ,工作周期小于40s (6)紧急状态可人工停车干预。
3)配套控制箱和操作盒,有预留与之有联锁关系的信号节点。
3 初步设计1)从技术参数及要求可以看出,该真空吸盘上料机具有以下特点:(1)由于来料最大长度为13000mm ,所以决定了该真空吸盘上料机跨距大,要求前端轨梁立柱能够通过链式输送机,并且行车和吸盘必须考虑和消化跨距大的因素。
同时轨梁立柱和行车长度大造成的刚度差和运输困难等问题也须考虑到。
尤其对于行车而言,要承载真空吸盘装置、提升装置等并完成动作,要保证整体运行的稳定性,要保证安全性,同时还要兼顾经济合理性。
(2)该机来料长度和重量范围变化大,因此吸盘布置困难,工作状况复杂。
(3)该机工作节奏范围大,因此须充分保证节奏稳定性和重载时的稳定安全因素。
(4)能接受主操控制指令实现自动化控制。
2)在经过详细计算的基础上,初步设计出:图2 真空吸盘上料机(1)整体结构(见图2):采用钢结构焊件作为轨梁立柱,上铺轨道支撑吊车装置。
吊车装置上对称安装两组提升装置和导向套装置,并完成整体前后动作。
提升装置用于提升导向杆装置和真空系统及物料上下动作,导向套装置和导向杆装置一起作用确保整体稳定性。
上下提升行程及吊车前后行程由接近开关控制。
冶 金 设 备2009年增刊(2)主要零部件参数:轨道中心距:14250mm 轨道形式:22kg /m吸盘数量:22个(11组,分布满足料长、宽及料重要求)吸盘规格:SPU 250G 1/2-1G TV (SC HM ALZ )单吸盘吸力:2650N真空泵规格:VZ -TR25A C350(SC HM ALZ )真空泵功率:0.75k W真空泵数量:2台(1台用于内部5组10个吸盘,1台用于外部6组12个吸盘)底架长度:12000mm可调吸盘的平面调整范围:0~250mm (3)重点要素:¹该机使用的吊车装置虽不是常规专业天车,但其功能决定必须由具备国家起重生产资质的厂家按照天车标准设计制造检验。
根据生产实际不同来料可以改变走行装置的速度以适应不同的工作节奏。
º为充分利用两台真空泵并节约能源,采用多吸盘分组控制的合理布置。
»提升装置用电动葫芦也须由具备国家起重生产资质的厂家按照相应标准设计制造检验。
根据生产实际不同来料可以改变提升的速度。
¼考虑到导向柱的磨损,导向套压紧轮安装高度须有一定调节量并随时调整,确保导向装置间隙均匀,整体运行稳定。
4 设计思路为保证该大跨距真空吸盘上料机的安全性,采用So li d W orks 三维设计软件进行详细设计,并对吊车装置主梁等关键零部件进行应力及变形分析,使设计结果达到参数要求的基础上更为经济。
该机各主要零部件结构、功能及结果分别见下。
4.1 底架及轨道(见图3)图3 底架及轨道该底架上边采用框型结构,下部支腿两边均焊有斜撑。
轨道用压板压住,压板采用螺栓与框型结构连接,轨道两端焊有挡板,确保吊车行车安全。
靠链式输送机侧为两件支腿,可使链式输送机及钢板顺利通过。
靠链式输送机侧为三件支腿,可使整体更为稳固。
为节约成本,减少焊接量和焊接变形,该底架采用H 型钢为主材,局部焊接筋板加强,可以说焊接量较小,从而使焊接应力小,焊接变形小。
安装时要求确保两轨道上表面标高一致,每米直线度误差不得超过1mm,这样能保证吊车行驶平稳安全。
考虑到如不能整体运输,则可将支腿与斜撑焊好,框型结构不焊,二者采用螺栓连接试车后拆开发货,最后在现场安装好后整体焊接。
4.2 吊车装置(见图4)该吊车装置由主梁、横梁、车轮组等组成。
主梁采用断面为箱形的鱼腹梁结构形式,并焊有筋板加强。
主梁上表面与导向套装置连接,下表面与提升装置连接。
横梁与主梁采用螺栓连接,并装有四组车轮组和缓冲装置,两边四个车轮在轨道上行驶,其行走速度可调。
图4 吊车装置主梁由于跨距大,而承载重量一般,因此如何科学设计,达到既满足使用要求,又减少用料和成本也是关键。
该吊车装置虽不是常规专业天车,但其功能决定必须由具备国家起重生产资质的厂家按照天车标准设计制造检验。
我们在与专业厂家结合的基础上,对其设计的主梁使用有限元分析软件进行载荷应力变形校核,校核结果如下(详细报告见附录1)。