流水線設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)（論文）題目：汽車摩擦片缺陷檢測(cè)流水線設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)制 姓 名： 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱 定稿日期： 年 月 日摘 要由于目前面臨很高的通脹壓力，企業(yè)越來(lái)越多的選擇提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本使自己的商品更加擁有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)汽車摩擦片缺陷檢測(cè)流水線，主要由上料裝置、缺陷檢測(cè)裝置、分揀裝置組成。設(shè)計(jì)過(guò)程包括流水線機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、各重要機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)件的選用。最后進(jìn)行了實(shí)際試驗(yàn)的可行性驗(yàn)證，證明了方案的可行性和合理性。關(guān)鍵詞：汽車摩擦片；流水線；缺陷檢測(cè)；ABSTRACT

2、To make their products more competitive in the market, faced with the high inflationary pressure, enterprises are more likely to improve production efficiency to reduce production cost.A flaw inspection production line for car brake pad is design, mainly composed of a feeding unit, a flaw inspection

3、 unit and a sorting unit. The whole designing procedure include structure design calculation of the flaw inspection production line, structure design calculation of each important unit and choosing of the standard component. At last, a series of experiments are carried out, the feasibility of this m

4、achine is proved.Key Words：car brake pad；production line；flaw inspection；目 錄1 引 言11.1 流水線的概念及分類11.2 目前流水線發(fā)展的現(xiàn)狀11.3 本設(shè)計(jì)的目的和意義11.4 本設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1 設(shè)計(jì)任務(wù)32.2 總體方案確定3系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)32.2.2 分揀機(jī)構(gòu)32.3設(shè)計(jì)方案的比較33 主體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43.1 流水線整體尺寸估算43.2 主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)選擇43.2.1 滾筒選擇43.2.2 電機(jī)選擇43.2.3 鏈輪設(shè)計(jì)43.2.5 鏈條選擇63.2.4 鍵的選擇73.2.5 軸承的選用

5、73.2.6 皮帶的選用83.2.7 型材的選用94 分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)104.1 凸輪的設(shè)計(jì)104.1.1 周期中運(yùn)動(dòng)的分配104.1.2 曲線方程的設(shè)計(jì)114.2電機(jī)的選擇124.2.1 步進(jìn)電機(jī)扭矩估算124.2.2 型號(hào)選擇124.3 聯(lián)軸器選擇124.4 步進(jìn)電機(jī)的控制134.4.1 分析系統(tǒng)，確定I/O點(diǎn)數(shù)134.4.2 分配I/O地址134.4.3 外部接線圖144.4.4 PLC程序設(shè)計(jì)145.料桶設(shè)計(jì)155.1 材料選擇155.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)155.2.1 桶徑計(jì)算155.2.2 底部設(shè)計(jì)16結(jié) 論17致 謝18參考文獻(xiàn)191 引 言1.1 流水線的概念及分類生產(chǎn)流水線是在一定的線路

6、上連續(xù)輸送貨物搬運(yùn)機(jī)械，又稱輸送線或者輸送機(jī)。按照輸送系列產(chǎn)品大體可以分為：皮帶流水線、板鏈線、倍數(shù)鏈線、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。流水線輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。1.2 目前流水線發(fā)展的現(xiàn)狀我國(guó)流水線設(shè)備技術(shù)起步晚，市場(chǎng)上低端產(chǎn)品很多而且存在不良競(jìng)爭(zhēng)，但經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。未來(lái)三年，全球流水線設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿σ廊缓艽?。?jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)信息中心預(yù)測(cè)，到2010年，流水線設(shè)備產(chǎn)量將達(dá)到468億只，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到515億元，年均增長(zhǎng)率將分

7、別為17%和15%?？梢?，即使在金融危機(jī)的陰影籠罩下，流水線設(shè)備市場(chǎng)依然有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΑＶ袊?guó)在全球流水線設(shè)備市場(chǎng)中的份額將加繼續(xù)大。市調(diào)機(jī)構(gòu)BishopandAssociates的報(bào)告稱，2007年中國(guó)流水線設(shè)備市場(chǎng)就以16.8%的增長(zhǎng)率位列全球第一，遠(yuǎn)超過(guò)全球流水線設(shè)備市場(chǎng)的平均增長(zhǎng)率7.2%。而近兩年國(guó)外市場(chǎng)的持續(xù)低迷，也使國(guó)外流水線設(shè)備廠商加緊在中國(guó)的布局，從而加速中國(guó)流水線設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展。隨著我國(guó)的各個(gè)行業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)流水線設(shè)備的技術(shù)要求也是非常高的，面對(duì)流水線設(shè)備的市場(chǎng)和技術(shù)變化，中國(guó)流水線設(shè)備廠商應(yīng)逐步擺脫在中低端產(chǎn)品類型的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，積極跟蹤流水線設(shè)備的前沿技術(shù)，學(xué)習(xí)流

8、水線設(shè)備的新技術(shù)新工藝，不斷研發(fā)出新產(chǎn)品，拓展高端產(chǎn)品線。隨著我國(guó)的各個(gè)行業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)流水線設(shè)備的技術(shù)要求也是非常高的，面對(duì)流水線設(shè)備的市場(chǎng)和技術(shù)變化，中國(guó)流水線設(shè)備廠商應(yīng)逐步擺脫在中低端產(chǎn)品類型的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，積極跟蹤流水線設(shè)備的前沿技術(shù)，學(xué)習(xí)流水線設(shè)備的新技術(shù)新工藝，不斷研發(fā)出新產(chǎn)品，拓展高端產(chǎn)品線。1.3 本設(shè)計(jì)的目的和意義目前中小企業(yè)生產(chǎn)成本上升幅度較大。從2007年初開始，國(guó)家確定了以“兩防”（防過(guò)熱、防通脹）為主導(dǎo)的宏觀調(diào)控政策走向，使產(chǎn)品市場(chǎng)逐步萎縮，價(jià)格逐步下降。而包括能源在內(nèi)的原材料，則呈上升趨勢(shì)。加之人民幣匯率上升，以及勞動(dòng)合同法的頒發(fā)布實(shí)施，更增加了成本上升的幅度。

9、其中后兩項(xiàng)屬于硬成本，企業(yè)是不能消化的。這就大大增加了企業(yè)控制成本的難度。更嚴(yán)重的是，中小企業(yè)生產(chǎn)成本上升，完全達(dá)到了侵蝕利潤(rùn)的程度，由此造成大批中小企業(yè)虧損，導(dǎo)致部分外資企業(yè)外移的同時(shí)，丟掉了一些產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)。同時(shí)由于自身資金和技術(shù)水平所限，基礎(chǔ)薄弱的中小企業(yè)只能有選擇地進(jìn)入門檻較低的行業(yè)，其產(chǎn)品還主要集中在中低端，而且越是低端產(chǎn)品，廠商越多。由于進(jìn)入行業(yè)過(guò)于集中，行業(yè)之間產(chǎn)品同質(zhì)性明顯，且都屬于競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，故相互之間競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。在這樣的大環(huán)境下，中小企業(yè)想在市場(chǎng)上占領(lǐng)一席之地必須使自己的產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力。本次設(shè)計(jì)是為一家中小企業(yè)設(shè)計(jì)剎車片缺陷檢驗(yàn)流水線，之前的檢驗(yàn)都是由人工完成的，不僅速

10、度慢容易存在檢驗(yàn)的疏漏，同時(shí)花費(fèi)大量的財(cái)力導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，使產(chǎn)品本身的競(jìng)爭(zhēng)力下降。1.4 本設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題（1）流水線如何準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)剎車片在流水線上的等距傳送；（2）流水線如何準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)剎車片的分揀。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成汽車剎車片缺陷檢驗(yàn)流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求能完成大小不同的剎車片是否存在缺陷的檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)參數(shù)：流水線長(zhǎng)3m；檢測(cè)零件直徑210470mm；檢測(cè)速度：3s/個(gè)。2.2 總體方案確定系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)流水線是長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作的系統(tǒng)但其功率不是很大，故運(yùn)動(dòng)通過(guò)一個(gè)兩項(xiàng)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的調(diào)速通過(guò)一變頻器控制輸入交流電頻率實(shí)現(xiàn)。2.2.2 分揀機(jī)構(gòu)由于剎車片太薄，而且要求檢測(cè)速度為3s

11、/個(gè)，用氣缸分揀整個(gè)過(guò)程耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)氣缸與皮帶表面距離很小容易刮傷皮帶表面。故設(shè)計(jì)了機(jī)械分揀裝置，該裝置采用機(jī)構(gòu)按凸輪曲線做周期運(yùn)動(dòng)的原理實(shí)現(xiàn)，經(jīng)分析，理論上能很好的滿足需求。2.3設(shè)計(jì)方案的比較方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)氣缸分揀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、好控制可靠性低、易劃傷皮帶機(jī)械分揀機(jī)構(gòu)可靠性高機(jī)構(gòu)復(fù)雜通過(guò)兩種方案的比較，選擇了可靠性高的機(jī)械分揀機(jī)構(gòu)。3 主體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 流水線整體尺寸估算長(zhǎng)：根據(jù)要求，流水線總長(zhǎng)3000mm。寬：由于剎車片最大直徑為470mm，故，流水線寬度選擇550mm。高：按照現(xiàn)有流水線高度，流水線臺(tái)面高度設(shè)計(jì)為750mm。3.2 主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)選擇3.2.1 滾筒選擇一般情況下滾筒長(zhǎng)

12、度采用“輸送物+50mm”即，470+50=520，圓整為550mm驅(qū)動(dòng)輥：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇140mm從動(dòng)滾筒：選擇60mm3.2.2 電機(jī)選擇目前流水線使用的都是單相220V減速電機(jī)，功率選擇方面：由于整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，故按電機(jī)的靜功率計(jì)算，故有：P=0.2479kw （3.1）M為滾筒的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：M=F*R=70N/m （3.2）F為皮帶傳輸時(shí)主動(dòng)滾筒受到的切向力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估值為1000N。(其中包括約重8kg的產(chǎn)品)，R0.07m。n為滾筒的轉(zhuǎn)速：n=30v帶/（r）=22.74r/min為效率：=齒輪*鏈輪*軸承*滾筒=0.6724齒輪：八級(jí)精度的一般傳動(dòng)0.97（減速電機(jī)的兩級(jí)齒輪）鏈

13、輪：0.96（一對(duì)）軸承：0.99（共5對(duì)）滾筒：0.96（共5個(gè)）綜上，選擇了NHY-28減速電機(jī)。有關(guān)參數(shù)如下：電機(jī)型號(hào)額定電壓（V）額定電流(A)額定功率(KW)滿載轉(zhuǎn)速(R/Min)傳動(dòng)比NCH282202.130.417201:503.2.3 鏈輪設(shè)計(jì)1.鏈條類型的確定傳動(dòng)鏈可分為短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等類型。其中滾子鏈常用于傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，一般傳遞的功率在100kW以下，鏈速不超過(guò)15m/s，推薦使用傳動(dòng)比imax=8。齒形鏈應(yīng)用較少。故本設(shè)計(jì)使用滾子鏈，又因傳動(dòng)功率較小用單排鏈即可。2.鏈輪材料的選擇鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于大小鏈輪的齒數(shù)一樣，故選擇的材料也一樣

14、，選擇了采用的材料40#，經(jīng)淬火和回火熱處理，熱處理后硬度4050HRC。3.鏈輪的結(jié)構(gòu)小直徑的鏈輪可制成整體式如下圖所示：圖 3.14.設(shè)計(jì)計(jì)算由于電機(jī)的輸出軸徑為28mm，所以設(shè)計(jì)鏈輪軸徑也為28mm。電機(jī)額定功率為0.4kw。（1）.選擇鏈輪齒數(shù)Z1=Z2=17,故：i=z1/z2=1（2）.計(jì)算當(dāng)量單排鏈的計(jì)算功率PcaPca=0.372KW （3.3）KA為工況系數(shù)，查表9-6為1.0；KZ主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見圖9-13為1.52；KP多排鏈系數(shù)，本設(shè)計(jì)為單排鏈故為1.0;P傳遞的功率0.2479KW。（3）.確定鏈條型號(hào)和節(jié)距p鏈條根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率Pca和主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速n

15、1由圖9-11為6B。然后由表9-1確定鏈條節(jié)距p=9.525mm。（4）.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距出選中心距a0=30p=285.75mm，按下式計(jì)算出鏈節(jié)數(shù)：Lp0=2+2=73 （3.4）將其圓整為74。（5）.計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式平均鏈速按9-1計(jì)算V=0.09386m/s （3.5）根據(jù)鏈速v，由圖9-14選擇合適的潤(rùn)滑方式為定期潤(rùn)滑。（6）.計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力Fp壓軸力可近似的取為FPKFpFe=1150N （3.6）式中：Fe有效圓周力1000N（經(jīng)驗(yàn)估算） KFe壓軸力系數(shù)，水平傳動(dòng)取1.155.參數(shù)確定名稱符號(hào)計(jì)算公式及結(jié)果（mm）分度圓直徑dd=51.8齒頂圓直徑d

16、ada=d+1.25p-d1=57.3齒根圓直徑dfdf=d-d1=45.45齒高h(yuǎn)aha1+=3.226確定的最大凸緣直徑dgdg=p-1.04h2-0.76=41.6其中：d1為滾子直徑，查表為6.35mm；h2為內(nèi)鏈板高度，查表為8.26。3.2.5 鏈條選擇根據(jù)所設(shè)計(jì)的鏈輪，對(duì)應(yīng)選擇相應(yīng)的鏈條。選擇類型為滾子鏈，具體參數(shù)如下：ISO鏈號(hào)節(jié)距p滾子直徑d1max內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1min銷軸直徑d2max內(nèi)鏈板高度h2max排距p1單排抗拉載荷minmmkN06B9.5256.355.723.288.265.644.43.2.4 鍵的選擇1.鍵的選擇根據(jù)電機(jī)輸出軸的直徑28由表6-1選擇普通平

17、鍵8*7*20。2.鍵強(qiáng)度的校核假定載荷在鍵的工作表面均勻分布，普通平鍵連接的條件為p=71.43MP Lh即，所選軸承符合設(shè)計(jì)要求。3.2.6 皮帶的選用流水線的皮帶選擇是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因?yàn)榇肆魉€要求對(duì)每個(gè)剎車片進(jìn)行拍照檢測(cè)，拍照時(shí)要求流水線的反光程度較小，反光太大會(huì)影響照片的處理，從而影響檢測(cè)的結(jié)果。故，選擇流水線皮帶式選擇了反光程度小的綠色PVC帶。它具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。設(shè)計(jì)流水線寬度為550mm，所以所選的皮帶寬度也是550mm；皮帶厚度為兩毫米。長(zhǎng)度估算：L=23000+2r2+250+r1+L=7

18、510mm （3.11）式中：L為流水線皮帶總長(zhǎng)；r1為驅(qū)動(dòng)滾筒半徑，為70mm； r2為從動(dòng)滾筒半徑，為30mm； L為曾加長(zhǎng)度，為100mm。同時(shí)，其中一從動(dòng)滾筒水平位置可以調(diào)節(jié)能始終保持流水線處于適當(dāng)張緊狀態(tài)。3.2.7 型材的選用目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了工業(yè)鋁型材產(chǎn)業(yè)鏈，現(xiàn)在流水線的鋁型材都已標(biāo)準(zhǔn)化，它是鋁棒通過(guò)熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁材料。鋁型材的生產(chǎn)流程主要包括熔鑄、擠壓和上色三個(gè)過(guò)程。其中，上色主要包括：氧化、電泳涂裝、氟炭噴涂、粉末噴涂、木紋轉(zhuǎn)印等過(guò)程。只需選擇合適的率形成即可。為了安裝的方便選擇了如下圖所示的工業(yè)鋁型材。其牌號(hào)為6005型（6005擠壓型材與管材，用于

19、要求強(qiáng)高大于6063合金的結(jié)構(gòu)件，如梯子、電視天線等）。圖 3.4圖上圖所示，其規(guī)格為130*22*2，兩側(cè)槽寬均為12槽深10，可以容納M6螺栓的頭部，由此可以將其他部件連接在一起。4 分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中有缺陷產(chǎn)品的分揀是通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，基本原理是通過(guò)變化的凸輪曲線實(shí)現(xiàn)分揀架在整個(gè)圓周上完成重復(fù)的分揀運(yùn)動(dòng)。4.1 凸輪的設(shè)計(jì)4.1.1 周期中運(yùn)動(dòng)的分配按要求，毎3s鐘檢測(cè)一個(gè)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的分揀機(jī)構(gòu)做圓周運(yùn)動(dòng)，在半個(gè)圓周里面完成一次分揀，即將分揀時(shí)間縮短了一半提高了分揀效率。運(yùn)動(dòng)的具體分配如下圖：圖 4.1上圖中，起始位置從流水線的帶邊開始進(jìn)入凸輪的上升曲線，經(jīng)過(guò)15上升到凸輪的遠(yuǎn)休止弧段

20、。遠(yuǎn)休止弧段為102.5此段分揀架抬起為了防止碰到流水線上的產(chǎn)品。過(guò)后，進(jìn)入下降段，下降段也為15，分揀架快速下降到離流水線臺(tái)面高度為2mm的地方，進(jìn)入近休止弧段，從而將有缺陷產(chǎn)品播到分揀料斗中，實(shí)現(xiàn)分揀。下圖為凸輪的曲線圖：圖 4.24.1.2 曲線方程的設(shè)計(jì)為了消除凸輪的剛性沖擊，凸輪的上升和下降曲線均采用的是二次曲線，曲線方程為：S=5-10(15-)2/152 （4.1）下圖是其速度和加速度曲線：圖 4.3下圖為三維造型的凸輪：圖 4.44.2電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈

21、沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過(guò)程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。由于分揀機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)固定位置的準(zhǔn)停，所以電機(jī)應(yīng)選擇步進(jìn)電機(jī)。但由于只需180的位置準(zhǔn)停，所以對(duì)步進(jìn)電機(jī)的步距角無(wú)較高要求。4.2.1 步進(jìn)電機(jī)扭矩估算摩擦片最大質(zhì)量為1kg，摩擦片與流水線皮帶的摩擦系數(shù)用橡膠和木頭的摩擦系數(shù)近似替代。查得橡膠與木頭的摩擦系數(shù)約為0.

22、3，故分揀時(shí)產(chǎn)品與流水線產(chǎn)生的阻力大約為：Fr=mg=3(N) （4.2）阻力力矩M等于：M=FrL=0.93(N/m) （4.3）式中：L為分揀架的臂長(zhǎng)為0.31m。則電機(jī)的輸出扭矩為：T=M/=0.95(N/m) （4.4）式中：為從電機(jī)到分揀機(jī)構(gòu)總的效率，=聯(lián)軸承=0.990.99=0.98若不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響取安全系數(shù)為0.3，則啟動(dòng)力矩Tq=3.16 (N/m) （4.5）4.2.2 型號(hào)選擇查資料選取86BYG250-80，具體參數(shù)如下表：相數(shù)工作電壓（V）工作電流（A）靜轉(zhuǎn)矩（N.m）軸徑（mm）步距角（）224801.54.0141.84.3 聯(lián)軸器選擇對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化

23、和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KKzKtKwT=3.95（N.m） （4.6）式中：K為工作系數(shù)，查表近似看做自動(dòng)自動(dòng)升降機(jī)為1.25； Kz為啟動(dòng)系數(shù)，查表為1.0；（Z120） Kt為溫度系數(shù)，查表為1.0；（-2030） Kw為動(dòng)力機(jī)系數(shù)，查表為1.0。（：電動(dòng)機(jī)類）故選擇了HL彈性套柱銷聯(lián)軸器。許用扭矩16N/m Tca。4.4 步進(jìn)電機(jī)的控制一般說(shuō)來(lái)步進(jìn)電機(jī)的控制可以用單片機(jī)控制也可以用PLC控制。不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)

24、。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過(guò)海，各顯神通，功能千差萬(wàn)別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。所以采用PLC控制選擇型號(hào)為三菱FX2N。4.4.1 分析系統(tǒng)，確定I/O點(diǎn)數(shù)為了控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)輸入啟動(dòng)信號(hào)，即檢測(cè)到缺陷產(chǎn)品的信號(hào)；一個(gè)停止信號(hào)；一個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的輸出信號(hào)。4.4.2 分配I/O地址表 4-1 外部信號(hào)與PLC的I/O接點(diǎn)地址編號(hào)對(duì)照表輸入信號(hào)名稱功能I/O編號(hào) SB0啟動(dòng)X000SB1停滯X001輸出信號(hào)名稱功能I/O編號(hào)KM0步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)Y0004.4.3 外部接線圖圖 4.54.4.4 PLC程序設(shè)計(jì)PLC程序主要連接檢測(cè)到分揀機(jī)構(gòu)的運(yùn)

25、動(dòng)。當(dāng)剎車片經(jīng)過(guò)檢測(cè)裝置下方時(shí)開始檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到是廢品時(shí)，檢測(cè)裝置發(fā)出一個(gè)脈沖，即下圖的X000，此時(shí)X000閉合，接通定時(shí)器T251、中間繼電器M01同時(shí)重置計(jì)數(shù)器C0。（由于檢測(cè)機(jī)構(gòu)距離分揀機(jī)構(gòu)中心約為1米，檢測(cè)速度1/6m/s。故有定時(shí)器定時(shí)為6s。又，選擇的定時(shí)器為100ms積算型，故參數(shù)即為K600）中間繼電器M01的常開觸點(diǎn)閉合，使此回路自鎖；等到計(jì)時(shí)器T251計(jì)時(shí)結(jié)束，其常開觸點(diǎn)閉合接通Y000，同時(shí)Y000回路自鎖，步進(jìn)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)開始執(zhí)行分揀動(dòng)作。其另一個(gè)常開觸點(diǎn)接通計(jì)數(shù)器C0，當(dāng)C0計(jì)數(shù)到100時(shí)將其常開觸點(diǎn)斷開，即步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)結(jié)束，結(jié)束分揀動(dòng)作。圖 4.65.料桶設(shè)

26、計(jì)為了方便有產(chǎn)品的搬運(yùn)減少不必要的人力， 與此同時(shí)設(shè)計(jì)了專用的料桶。5.1 材料選擇考慮到料桶屬于圓柱形，所適合的生產(chǎn)工藝為拉升，所以選擇的材料要求具有較好的延展性，其次料桶還應(yīng)具有很長(zhǎng)的壽命。所以選擇奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9，這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，用來(lái)制作耐酸設(shè)備，如耐蝕容器及設(shè)備襯里、輸送管道、耐硝酸的設(shè)備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至10501150，然后水冷，以獲得單相奧氏體組織。5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.1 桶徑計(jì)算如圖5.1所示，假設(shè)料桶放在離料斗口下方50mm右邊離其100mm處，同時(shí)假定產(chǎn)品從料斗

27、滑落至料桶過(guò)程中速度很快，直到完全脫離料斗時(shí)也沒發(fā)生翻轉(zhuǎn)。最大產(chǎn)品直徑470mm，有勾股定理有：D=50+（4702-470sin16）+s600mm （5.1）式中：D表示桶徑；圖 5.1 s表示產(chǎn)品到桶壁的間隙。5.2.2 底部設(shè)計(jì)由于剎車片質(zhì)量叫重，為了方便搬運(yùn)，所以在同的底部設(shè)計(jì)了兩個(gè)槽。此槽用兩節(jié)槽鋼焊接而成。目前槽鋼已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以只需選擇合適的槽鋼進(jìn)行切割焊接即可。所選槽鋼規(guī)格為8#-80*43*5.0。結(jié) 論汽車剎車片缺陷檢驗(yàn)流水線整個(gè)設(shè)計(jì)分為兩大塊：一、 流水線的設(shè)計(jì)整個(gè)流水線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)有流水線結(jié)構(gòu)。流水線型材的選擇使得整個(gè)流水線的安裝和調(diào)整大為簡(jiǎn)便，也使得其結(jié)構(gòu)布局

28、得到了很好的優(yōu)化。皮帶的選擇則是流水線能否成功的關(guān)節(jié)，其結(jié)果直接影響檢測(cè)結(jié)果。選擇的綠色PVC皮帶反光較少有利于圖像采集，提高了圖像分析的準(zhǔn)確性。二、 分揀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于剎車片很薄，最大厚度不足4mm。普通的分揀機(jī)構(gòu)只能分揀體積較大的物品。設(shè)計(jì)之初，嘗試了用氣缸進(jìn)行分揀，但是由于氣缸推桿前段容易劃傷流水線，且存在回程滯后等問(wèn)題，所以設(shè)計(jì)了專用的分揀機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)利用凸輪曲線控制分揀架運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分揀，機(jī)構(gòu)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和準(zhǔn)停，整個(gè)機(jī)構(gòu)理論上可行。當(dāng)然本設(shè)計(jì)中還存在著諸多缺陷，如：上料部分為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，分揀機(jī)構(gòu)的可行性等問(wèn)題有待解決。致 謝經(jīng)過(guò)了一個(gè)學(xué)期的鏖戰(zhàn)，畢業(yè)設(shè)即終于完成了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是解決剎