自動控制的鋼球分離器設計與實現

朱向陽，陸迺田

（中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司，遼寧沈陽 110043）

0 引言

傳統的裝配設備（如汽車發動機缸蓋）是靠人工上料鋼球，缺乏穩定性和鋼球上料的精確性。鋼球是個規則的球體，其直徑大小不同，表面經過處理后光滑不易夾持。在一些使用鋼球數量較多的設備上，對鋼球的裝配時間占整個設備裝配時間的很大一部分，所以在裝配生產線研究開發一套簡單實用的鋼球分離器，在國內外一直是個備受矚目的課題。

在鋼球下落過程中，由于其重量輕，會存在不同程度的堵塞、卡滯現象，鋼球越小堵塞越易發生。鋼球的直徑小、沖擊力小，在下落過程中極易偏離軌道、不易控制，是造成鋼球堵塞的直接原因。

針對現有鋼球分離設備的堵塞嚴重、鋼球間分離困難等問題，設計了一種自動控制的鋼球分離器。

1 機械設計

本文設計的自動控制鋼球分離器的整體結構如圖1所示，包括動力源、推桿、壓板、滑塊、底板及振料器。其中：底板的一側均布有多個動力源，壓板安裝在底板另一側的上方；每個所述動力源均連接有推桿，各推桿的一端分別與相對應的動力源輸出端相連，另一端均連接有在所述壓板與底板之間往復移動的滑塊；壓板上均布有多個鋼球進料口，每個鋼球進料口分別通過鋼球輸送滑道與所述振料器相連通，底板的另一側均布有多個鋼球出料口；滑塊上均布有多個接球孔，通過動力源驅動滑塊移動，振料器分離至各鋼球進料口的鋼球，經接球孔流入所述鋼球出料口，由該鋼球出料口流出。

底板上分別開有進氣口及出氣口，進氣口與出氣口通過氣道相連通，底板上各鋼球出料口分別與所述氣道相連通；壓板上均布有多個檢驗鋼球輸送滑道內是否有鋼球及各鋼球進料口是否有鋼球下落的傳感器；動力源、推桿、滑塊、鋼球進料口、鋼球出料口、鋼球輸送滑道、接球孔及傳感器的數量均相同，且一一對應，各傳感器分別通過固定架安裝在各鋼球輸送滑道的同一側；相對應的鋼球出料口位于鋼球進料口的側下方；壓板與底板之間的兩側分別設有前擋板及后擋板，該前擋板與后擋板之間形成供所述滑塊往復移動的滑道；接球孔與鋼球進料口連通的頂部及鋼球出料口與接球孔連通的頂部均為沉孔形狀。

本裝置的工作原理為：推力氣缸為動力源，在振料器的出口處，根據鋼球直徑的大小，鋼球被振料器分離到鋼球輸送滑道中，流入到鋼球進料口。當需要有鋼球輸送時，會給推力氣缸一個信號，推力氣缸會通過推桿帶動滑塊向前滑動；當滑塊上的接球孔與鋼球進料口連通時，鋼球落入接球孔中；滑塊繼續在推力氣缸的作用下向前滑動，當鋼球出料口與接球孔連通時，一個鋼球即被分離到鋼球出料口。然后，推力氣缸馬上后退到位，其余的鋼球會繼續停留在鋼球進氣口處?；瑝K的行程是靠前、后擋板決定的。在鋼球分離器工作時，會經進氣口沿氣道通入壓縮空氣到每個鋼球出料口，增加鋼球的滑動速度，防止單個鋼球在輸送管路中被卡滯。傳感器則可檢驗鋼球進料口是否有鋼球下落，及鋼球輸送滑道里面是否有鋼球。

圖1 自動控制鋼球分離器的整體結構示意

2 實現過程

本設計包括動力源推桿、壓板、滑塊、前擋板、底板、后擋板、傳感器及振料器，其中底板的一側沿長度方向均布有多個動力源，即推力氣缸。各推力氣缸等高設置，分別通過安裝架固定在底板上。底板一側的板厚小于另一側，在另一側上分別固接有前擋板、后擋板，壓板固定在該前、后擋板的上方，這樣就由壓板、底板、前擋板及后擋板圍成滑道。

每個推力氣缸的輸出端均連接一推桿，各推桿的一端與推力氣缸的輸出端相連，另一端由后擋板穿過、連接有可在滑道內往復移動的滑塊。壓板上沿長度方向均布有多個鋼球進料口，每個鋼球進料口均通過鋼球輸送滑道與振料器相連通。本發明的振料器為市購產品，為沈陽市吉龍自動化設備有限公司生產的振料盤。每個滑塊上沿厚度方向均開有接球孔，底板的另一側沿長度方向均布有多個鋼球出料口，每個鋼球出料口均沿板厚方向開設。壓板上沿長度方向均布有多個傳感器，可檢驗鋼球輸送滑道內是否有鋼球及各鋼球進料口是否有鋼球下落的。推力氣缸、推桿、滑塊、鋼球進料口、鋼球出料口、鋼球輸送滑道、接球孔及傳感器的數量均相同，且一一對應，各傳感器分別通過固定架安裝在各鋼球輸送滑道的同一側。每個接球孔與相對應的各鋼球進料口連通的頂部及每個鋼球出料口與相對應的接球孔連通的頂部均為沉孔形狀，以便鋼球能夠順利流動；相對應的鋼球出料口位于鋼球進料口的側下方，為滑塊留出了移動空間。

3 小結

采用以上技術方案，本設計具有以下優點：

（1）每個滑塊分別配備了相應的推力氣缸，增加了鋼球分離器的靈活性和多樣性，避免鋼球分離發生堵塞現象。

（2）在鋼球出料口處輸入了壓縮空氣，增加了鋼球的滑動速度，防止單個鋼球在輸送路上被卡住。

（3）在壓板上設置了傳感器，可檢驗鋼球進料口是否有鋼球下落以及鋼球輸送滑道里是否有鋼球。

（4）在不損傷鋼球表面質量的前提下，以推力氣缸為動力元件，同時在鋼球出料口處通入氣體，推著鋼球向前滑動。根據每臺機器的工作特點，可將鋼球分離器安裝在用于裝配鋼球的設備上。

［1］楊秀貴.雙進雙出鋼球磨煤機軸向雙擋板分離器改造［J］.科技視界，2015（24）：122.

［2］朱克明.鋼球自動壓裝機的設計［J］.常熟理工學院學報，2014（2）：88-90.