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辊式送料
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辊式送料机构设计,辊式送料,机构,设计
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前言1.1 课题来源及意义冲压是金属塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也称为板料成形。冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。冲压具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点，因此在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等生产和发展具有十分重要的意义。1.1.1 冲压在机械制造中的地位及特点冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 冲压件重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。大批量的中、小型零件冲压生产一般是采用复合模或多工位的连续模。以现代高速多工位压力机为中心，配置带料开卷、矫正、成品收集、输送以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成生产率极高的全自动冲压生产线。采用新型模具材料和各种表面处理技术，改进模具结构，可得到高精度、高寿命的冲压模具，从而提高冲压件的质量和降低冲压件的制造成本。 冲压生产的工艺和设备正在不断发展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺尤其适合多品种的批量（甚至是数十件）零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。 总之，冲压模具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。1.1.2 现代冲压加工发展趋势制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被各种复合材料或高分子材料替代。 在模具设计与制造中，开发并应用CAD/CAM系统，发展高、新制造技术和模具、装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。推广应用数控冲压等设备，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 某些传统的冲压加工方法将被液压成形、旋压成形、爆炸成形等新颖的技术所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济冲模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形状和尺寸是由冲压工序的性质决定的。冲裁冲孔落料模的凸、凹模之间间隙很校，并做成锋利的刃口，以便形成强大的剪切力进行剪切，使坯件与板料分离在现代化的机加工过程中，消耗于送料的时间损失是组成零件单件加工时间的一部分，它属于辅助时间。要想提高生产率，减少生产中的辅助时间将是非常重要的一个环节。而要想减少辅助时间，就必须提高生产的自动化程度。自动送料机构就是为实现生产中送料工序自动化而设计的一种专用机构。自动送料机构可将冲压料或冲压件经过定向机构，实现定向排列，然后顺序地送到机床或工作地点。这在自动化成批大量的生产中显然是实用的，不但可把操作人员从重复而繁重的劳动中解脱出来，而且对保证安全生产也是一种行之有效的方法。目前，国内拥有大量的冲压机床，如果能把它们改造成半自动或自动机床，将会充分发挥机床的潜在力量，这是一个具有重大意义的事情，而在机床上安装自动送料机构，这将大大提高冲压的生产效率，实现冲压的完全自动化。1.2 参考文献综述冲压工艺大致可分为分离工序和成形工序（又分弯曲、拉深、成形）两大类。分离工序是在冲压过程中使冲压件与坯料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求；成形工序是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化成所要求的成品形状，同时也应满足尺寸公差等方面的要求。 按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等，同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。 1.冷冲压 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光洁、无斑、无划伤等。2.热冲压 将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为可消除内应力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低变形抗力，减少设备的动力消耗。随着现代工业的发展，现代冲压加工的发展趋势有以下五点： （1）深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。 （2）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。 （3）在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。（4）推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 （5）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。随着近代工业的发展，以冲模为中心的电子计算机控制全自动冲压加工系统的研制十分必要。现在已经出现了全自动冲压加工生产线、冲压加工中心、全自动落料冲床、自己备有薄板上料和卸料的电子计算机数控转塔式冲床以及其他自动冲压系统。这种系统必须配备相应的高质量、高效率的冲模。自动模中的送料、出件等装置主要由模具本身的运动部分来驱动（一般是上模）。还可以由压力机的曲轴或滑块来驱动，也可以由单独的驱动装置（如机械、液压、气压等）来驱动。自动模的送料、卸件、出件的动作最大特点是周期性间歇地与冲压工艺协调进行。实现周期性动作的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、定向离合器、平面连杆机构等。自动模的自动化装置就是自动模的驱动装置通过周期性动作机构使自动化装置的工作零件产生周期性工作，这就是自动送料机构。本次毕业设计主要完成冲床上自动送料机构的设计。 自动送料机构总体方案设计自动送料装置按送进材料的形式分为送料装置与上件装置两类。本设计属于送料装置。常见送料机构形式有以下五种： 钩式送料机构; 凸轮钳式送料机构; 杠杆送料机构; 夹持送料机构； 辊轴送料机构。由于本设计所用的毛坯件厚度比较薄，不在前三种送料方案所适用的材料厚度范围内，第四种和第五种方案适用。将第四种与第五种方案进行比较，发现前者需要采用斜楔带动加料爪和滑板运动，在送料过程中振动会比较大，从而影响到送料精度；而后者是使用辊轴送料，辊式送料机构是各种送料机构中使用最广泛的一种，既可用于卷料，又可用于条料。因为送进机构是辊子，且辊子只作单方向旋转运动，所以辊式送料比其它任何送料的送进速度高；对被送进材料的板厚和板宽限制少，所以使用范围广；送进长度能在大的范围内调整；对被送进材料的材质和材料的表面粗糙度要求低，无论是硬质板材还是柔软板材几乎都能使用；辊式送料机构的驱动方式和结构比其它送料机构的简单，操作也容易。过程更为平稳，因而，送料精度也较有保障。综合考虑各种因素以后，决定采用双辊送料机构，如图1-偏心轮 2-上模 3-下模 4-万向联结节 5-曲柄摇杆机构6-上辊 7-离合器 8-支撑 9-下辊辊轴式送料机构的驱动方式采用压力机曲轴驱动。传动机构采用曲柄摇杆机构。送进步距的大小按下式计算： 当步距S一定时，可以协调主动辊直径d1和转角，以满足送进步距的需要。曲柄摇杆机构与辊轴的连接采用定向离合器。根据材料的送进速度要求，选用合适的定向离合器。辊轴的直径与送进速度和S转角有关，主动辊的直径为 从动辊的设计可以放松一些，不过上、下辊应有相同的圆周速度。主、从辊之间的传动一般采用一对齿轮。所以要求抬辊装置的作用有两种。一种是在开始装料时临时抬辊，使上、下辊间有一间隙，以便材料通过。另一种抬辊动作是在每次送进结束后，冲压工作前，使材料处于自由状态，以便导正。第一种抬辊动作采用手动，设计一个手柄；第二种抬辊动作采用杠杆式抬辊装置，通过螺杆推动杠杆而实现抬辊。工作过程如下：在送料之前，要先用手柄抬起4，以便在上下辊轴之间形成空隙，将薄板料从间隙穿过，然后按下手柄压紧入料。当2回程时，通过5中的摇杆带动9顺时针旋转，从而带动8（主动辊）和4（从动辊）同时旋转完成送料工作。当2下行时，因为9的缘故，辊轴停止不动，接着就是完成冲压的工序了。当1再次回程，又重复上述动作，照此循环动作，达到间歇送料的目的。自动送料机构的设计3.1 零件分析及模具的结构形式冲压成品为条形元件，材料为不锈钢，厚度为2mm；如图3-1所示。有公差尺寸要求中，最小公差带为0.3mm，最大公差带为0.5mm,如图：图 3-1冲压成品图零件折弯前的图零件属于大批生产，工艺性较好。考虑节省材料，排样图如下：图3-2 排样图3.2 辊轴送料机构的原理、结构及工作过程辊轴送料机构的原理、结构、工作过程在第2章已有简述，下面进行更为详细的阐述。辊轴自动送料装置是通过一对辊轴定向间歇转动而进行间歇送料的。按辊轴安装的方式有立辊和卧辊，其中，卧辊使用较多，它分为单边和双边两种。本设计采用单边卧辊式辊轴自动送料装置。送料机构的运动极限位置与一般位置的图解大致如图3-1所示:图 3-1 送进步距与辊轴直径及其转角的关系辊轴送料装置与其他送料装置一样，必须保证冲压工作与送料动作有节奏的配合。当冲压工作行程开始时，送料装置应已完成送料工作，料停在冲压区等待冲压。冲压工作完成后，上模回到一定高度，即上、下模工作零件脱离时才能送料。冲压与送料过程时间上的配合关系可由工作周期图来表示，如图3-2所示。图 3-2 送料周期图由图看出，抬辊的开始点和结束点对称于滑块的下止点，而抬辊的开始点稍大于压力机的公称压力角，但不宜过早抬辊，以免引起板料位移而产生废品。辊轴送料机构结构图如图4-3所示：需要说明的是，自动送料机构与压力机之间所用的曲柄摇杆机构，杆的长度均为可调，另外曲柄联接处有偏心调剂盘可调偏心距。杆的联接处用万向联轴节联接。3.3介绍辊子送料装置的设计过程。3.3.1送料辊的设计（1）送料辊的辊子尺寸计算 已知送料步距的大小，就可以设计计算出送料辊的直径，一般用下式表示 （336）式中：主动下辊轴直径，mm; 送料步距，mm; 下辊轴一次送进转角，度，如间歇传动部件为超越离合器，则=。 受和的限制，不能太小。但上辊轴可以设计得小一些。考虑到上下辊轴之间应有相同的圆周速度，即，而，得出=，又可改写成 式中 ，下辊轴的角速度和转速； ，上辊轴的角速度和转速； ，下辊轴端面齿轮齿数和上辊轴端面齿轮齿数； 端面啮合齿轮的齿数比。 根据实际工作情况，取送料步距=200mm, 因所选择的间歇传动部件为超越离合器，则=。则可选进行初算，齿轮为传力齿轮，考虑应使送料装置外形尺寸紧凑，模数应为47之间选取，此时初算m=5.i=2,并认为啮合齿轮的分度圆直径，;则主动下辊轴的直径为： = = = 齿轮的齿数必须圆整，所以确定为45，确定为23。则两齿轮的分度圆直径=，。则上下辊中心距为170mm。而在两辊轴中间夹有带料，设所送的最薄带料为2mm,因此两辊轴的直径应满足下列条件： 且d1=2*d2,则d1=224;d2=112mm;而为了保证每次送料200mm,且滚轮直径减小了， 所以应调到。（2）咬入条件及矫直量 （a） (b)图3-10 咬入条件及矫直量示意图 如上图（a）图所示，辊子能咬住材料进行送料的条件3为 （331） 即。 故 （332） 式中 R送料辊作用在材料上的力； 咬入角； 送料辊与卷料之间的摩擦系数，（为摩擦角）A 辊子的中心距；B材料厚度； D送料辊的直径。 经验算符合辊子能咬住材料进行送料的条件要求。 而矫直量的确定可根据上图（b）图所示，矫直量： （333）即 （334）取代入式218中，得 （335） 式中 材料变形后的实际厚度,mm； 矫直量,mm； 许用最大矫直量,mm。经验算所取的矫直量不大于，则所设计的辊子就可以咬住材料进行矫直和送料，完全符合辊子的设计要求。（3）送料辊结构设计 辊轴是直接与卷料接触的零件，它有实心辊与空心辊3两种。对于送料距较小，送料速度不高的情况下，辊子可以制成实心的；而对于送料距较大、送料速度较高的情况下，辊子可设计成轴套式或空心式辊子。在每分钟几百次的高速压力机上，为了减小辊子的转动惯量，提高送料精度，辊子都应该制成空心式的，故根据实际工作情况，我采用空心式辊子。则所设计的上下辊子的结构示意图如下所示： 下辊与齿轮分开设计，如图（4）压紧装置辊式送料借助于辊子和坯料之间的摩擦力实现，为了防止在送料过程中辊子与坯料之间产生相对滑动，影响送料精度，应设置压紧装置对辊轴施加适当的压力，以产生必要的摩擦力。可采用的压紧装置有螺旋弹簧式、板簧式、和弹簧杠杆式，本设计采用板簧式压紧装置，原理如图4-4所示。图3-4 板簧式压紧装置原理图本送料装置中的压紧装置采用两个弹簧间接压紧的形式，且弹簧所提供的压紧力可根据实际情况调节弹簧上面的螺母，从而达到调节弹簧压紧力的效果。（5）抬辊装置抬辊装置的作用是将上辊向上稍稍抬起，使坯料松开。送料装置在使用过程中需要两种抬辊动作：一种是开始装料时临时抬辊，使上、下辊间有一间隙，以便材料通过；第二种抬辊动作是在每次送进结束后，冲压工作前，使材料处于自由状态，以便导正。参考有关资料，常见的抬辊装置有五种：撞杆式、气动式、偏心式、斜楔式和凸轮式。本设计实现第一种抬辊动作采用手动，在抬辊机构上加一个手柄，达到抬辊的目的；对第二种抬辊动作采用撞杆式抬辊装置实现，撞杆后利用杠杆原理使上辊抬高。原理如图3-5所示。图3-5另外，为了实现第一种抬辊动作，送料机构中特别加了一个手柄，使它与撞杆式抬辊装置连在一起，利用杠杆原理实现抬辊。手柄如图：（6）驱动机构本设计采用的驱动方式为压力机曲轴驱动，驱动机构用曲柄摇杆传动。其他常用的驱动机构有拉杆杠杆传动、斜楔传动、齿轮齿条传动、螺旋齿轮传动、链条传动及气动液压传动。（7）送料进距调节装置前面已经提到过，自动送料机构与压力机之间所用的曲柄摇杆机构，杆的长度均为可调，另外曲柄联接处有偏心调剂盘可调偏心距。偏心距e与辊子转角的关系如下：（8）、间歇运动机构辊式送料机构由压力机的曲轴驱动，间歇运动机构设在二者之间，起作用是将曲轴的连续转动转化为送料辊的间歇转动。本设计采用超越离合器来实现间歇运动，与下辊即主动辊联接。其它常用的间歇运动机构有棘轮机构和蜗杆凸轮机构等。（9）、其它轴承、紧固零件等其他零件，均按手册选取标准件，详见装配图。本设计的送料机构中设计了一个托物架，以便支撑毛胚材料。需要说明的是，因为本设计所选用的压力计滑块行程次数为45次/min，为低速冲压，所以不采用制动装置。但是在高速送料的情况下，由于辊子、材料、传动系统的惯性，会使材料在送料行程终点处的定位精度受到很大影响，故应在辊轴端部装设制动器。制动器的结构形式以闸瓦式应用较为普遍，其结构简单，容易加工装配。缺点是长期处于制动状态，摩擦损失较大。常用的摩擦材料有石棉或铸铁。其他的制动器有带式和气动式。另外，本送料机构上还加了一个拖物架，起支撑材料的作用，便于辊轴自动送料，其结构如下图：3.4 齿轮的设计及校核本设计中的自动送料机构中有一对齿轮传动，起上、下辊之间传动的作用。由于上、下辊之间仅仅只有一对齿轮直接传动，材料的厚度变化会引起齿隙的增大。这就会影响送进步距精度。但本设计所用的材料厚度较薄，其所引起的误差较小，故仍采用一对齿轮直接传动。因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40Cr，调质处理，硬度241HB286HB，平均取为260HB，大齿轮用45刚，调质处理，硬度229HB286HB，平均取为240HB。具体计算步骤如下：齿面接触疲劳强度计算1. 初步设计转矩 由钢带反作用力及辊子自身的转动惯量计算模数m 由前面计算结果可知 m=5 mm齿数 分度圆直径d 中心距a a a=170mm齿宽b 取b=50mm 取b=50mm 转数 接触疲劳极限 由机械设计中图12.17c 2. 校核计算圆周速度v 精度等级 由机械设计中表12.6 选8级精度使用数 由机械设计中表12.9 动载系数 由机械设计中图12.9 齿间载荷分配系数 由机械设计中表12.10，先求 由此得 齿向载荷分布系数 由机械设计中表12.11 载荷系数K K= =1.75 弹性系数 由机械设计中表12.12 节圆区域系数 由机械设计中图12.16 接触最小安全系数 由机械设计中表12.14 工作时间t 一年取300个工作日，设计工作寿命为十年， 每天工作八小时。=24000h应力循环次数 由机械设计中表12.15，估计10，则指数m=8.78 =60 原估计应力循环次数正确 接触寿命系数 由机械设计中图12.18 许用接触应力 验算 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还应再进行验算。齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数 齿间载荷分配系数 由机械设计中表12.10， 齿向载荷分布系数 b/h=50/(5 由机械设计中图12.14 载荷系数K K=3.68齿形系数 由机械设计中图12.21 应力修正系数 由机械设计中图12.22 弯曲疲劳极限 由机械设计中图12.23c 弯曲最小安全系数 由机械设计中表12.14 应力循环次数 由机械设计中表12.15，估计3则指数m=49.91 =60 原估计应力循环次数正确 弯曲寿命系数 由机械设计中图12.24 尺寸系数 由机械设计中图12.25 许用弯曲应力 验算 = 传动无严重过载，故不作静强度校核 设计的齿轮如下图：3.5 轴的设计及校核送料机构中一共使用了3根轴，其中有两根轴是主要的轴，分别是上、下辊轴。在这两根轴中，其中下辊轴上的零件较多，结构较复杂，故需要进行严格的校核。上轴结构简单，只起固定辊轴，提供转动中心的作用，故不作校核。现对下辊轴进行校核计算，如下：轴的材料无特殊要求，故选用45钢调质，。轴的计算步骤如下：设计轴的结构如下：其中设置最小的受力轴径为28mm，如上图，给出了各段的尺寸；计算齿轮受力轴的受力图转矩 由上面计算可知 圆周力 径向力 辊子是通过材料与辊子之间的摩擦力进行送料的，因此辊子间的压紧力不能太小。而辊子的摩擦力主要是用来克服材料送进时与其他承料部件间的摩擦力和提供加速度的。如下式：经过实际计算，F应为224N。由，查表得f=0.15。所以P=1500N，方向指向辊子中心。计算支撑反力水平面反力 弯矩图a)水平面垂直面反力 b)垂直面c)合成弯矩图许用应力许用应力值 用插入法由表16.3查得： 应力校正系数 转矩图当量转矩 合成弯矩图校核轴径轴径 经校核，轴无严重过载，且各危险截面都能达到要求，故下辊轴合格。3.6 轴承的设计和校核本设计中的送料装置中一共使用两对轴承，其中上辊轴使用的轴承所承受的轴承应力比较小，故不做校核，现对下滚轴的轴承进行校核。轴承选用6008型深沟球轴承，轴承数据如下：轴承型号d（mm）D(mm)Cr（N）（N）60084068132009420轴承1的校核计算项目计算内容计算结果轴承1的径向载荷轴承转速由以上可知，轴向载荷由以上计算可知，=0 N=0 N=0/9420=0e查表18.7e=0.16=0/8440eX、Y查表18.7X=1，Y=0冲击载荷系数查表18.8=1.2当量动载荷PP=984N轴承预期使用寿命=24000h计算额定动载荷基本额定动载荷由上表可知=13200N 由于，故选用6008型深沟球轴承可以满足轴承寿命的要求。轴承2的校核计算项目计算内容计算结果轴承2的径向载荷轴承转速由以上可知，轴向载荷由以上计算可知，=0N=0N=0/9420=0e查表18.7e=0.16=0/9520eX、Y查表18.7X=1，Y=0冲击载荷系数查表18.8=1.2当量动载荷PP=1161.6N轴承预期使用寿命=24000h计算额定动载荷基本额定动载荷由上表可知=13200N由于，故选用6008型深沟球轴承可以满足 轴承寿命的要求。3.7 超越离合器的设计 (1) 超越离合器的选择及其工作原理超越离合器是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的4变化来实现自行离合功能的离合器，主要用于速度转换、防止逆转、间歇运动等场合。按工作原理可分为啮合式和摩擦式两类。啮合式超越离合器利用棘轮棘爪、牙嵌式的牙等接合式元件的啮合传递转矩，其结构简单，制造方便，但外形尺寸大，接合位置受限制，有噪声，只适用于低速传动。摩擦式离合器利用滚柱、扭簧等压紧其它元件产生的摩擦力传递转矩，它体积小，能传递大转矩，接合平稳，工作无噪声，宜用于高速传动。故选用摩擦式离合器，而摩擦式离合器中的滚柱式单项超越离合器符合设计的要求。 单向超越离合器又称单向啮合器或自由轮离合器，与其他离合器的区别是，单向超越离合器无需控制机构，它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，力矩的传递是单方向的，其连接和固定完全由与之相连接元件的受力方向所决定，当与之相连接元件的受力方向与锁止方向相同时，该元件即被固定或连接；当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放或脱离连接；即在驱动轴与从动轴之间 ，只能使从动轴作一个方向回转，反方向具有空转机能。而滚柱式单向超越离合器由外环、内环、滚柱、滚柱回位弹簧等组成，如图3-17所示：图3-17 滚柱式单向超越离合器原理图1-外环 2-内环 3-滚柱 内环通常用键和某个基本元件或者和变速器壳体连接。在外环的内表面制有与滚柱相同数目的楔形槽，内外环之间的楔形槽内装有滚柱和弹簧。弹簧的弹力将各滚柱推向楔形槽较窄的一端。当外环相对于内环朝顺时针方向转动时，在刚刚开始转动的瞬间，滚柱便在摩擦力和弹簧弹力的作用下被卡死在楔形较窄的一端，于是内外环互相连接成一个整体，不能相对转动，此时单向超越离合器处于锁止状态，与外环连接的基本元件被固定住或者和与内环相连接的元件连成一整体。当外环相对于内环朝逆时针方向转动时，滚柱在摩擦力的作用下，克服弹簧的弹力，滚向楔形槽较宽的一端，出现打滑现象，外环相对于内环可以作自由滑转，此时单向超越离合器脱离锁止而处于自由状态。(2) 超越离合器的结构设计超越离合器常用于驱动辊轴送料机构的辊轴，是之产生间歇转动，以达到按一定规律自动送料的目的。一般，它允许的压力机滑块行程数小于200次/min，送料速度小于60m/min。本设计选用的压力机滑块行程数为120次/min,送料速度v=120224=26.88m/min，满足要求。因为滚柱式单向超越离合器的内环是用键和大齿轮相连的，故根据与大齿轮配合的轴的直径大小可由实用机械设计手册中查得该超越离合器的主要尺寸和参数如下所示： 型号：CKA100*34*28，外环直径100mm，外环宽32mm，内环孔直径28mm，宽34mm，额定扭矩350Nm，最大转速1150r/min.则根据实际工作情况和设计要求可知该离合器的结构如图3-18所示： 图3-18 滚柱式单向超越离合器切断装置和简单在线检测系统的设计4.1 切断装置的设计4.1.1切断装置的原理设计 第一种方案：切断装置由驱动机构和上下切刀组成，下刀片是固定的，上刀片通过一曲柄由电动机经带传动驱动而完成自动切断动作。具体工作原理是电动机经过带传动从而驱动曲柄轮连续转动，通过与曲柄轮所连的连杆使与连杆相连的摇杆作往复摆动，在该摇杆杆长的1/2处开有孔，孔中装一短轴，而该短轴的两端有螺纹，这样用两个螺母将安装在短轴上的上切刀固定住，从而上切刀在摇杆的带动下做直线运动。 当冲头冲完所要求的件数时，此时计数器将此信号发给切断机构的控制装置，这样完成自动切断带钢的任务。第二种方案：偏心轮与小齿轮为同一构件，绕固定轴心连续转动。在与小齿轮啮合的大齿轮上开有凸轮凹槽，摆杆上的滚子嵌在凹槽中，从而使摆杆上下摆动；同时又通过另一偏心轮、连杆、滑杆使销轴上下移动。最后通过在摆杆的叉槽中的滑块和铰链是切刀做直线运动。但凸轮凹槽加工不方便，齿轮的制造和安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 经过以上两种方案的比较，可知第一种方案更合理。4.1.2切断装置的结构设计 根据自动切断的工作要求，可设计出简单的切断机构，其结构如图3-19所示：图3-19 5切断装置的结构示意图4.2 简单在线检测系统的设计4.2.1在线检测系统的设计目的35 在高生产率的自动化生产过程中，单靠操作者来看管生产过程13，发现和处理故障及
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