重型超长圆柱状物体的导料装置—叉动导料装置

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摘要：该装置用于重型超长（超过3米）圆柱状物体从一个平台传递到另一个平台的导料装置。重型超长圆柱状物体从铺有重型钢轨的导料机构在自重作用下滚下，滚动到叉动导料装置位置时，被叉动导料装置的升降台挡住。多根圆柱状物体在导料架上排列好之后，定位机构升起，从倒数第二根以上的圆柱状物体定位。这时，采用叉式举升机构，将重型超长圆柱状物体平稳释放，这样，倒数第一跟圆柱状物体就会滑下。之后，叉式举升机构重新升起，定位机构下移，重复以上动作，从而实现有节奏地释放圆柱状物体的过程。升降台和导料机构是设有适当倾斜角的长台，圆柱状物体在自重状态下可以自行滑下。该装置适用较重物体的导料，动作平稳，结构简洁，具有较好的工作节拍，非常适合有工作节拍要求的生产线上的传递要求。

关键词：叉动导料装置 传料机构 定位机构

Forklift Material-Leading Equipment For Heavy and Extra-long Cylinder Object

Xie Fengdong

SHenyang Dongji Industrg Group Ltd Co

Mechanical—Electrical Designing Department

Abstract： The Forklift Material-Leading Equipment can move cylinder objects （ more than3meters） from one platform to the material-leading equipment of another platform. The heavy and extra-long cylinder object rolls down by dead weight from the material-leading equipment that layed heavy-railway tracks. It is blocked by the lifting platform of the forklift. The place-fixing mechanism up when the cylinder objects are located one by one on the material-leading shelf. It is located from the 2nd cylinder object from the bottom. The forklift mechanism let the object go slowly so the 1st object from the bottom can slid. Once again the forklift mechanism up， the place-fixing mechanism down to repeat the movement. This equipment is suit to the heavy and extra-long cylinder objects. Its strcture is simple and it can move steady. It meets the production line’s demands.

Key Words： Forklift Material-Leading Equipment Material-moving Mechanism Place-fixing Mechanism

许多创新都来源实际，叉动导料装置源于东基工业集团有限公司的调质气瓶生产线起始部分的导料装置。其目的是将长度为3～12m的钢管由传料机构导入上料传动线。钢管种类为%%C219～%%C406之间的八种类型，生产节奏为11根/小时。该种导料方式以前没有人设计过。最常见的导料方式为链式传动导料机构和气动举升导料机构。链式传动适合物体重量不是太重、种类不是太多、有较大的工作空间的物体传动。气动举升机构适合体积不是太大的物体。其他传料方式还有起重机搬运方式，但它需要较大的工作空间，而且运输长料时也不稳定。因而，对于多种规格、重型超长、圆柱状物体导料方式，在有限空间内，可以采用叉动导料装置。

在生产线的传料部分，有时需要在有限空间内，传动多种规格、重型超长、圆柱状物体，并且要有一定的生产节奏，这时就要采用叉动导料装置。在以往的导料方式中，主要有链式传动导料机构和气动举升导料机构。链式传动适合重量不是太重、种类不是太多、有较大的工作空间的物体传动。气动举升机构适合体积不是太大的物体，否则物体会失去平衡，对举升机构产生破坏。这是由于气动举升机构只能使用单气缸举升，如果使用多气缸，无法达到同步运动。其他传料方式还有起重机搬运方式，但它需要较大的空间，而且运输长料时也不稳定。根据导料的物体特点和现存导料方式的限制，利用液压传动动力较大和叉动举升比较平稳的特点，创造性地设计了叉动导料装置，为同类举升和导料提供了一种新的途径。

叉动导料装置的结构：包括叉动举升装置；传料机构；定位机构。传料机构又包括暂存平台、倾斜3%%d的传料部分、导料部分，三部分是由三条重型钢轨组成，并固定在坚固的导料架体之上。叉动举升装置包括液压泵、液压控制部分、叉动举升部分、升降台，由叉动举升部分负责升降台升降，由液压泵提供升降的动力，而升降台则负责与原料相接触，起导料功能。定位机构包括导向体、定位座、举升液压缸，举升液压缸固定在定位座上，并可以根据需要可以传动固定位置，导向于举升液压缸上方，以一定形状与管料接触，负责将管料定位。叉动举升装置和定位机构分别安装在传料机构的特定位置上内，单独自成一体，在传料机构之上有与之相适应的侧导轨相互配合，侧导轨既起导向作用，又可以承受原料对叉动举升装置和定位机构的强烈冲击，这也是叉动举升装置和定位机构能够完成其各自功能的根本保证。其结构图如图1：

叉动导料装置的动作和导料过程：第一步，由存料台运送一个生产班次的原料至传料机构的暂存平台上，并控制叉动举升装置处于升起位置。第二步，使原料沿传料机构的传料部分向下缓慢滚动，由于沿传料机构的倾斜角事先经过计算而设计好的，在工人的稍微转动下，原料就会沿着传料部分向下滚动。由于倾斜角度较小，原料转动缓慢。有时原料的外形有一定的偏差，需要工人用较小的辅助外力转动。原料被叉动举升装置的升降台拦住，后续原料依次沿传料机构排成一排。第三步，定位机构升起，将升降台挡住的原料的倒数第二根以上的原料全部定位，只允许倒数第一根原料处于可运动状态。第四步，叉动举升装置收回，第一根原料沿着传料机构的导料部分自由滑下，进入下一工序。当第一根原料滑过导料部分之后，导料部分上的接近开关将信号传递给控制系统，控制举升装置重新生起，升降台到位时，定位机构下降，原料就会下移一个原料位置（有时需要人为略加外力），重复上述过程，就实现了重型超长圆柱状物体有一定节拍地、平稳地实现导料过程。

叉动举升装置的设计：该装置具体由带有一定斜面的举升台、滑座、滑轮、油缸、支杆、导料座、轴等组成，其中油缸是动力元件，它的运动带动整个叉动导料装置的上下平稳运动，从而实现设备所需要的动作。

根据传传料机构的传料部分所存料的重量和个数以及传料部分的倾斜角度以及举升台与侧导轨的摩擦力可以计算出叉动举升装置下移所克服的外力F（以最大直径为准），通过F可以确定油缸的参数。

根据公式 （1）

查设计手册，按液压缸内径系列表将计算结果圆整后取标准直径为D。

为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连接，则d=0.7D

由此计算出液压缸无杆腔有效作用面积A1和有杆腔有效作用面积A2。

根据液压缸的有效作用面积和设定的速度可以求出液压缸的输入流量和输入功率，从而计算出与液压缸相适应的一系列参数，从而选择出相应的液压元件。

根据液压缸对支杆的作用力可以确定支杆的尺寸。

根据同样的原理，可以确定定位机构的各个参数，确定相应的液压元件。由于定位机构只是起暂时分离原料，阻止其向下滑动的作用，因而不需很大的功率，仅仅用来克服平行传料部分向下的摩擦力和下行时与侧导轨的摩擦力。

叉动举升装置和定位机构的设计都巧妙地采用了转移冲击力的方法，即将重型物体对二者产生的很大的冲击力转移到二者滑动的轨道上来，让坚固的架体承受冲击力，从而减轻了二者受到的破坏。

定位机构不必完全同步运动，只要在规定时间内达到设定的位置就可以。同时，定位机构要根据圆柱状物体的直径的不同而移动位置。

该技术方案与链式传动导料机构、气动举升导料机构和起重机搬运方式相比较，就其适应范围来说，它避免上述三种方式重量、体积、工作空间的限制，它十分适合多种规格、重型超长、圆柱状物体导料方式。

参考文献

[1]徐灏，蔡春源，严隽琪.机械设计手册（5）.43-170页.