摩托车单向器自动装配机气动系统设计

摩托车是现代生活中常用的交通工具之一。在东南亚一些国家，拥有摩托车是当地居民生活质量和收入提高的一个重要标志，摩托车的社会需求量巨大。摩托车单向器又称超越离合器，是摩托车的一个主要部件。超越离合器的功能是当按下起动按钮时，起动电机的动力通过超越离合器传递给曲轴，进而带动发动机点火。当发动机转速逐步提高到一定程度后，发动机就会与起动机脱开，发动机转速进一步提高达到额定转速，驱动摩托车运动，而起动电机空转进而停止工作，以免起动电机被发动机反拖而损坏[1]。

当前，还没有针对摩托车单向器的全自动生产设备，单向器装配主要采用手工方式，生产效率低，操作工人劳动强度大，企业劳动成本高，并且无法对零件装配过程进行实时监控。因此，开发摩托车单向器自动装配机是相关加工企业的迫切要求，可明显提高企业设备信息化和自动化水平，具有较强的经济价值和社会价值。本文主要对自动装配机的气动系统进行研究，该部分是自动装配机平稳运行的关键。

1 装配机工作原理和主要结构组成

1.1 装配机工作原理

装配机所装配的摩托车单向器的主要零件如图1所示，包括(从左到右)：1个星轮、3个弹簧、3个销柱、1个金属垫片和1个橡胶套，共计5种9个零件，装配机需要将此9个零件组装为一个完整的部件。

  

图1 单向器的零件图Fig.1 Parts drawing of one-way clutch

摩托车单向器自动装配机是一个典型的机、电、气一体化设备，采用PLC作为核心控制元件，协调整机各个执行部件进行工作。该设备总体结构如图2所示，主要包括自动上料系统、装配系统、落料系统、工位转换系统、气动系统和控制系统等。考虑到需要在星轮上连续装配其他8个零件，装配精度要求较高，总体设计时将加工工位设置为环形布置形式，即将8个加工工位均布在直径为700 mm的铝合金圆盘上，在8个加工工位设置相同的星轮夹具，实现星轮在8个工位上一致准确定位。为保证8个星轮夹具转位准确，工位转换系统采用了凸轮分割器模块，分割器的定位分割精度为±30 s，同时，转位迅捷，有利于生产率的提高。

  

图2 摩托车单向器自动装配机总体结构图Fig.2 Total structure figure of automatic assemble machine for motorcycle one-way clutch

该设备所组装零件都是单个异形件，自动装配时，需要按照特定的方位将各零件定时输送到加工工位。摩托车单向器的5种零件都采用北京易方达公司生产的振动料盘自动上料，通过振动料盘的剔除、矫正机构，可使零件在振动料盘出口按既定方位单个输出。为确保零件准确平稳到达加工工位，在弹簧、星轮、橡胶套和垫片振动料盘后端加装了直线料道。在直线料道输入端安装光电传感器或光纤传感器，检测直线料道上的零件是否达到要求的数量。未达到数量要求时，振动料盘持续工作供料；达到数量要求时，料盘停止供料，减小上料振动对设备装配过程的影响[2-4]。

1.2 装配系统与落料系统

[1] 徐专政.浅谈电起动超越离合器工作原理[J].摩托车技术,2012(2)：72-73.

弹簧/销柱装配模块如图3所示，1个单向器需要装配3对具有预紧力的弹簧和销柱。

  

图3 弹簧/销柱装配模块Fig.3 Load module for spring and pin

首先，销柱通过振动料盘和不锈钢圆管轨道，按照直立方位输送到销柱推杆前端，由于销柱上下端部是球面形式，为保证销柱在推杆前端的直立状态，在销柱推杆前端粘结了1块磁石，通过磁力使销柱保持直立状态；其次，弹簧通过其上料机构按照既定方位到达弹簧推杆前方，通过气缸将其向前推动并与销柱压缩在一块，销柱推杆通过气缸将第1组弹簧、销柱推送到星轮第1个凹槽上方；最后，通过下压气缸，将其装配到星轮第1个凹槽中，完成第1组弹簧、销柱的装配。

摩托车单向器各个零件质量都较小，非常适合采用气动系统提供动力。设备各主要工艺动作，如星轮进入转位夹具动作、弹簧/销柱装配模块动作、垫片/橡胶套装配模块动作、落料模块动作等，都采用气动系统进行驱动。根据计算，气动系统主回路气压采用0.45 MPa,气动元件主要采用亚德客产品[5-8]。

  

图4 垫片/橡胶套装配模块及落料模块结构图Fig.4 Structure diagram of gasket rubber sleeve assembly module and the blanking system

垫片/橡胶套装配模块如图4所示。垫片和塑胶套分别通过振动盘和直线料道输送至装配工位, 电磁机械手下插到塑胶套中，带动塑胶套横移到垫片上方，然后通过电磁机械手吹气结构，将塑胶套落料至垫片孔中；电磁铁机械手通电，通过磁力吸附垫片/橡胶套组件,利用气缸动力将其一并输送至星轮上方，压入星轮，完成整个装配工作。最后，电磁铁机械手上移，带动整个单向器组件到达落料模块的落料槽上方，实现落料。

3.利用所学知识解决生活中的问题，进一步培养学生综合运用知识的能力及情感、价值观的发展，感受学习教学的乐趣，增强学习的兴趣和自信。

夏国忠心情振奋地来到师部的时候，师长胡琏正在和几位参谋在研究反攻宜昌的作战方案。见夏国忠来了，胡琏忙把他叫到跟前，指着挂在墙上的一幅军用地图，给他讲刚刚研究制定的作战意图。

2 气动回路设计

第2、第3组弹簧、销柱装配与第1组弹簧、销柱装配相类似，不同的是这2组弹簧、销柱到达星轮上方后，需要步进电机通过同步带带动心轴，进而带动弹簧、销柱分别转动150°和270°，到达星轮第2和第3个凹槽上方后，压入星轮相应凹槽。

2.1 弹簧/销柱装配模块(二工位)气动回路设计

该回路所要完成的工艺动作是将上料系统分别输出的弹簧、销柱组合在一起，在二者具有一定预紧力的情况下，装配到星轮凹槽中[9-12]。

2.1.1 弹簧/销柱装配模块气缸选型

由于弹簧和销柱的外形尺寸很小，所以在选用气缸时主要根据运动的方式选择气缸类型。本模块中选择双轴气缸，这种气缸具有良好的导向性。本模块中执行机构的运动行程≤50 mm，载荷小，所以拟选用缸内径为6 mm的双轴气缸，该气缸在不同气压下的理论输出力大小也不相同，如表1所示。

会计反映了企业的财政部门的经济状况以及企业的经营效果，同时，会计也掌握着企业第一手的经济情况以及企业近段时间内的投资情况。因此，会计所计算出的企业收支，不仅仅反映了企业的经营效益，也是掌握着投资商对于企业想获取的一些信息。为了保证企业之间以及企业与会计之间的良好合作关系，国家需要对会计进行一些必要的干预，保证会计的活动在符合职场道德的前提下展开，促进各个企业之间的沟通以及合作。

 

表1 双轴气缸理论输出力Tab.1 Theoretical output force of two- axis cylinder N

  

气缸内径/mm活塞外径/mm动作方式受压面积/mm2空气压强/MPa0.30.40.50.664往复压侧56.517.022.628.333.9拉侧31.49.412.615.718.8

气动系统主回路气压采用0.45 MPa，根据表1可得压侧输出力大小为25.45 N，拉侧输出力大小为14.15 N，均满足推动零件所需推力的要求。在该工位所选用的气缸型号如表2所示。

 

表2 二工位所用气缸Tab.2 Cylinders of the second station

  

类 型型 号行程/mm弹簧上料气缸TR6·40S40弹簧/销柱上料气缸TR6·50S50下压气缸TR6·20S20

HE Tao. The Design and Realization of Starter Driver’s Automatic Assembly Based on Visual Detection [D]. Hangzhou: Zhejiang University of Technology, 2015.

本模块中工艺动作顺序为弹簧上料气缸推料—弹簧和销柱上料气缸进行推料—弹簧上料气缸退回—弹簧和销柱上料气缸退回—下压气缸下压—下压气缸退回。该工位气动回路设计如图5所示。

蓝宝石玻璃表背，可见大夹板的环形日内瓦条纹与陀飞轮同心，如涟漪散开；夹板上的小窗分别显示小时、星期、月份及闰年，围着大夹板的日期转碟从机心两面都可见；这多项显示功能组成精密的万年历系统完全为Grand Récital腕表研制，精彩构思确保时间及天文功能显示精准无误。

  

图5 弹簧/销柱装配模块气动回路图Fig.5 Pneumatic circuit drawings of assembly module for spring and pin

2.2 垫片/橡胶套装配模块(三工位)气动回路设计

该回路所要完成的工艺动作是将上料系统分别输出的垫片、橡胶套组合在一起，然后通过电磁机械手将其一并装入星轮中，最后，电磁机械手与落料模块配合，完成单向器组件的落料。

2.2.1 垫片/橡胶套装配模块及落料模块气缸选型

[4] 何涛.基于视觉定位的单向器自动装配系统设计与实现[D].杭州:浙江工业大学,2015.

 

表3 气缸理论输出力Tab.3 Theoretical output force of cylinders N

  

气缸类型气缸内径/mm活塞外径/mm动作方式受压面积/mm2空气压强/MPa0.30.40.50.6双轴气缸108往复压侧157.147.162.878.694.3拉侧100.530.240.250.360.3滑台气缸106往复30.240.250.360.370.4

由于气动系统主回路气压采用0.45 MPa，根据表1可得缸内径为6 mm双轴气缸压侧输出力大小为25.45 N，拉侧输出力大小为14.15 N。根据表3可得缸径为10 mm的双轴气缸压侧输出力为70.7 N，拉侧输出力为65.35 N；缸径为10 mm的滑台气缸输出力为55.3 N，均满足该工位气缸推动零件运动所需推力的要求。该工位选用的气缸型号如表4所示。

 

表4 三工位所用气缸Tab.4 Cylinders of the third station

  

类 型型 号行程/mm吸盘机械手TR6·20S20塑胶套移位气缸STWA10·50S50垫片移位气缸STWA10·100S100电磁吸盘机械手TR10·100S100落料工位移位气缸STWA10·100S100

2.2.2 垫片/橡胶套装配模块及落料模块气动回路图

该模块执行的工艺动作是：垫片、橡胶套分别由上料机构将工件按照指定方位输送到装配工位，橡胶套真空吸盘机械手抓取振动上料机构输送到位的橡胶套，橡胶套移位气缸带动吸盘机械手上升，移位到垫片上方，真空吸盘反向吹气，橡胶套落料，吸盘机械手返回抓取下一个零件，电磁吸盘机械手被垫片移位气缸带动至垫片孔上端，电磁吸盘机械手将橡胶套压进垫片孔中，同时，电磁吸盘机械手上电，抓取垫片、橡胶套通过垫片移位气缸移位到星轮夹具上方，星轮夹具中已有装配好3组弹簧、销柱的星轮，将垫片、橡胶套一块压进星轮，电磁吸盘机械手复位，完成单向器装配，同时落料模块移位气缸带动落料槽移位至电磁吸盘机械手下端，电磁铁断电，单向器组件落料至落料槽，完成单向器的落料。其气动回路设计如图6所示[13-15]。

  

图6 垫片/橡胶套装配模块气动回路图Fig.6 Pneumatic circuit drawings of assembly module for shim and rubber case

3 结 语

对摩托车单向器自动装配机的气动系统进行实验研究，分析了单向器组件装配的效率，完成了摩托车单向器自动装配机的样机设计加工，并在实验室进行了安装调试和试加工。

由于弹簧/销柱装配模块需要装配3对弹簧、销柱，进行3次循环，所以气缸工艺动作总数为18次，加上步进电机带动心轴进行转位，该模块所用时间为20 s。垫片/橡胶套装配模块及落料模块气缸工艺动作数为12次，所用时间为12 s。经过样机试生产，弹簧/销柱装配模块是该设备占用时间最长工艺环节，为20 s，样机生产率为3个/min，远高于人工效率2个/min，摩托车单向器装配效率提高约50%。这说明本文的结构设计能够满足单向器零件的自动上料，完成单向器的自动装配工艺动作；通过对气缸气压值的实验研究，得出实验气缸的压力和拉力能够满足零件进退所需；通过分析装配与落料模块的工艺动作和时间发现，该套设备能够满足单向器组件的装配要求，气动系统噪音小、工作可靠，为摩托车单向器的大批量生产提供了技术支持。

设备开发的不足之处是弹簧/销柱装配工位工艺动作较多，工艺时间长，影响了整机的生产效率。未来设备升级改造时，可将现有的弹簧/销柱装配工位增加为3个，每个弹簧/销柱装配工位只装配1对弹簧、销柱，同时，可省去该工位心轴的旋转工艺动作，进一步提高设备的生产效率。

在产科,做的最多的手术是剖腹产,而术后患者腹部切口愈合情况直接影响手术成功率。[4]临床实践中,脂肪液化、切口感染、切口裂开、切口血肿、切口疝等切口愈合不良症状发生,都是剖腹产手术后急需解决的问题,如果处理不当,容易引发患者及家属纠纷,影响医院医疗服务声誉。[5]因此,剖腹产后伤口感染对,于产妇们的危害十分严重,需要积极有效的进行处理,针对性护理能够有效的避免产后感染的情况发生,应该加强护理措施实施。

参考文献/References:

装配系统是摩托车单向器自动装配机的核心执行模块，分为弹簧/销柱装配模块和垫片/橡胶套装配模块。落料系统是将装配好的单向器组件从垫片/橡胶套装配工位转移到成品容器，该模块与垫片/塑胶套装配模块配合工作，共同完成单向器的落料动作。

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合理的人员安排可以起到事半功倍的效果，因为小组内的成员可以通过互相之间的交流讨论来发现自己在学习和思考之中的不足之处，可以通过和不同性格的人接触来影响自己和改变自己，比如内向的同学会被活泼的同学所影响，成绩好的也可以帮助成绩不理想的，所以老师在分配学习小组时一定要仔细研究每一位同学的性格特点，尽量保证小组内成员可以做到性格互补，这样才能达到意想不到的教学效果。

[3] 黄伟,胡青龙.机械手PLC控制系统的设计[J].机电工程技术,2008，38(11)：91-95.

[8] 刘永辉,张银.基于有限元分析的冰箱承重横梁优化设计[J].机械设计与制造, 2010，39(6):34-36.

她已无声无息地独自度过了好多年，每每念及当初，都会做一番感叹，要是能够立刻化为化石就好了，就再也不用去承受生命中的那些遗憾所带来的苦痛。

由于垫片和塑胶套的质量很小，所以在本模块中选用气缸类型时，主要考虑执行机构运动的平稳性和位移的准确性。本模块中选择的气缸种类为双轴气缸和滑台气缸，这两种气缸均具有良好的导向性。本模块中执行机构的运动行程≤100 mm，所以拟选择缸内径为6 mm或10 mm的双轴气缸及行程为100 mm的滑台气缸。气缸在不同气压下理论输出力的大小如表3所示。

2.1.2 弹簧/销柱装配模块气动回路图

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