自动纸管机往复丝杠滑块，往复丝杆凸轮加工定制专业
实现物料的往复运送，并在往复的一端实现物料夹持，另一端实现物料放开。即需要实现水平和竖直两个方向往复运动，并准确匹配。常见往复运动的机构有曲柄滑块 机构、凸轮 往复 机构、液压气动 往复 结构、丝杠 螺母机构等。前两种机构在实现较大行程时占用空间过大，后两种结构成本又偏高；并且以上一套机构只能实现一个方向的 往复 。
鉴于此，提出了一种新型复合 往复 运动机构，实现了两个方向的 往复 运动，且成本较低，结构紧凑。实践证明，本机构实现了设计要求，在自动卷管机中得到了很好的应用。复合 往复 运动机构结构设计如图所示，为复合 往复 运动机构结构图，链轮5是链传动的主动轮，4 为滚子链，卡座0 固定在链条的某个链节上，卡座内装有轴承，外轴套 与卡座能够相对转动。直线轴承3固定在外轴套上，并与滑杆 构成竖直方向上的移动副，直线轴承4 通过铰接件5 与外轴套实现铰接，并与滑杆2 构成移动副。弯板支架3固定在 滑块 9 上，滑竿固定在弯板支架上，滑杆2、导纸杠6 和转轴2 固定在一起，并相对弯板支架转动。
（a） （b）图 复合 往复 运动机构结构图.水平 往复 滑杆 2.竖直摆动滑杆 3.直线轴承a 4.直线轴承b5.摆动铰接件 6.导纸杠 7.拨管臂 8.直线导轨 9. 滑块 1.卡座 11.外套轴 12.转轴 13.弯板支架 14.链条15.链轮工作时，设主动链轮从图示位置开始顺时针方向匀速转动，链条开始移动，通过卡座带动外轴套，直线轴承3，滑杆1带动弯板支架实现整个结构的向右移动。当卡座移动到从动轮与链条的切点时，外轴套在卡座内相对转动，滑杆1 和直线轴承3相对滑动，支架开始减速。当卡座转到从动轮的右象限点时，支架速度减到，并开始向左加速运动。与上述过程同时，当卡座随链条从从动轮上象限点到下象限点过程中，带动外套轴向下移动，滑杆2和直线轴承4 相对滑动，5 铰接件绕外套轴转动并通过滑杆2 带动导纸杠6的向下摆动。当卡座随链条在下边移动到主动轮位置时，动作过程与上述过程对称。这样本机构在输入匀速转动下，就实现了上述两个方向的复合 往复 运动。2 机构运动分析 2.1 水平 往复 当主动链轮等速回转时，链条上点的平均线速度保持恒定，那么卡座会随链条保持恒定的平均线速度运动。从上面的结构分析可以看出卡座回转中心o在水平方向上的分速度v 1 就是 往复 结构的 往复 运动速度。 往复 运动速度曲线，如图2 所示。（a） （b）图2 往复 运动速度曲线从图2（a）可以看出： v 1=v（卡座随链水平运动时i） （1） machinery design ＆ manufacture 机械设计与制造第6 期 2009年6 月 96 v 1 =vcosθ=vcosωt =vcos v r （卡座随链轮转动时，设卡座运动到与链轮相切位置=0ii）（2）可得 往复 运动一个周期的速度曲线，如图3所示。图3 运动周期的速度曲线 往复 结构的加速度：a 1 ＝0 （条件i） （3） a 1 = dv 1 d =- v 2  sin v  （条件ii）（4）可得起对应的一个周期内加速度曲线，如图4 所示。图4 周期内的速度曲线 2.2竖直摆动同样用上面的分析方法可得出卡座回转中心在竖直方向上的速度和加速度曲线，如图5 所示。 v 2 ＝0 （条件i） （5） v 2=vsinθvsinωvsin v  （条件ii） （6） a 2 ＝0 （条件i） （7） a 2 = dv 2 d =v 2  cos v  （条件ii） （8）图5 速度和加速度曲线几何关系图，如图6 所示。图6几何关系图图2（b）为竖直摆动部分的示意图，线oa、b 分别表示滑杆 2 摆动的两个极限位置，则图中角α即为竖直摆动角度。从图中几何关系可以得出： α=arctan a b-－arctan a b+（9）根据式（6）可计算出滑杆2从 位置运动到 位置的位移变化： x=∫v 2 =∫vsin v =-cos v  （10）当x在（-，）变化时，摆角从0 变到了α，设这个变化的角度为准，则（9）式可改为：准=arctan a b-－arctan ab+x =arctan a b-－arctan a b-cos v （11） 3机构在纸管机中的应用本机构在纸管机中用于往返送纸，其工艺流程为：机构运动到最左位置时，导纸杠抬起，将上道工序送来的纸料吸住并向右运动，把纸送如卷针。同时在导纸杠右端装的拨管臂把上次卷好的管拨出。到最右端，导纸杠放下松开纸料，卷针卷管。
往复 机构向左返程完成一个工作周期，如图7 所示。图7 工作周期完成图3.1本机构与生产线的速度、相位匹配本机构中采用链传动，为了便于计算应使链条链节数是主动链轮齿数的整数倍，本设计中齿数取18，链节数为108，这样主动链轮转6圈完成一个周期。为使生产线连续顺利运行，各运动模块应正确相位匹配。即前一道工序送来纸料后，本机构正好运行到左侧位置导纸。可在本机构与生产线连接处轴与轮间安装免键轴承进行相位调节。
32应用中的辅助措施由于本机构不停的 往复 运动，质量越大对应的惯性力也越大，所以在保证强度和刚度的前提下尽量降低机构的重量。这里我们采取了在大的件上钻孔减重，轴用空心轴，用轻质材料铝等措施。由于链条、卡座、外套轴等重力的存在，卡座转动到链的上面时，链条有下垂，这样上面的导纸杠就会下摆一定角度，影响正常工作。此现象张紧也不能完全消除。在链下边安装托板有效解决了问题。

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济宁高新区蓝冰丝杠销售部
刘国美
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