CN107416413A - 一种轻量化阶梯式输料机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻量化阶梯式输料机，包括：机架，摆臂式输料道，机架上设置与摆臂式料道平行的阶梯升降器，机架的下部设置带动摆臂式料道和阶梯升降器运动的动力单元，摆臂式输料道包括构成滑料槽的两个平行的滑动输料板，滑料槽一端用料道宽度调节器固定连接两块滑动输料板，在出料端，一块滑动输料板通过铰链直接与机架连接，另一块滑动输料板通过铰链与L形架连接，L形架通过螺栓与机架固定连接。本发明采用了采取了分离铰链轴的方式，解决了两块滑动输料板之间相互结合的问题，同时将升降板的宽度减去三分之一，降低了运动部件的重量，使带动这些活动部件的电动机功率降低至几千瓦以下，不但节省了材料资源，也节约了能源，实现了节能减排。

Description

一种轻量化阶梯式输料机

技术领域

本发明涉及一种轻量化阶梯式输料机，是一种机械加工设备，是一种在机械加工过程中输送螺栓或螺柱毛坯的专用输送设备。

背景技术

机械加工设备大多数都经历了近百年的历史，发展得已经十分成熟，就单纯机械方面，即便是十分微小的改进，都显得十分的艰难。但随电子设备进入机械领域，推动了机械设备从单纯机械传动变身为机电一体化式的控制—传动方式，机械设备的改进取得了长足的进展。近年来，随着整个社会对环保和节能的重视，对机械设备提出了轻量化的要求，降低运动器件的重量，减小动力设备的功率，提高能源利用率，实现环境友好的目标。传统的阶梯式输料机也已经有了将近百年的历史，基本定型，其中的摆臂式输料道通常用两块面积相等的厚钢板，用多条大螺栓相互固定而构成，重量达到数十公斤。与摆臂式输料道同宽的阶梯升降器有2-4块升降板，这些升降板的面积比输料道略大，其重量达到上百公斤。同时在摆臂式输料道上还设有与其一起摆动的打料杆，及其驱动打料杆转动的皮带轮和电动机。打料杆及其附加的设施也有几十公斤的重量。这样摆臂式输料道和打料杆以及升降板，这些活动部件加起来，重量相当大，带动这些活动部件运动的电动机功率必须较大，才能使这些运动部件顺畅运动，达到输料的目的。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种轻量化阶梯式输料机。所述的输料机轻量化了摆臂式输料道和升降板，降低了运动部件的重量，使带动这些活动部件运动的电动机功率降低数倍。

本发明的目的是这样实现的：一种轻量化阶梯式输料机，包括：机架，所述的机架上部件通过铰链与摆臂式输料道连接，所述机架的上部和中部设置与摆臂式料道平行的阶梯升降器，所述机架的下部设置带动摆臂式料道和阶梯升降器运动的动力单元，所述的摆臂式输料道包括构成滑料槽的两个平行的滑动输料板，所述滑料槽一端用料道宽度调节器固定连接两块滑动输料板，滑料槽的另一端为出料端，在所述出料端，一块滑动输料板通过铰链直接与机架连接，另一块滑动输料板通过铰链与L形架连接，所述L形架通过螺栓与机架固定连接。

进一步的，所述的料道宽度调节器包括：与一块滑动输料板螺纹连接的空心螺栓，所述的空心螺栓中心设置与另一块滑动输料板螺纹连接调节螺栓，所述的调节螺栓和调节螺栓上分别设有大、小锁紧螺母。

进一步的，所述的L形架与机架连接的螺栓孔是用于调节料道宽度的长孔。

进一步的，在所述的滑料槽接近出料端的位置设置打料盘，所述的打料盘通过中介轮由安装在机架上的打料电机驱动，所述的中介轮的旋转轴线与滑料槽的摆动铰链的中心轴线共线。

进一步的，在所述的阶梯升降器与摆臂式输料道平行方向上出料端一侧的大约三分之一为固定的外倾斜的落料槽，其余大约三分之二由数块顶端内倾斜的固定输料板和各块固定输料板之间的升降输料板构成，所述的升降输料板的顶端为内倾斜。

进一步的，所述的升降输料板通过滚动导轨和横梁与机架连接。

进一步的，所述的滑料槽和升降板按照驱动力的大小分为两个运动部分，所述的两个运动部分分别通过曲柄摇杆机构与由电动机和减速器构成的动力单元连接。

本发明产生的有益效果是：本发明采用了采取了分离铰链轴的方式，解决了两块滑动输料板之间相互结合的问题，同时将升降板的宽度减去三分之一，降低了运动部件的重量。轻量化的结果，使结构更加简单、轻巧，使带动这些活动部件的电动机功率降低数倍，不但节省了材料资源，也节约了能源，实现了节能减排。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的实施例一所述输料机的结构示意图；

图2是本发明的实施例一、三所述输料机的结构示意图，是图1中的A向局部放大图；

图3是本发明的实施例二所述的料道宽度调节器结构示意图；

图4是本发明实施例四所述的打料盘的结构示意图；

图5是本发明实施例五所述的阶梯升降器的结构示意图；

图6本发明实施例五所述的阶梯升降器的结构示意图，是图5中的B-B剖面图；

图7本发明实施例五所述的阶梯升降器的结构示意图，是图5中的C-C剖面图；

图8本发明实施例六所述的阶梯升降器的导轨和横梁结构示意图；

图9本发明实施例七所述的动力单元的曲柄滑块机构结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种轻量化阶梯式输料机，如图1、2所示。本实施例包括：机架1，所述的机架上部通过铰链2与摆臂式输料道3连接，所述机架的上部和中部设置与摆臂式料道平行的阶梯升降器4，所述机架的下部设置带动摆臂式料道和阶梯升降器运动的动力单元5，所述的摆臂式输料道包括构成滑料槽的两个平行的滑动输料板301、302，见图1，所述滑料槽一端用料道宽度调节器303固定连接两块滑动输料板，滑料槽的另一端为出料端304，在所述出料端，一块滑动输料板通过铰链直接与机架连接，另一块滑动输料板通过铰链与L形架305连接，所述L形架通过螺栓与机架固定连接，见图2。其中，与滑料槽连接的铰链旋转轴包括两部分，一部分旋转轴201直接与机架连接，另一部分旋转轴202通过L形架连接，而L形架再与机架连接。

本实施例的基本原理是，通过阶梯升降器的升降料板顶端的内倾斜，与固定料板的配合，使长杆形工件（图1中用虚线表示）不断的提升，直到落入摆臂式料道中，当摆臂式料道抬起时，使料道中的工件下滑，进入加工工位。传统的滑料槽使用两块大小相同的滑动输料板，为允许较长工件通过滑料槽，两块滑动输料板的水平高度必须超过工件的长度，并在工件长度之外设结合两块板的螺栓，才能使长工件顺利通过。更为重要的是，滑料槽是敞口的，也就是是滑料槽的出料端不能设结合两块板的螺栓。因此，为使长工件通过滑料槽，如果直接用螺栓结合两块滑动输料板，则两块板的面积必须足够大，才能通过较大的长杆工件。

本实施例经过分析发现，作为滑料槽，使用两条长条状的零件，即可以解决工件滑动的问题，关键在于两条作为滑道的零件之间的相互结合，而长条零件之间的相互结合当然是两端结合最简单，但问题在于，既然是滑料槽，有一端必须是敞口的，工件才能从滑料槽中滑出。找到了这个关键，本实施例将两块滑动输料板中的一块缩小为长条形（为了控制工件的流向，另一块可以不改小，或者改小为一块长条形板，但需要再增加一块专门与阶梯升降器结合控制工件流向的大板），封闭的一端用螺栓直接将两块板结合、固定，在关键性的敞口一端则采取了分离固定的方式。由于摆臂式料道，需要有能够使整个料道摆动的铰链，本实施例将铰链轴分为两部分，一部分铰链轴与机架直接固定，另一部分铰链轴通过一个支架再与机架连接。工件可以从铰链轴的分离处滑出料槽，而分离的铰链轴通过支架与机架之间的结合，与两块输料板封闭端的螺栓形成了整个输料道的轨道约束。这样，本实施例利用分离铰链轴的方式，在不影响整体摆动的前提下，巧妙的解决了两块长条形零件一端开口的相互结合问题。

经过改造设计的滑动输料板，一块为配合阶梯升降器，还保持原来的大小，另一块则改为长条形，结合两块滑动输料板的螺栓仅在料道的封闭端设置两个即足够了，在敞开端则使用断开的铰链轴形成结合的约束，这样的设计使整个摆动部分十分的轻巧。与传统的设计相比，首先固定的螺栓大大减少。在传统的设计中，由于两个板的面积较大，要维持两块板之间的狭缝（工件在其中滑动的料道），两块板必须有足够的强度维持其平整，不能弯曲，结合两块板的螺柱必须足够多（通常成纵横排列，以维持两块板之间的稳定狭缝），基本上要在板的边缘都布置螺栓。在传统的设计中，两块滑动输料板之间常纵横排布十几条螺栓。为布置这十几条螺栓，增大了两块滑动输料板的面积，而滑动输料板通常使用十几毫米厚的钢板，一块板一般有数十公斤重，有的甚至达到上百公斤，两块这样的厚板，再加上数十条螺栓，整个摆臂一般都相当重。带动这样重的摆臂摆动，以及阶梯升降器的运动，一般需要很大功率的电动机，这对于一个辅助设备来说，确实是较大的负担。

这种断开铰链旋转轴的方式，还有一个好处：可以使用较细的旋转轴。传统的摆臂式输料道采用的铰链旋转轴是单端悬臂式支撑，为支撑重量较大的两块输料板，铰链的旋转轴必须十分的粗壮，强度必须足够大。本实施例采用的断开的旋转轴虽然也是悬臂式支撑，但支撑在两侧，使轴的受力大大减小，可以使用直径较小的旋转轴，这是本实施例在环保和节能方面的又一优势。因此，本实施例可以应用在带有底托的滑槽中，即可以应用在没有螺栓头的螺柱或螺杆的输送上，使用较细的铰链旋转轴，同样可以获得环保和节能的效果。

本实施例中使铰链旋转轴分离的关键性零件：L型支架，也可以只是“一竖”，即支撑旋转轴的轴承座，下面只是向下延伸的竖直部分，而不拐弯，低下的“一横”，即与机架连接的横梁可以不设置。其解决的方案是在机架上设置一个横向凸起，支架的竖直部分与突起的横梁结合而解决。甚至在机架上直接设计一个U形的开口，将分离的铰链轴分别安装在U形缺口两侧的“竖直臂”上，同样可以解决料口出口的问题。

输料道封闭端的固定螺栓应当是可以调节的，使用螺栓调节两块滑动输料板之间的距离，以适应各种不同直径的工件。本实施例采用了主要由螺栓构成的料道宽度调节器，调节两块板之间的距离。

调整两块滑动输料板之间的距离还需要调整两个分离的铰链轴之间的距离。调整各种距离可以在L形支架与机架的结合上实现。

本实施例所述的阶梯升降器，在传统设计中有多块板构成，也可以有较大的轻量化余地。

所述的动力单元可以是由电动机和减速器带动的曲柄摇杆和曲柄滑块机构构成。也可以是由气压或液压驱动的往复机构。

为使工件顺利进入料道可以在料道上安装拨料盘。拨料盘由单独的电动机带动，或使用气动、液压驱动。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一料道宽度调节器的细化。本实施例所述的料道宽度调节器包括：与一块滑动输料板螺纹连接的空心螺栓3031，所述的空心螺栓中心设置与另一块滑动输料板螺纹连接调节螺栓3032，所述的调节螺栓和调节螺栓上分别设有大、小锁紧螺母3033、3034，如图3所示。

本实施例通过空心螺栓和调节螺栓的共同作用，调节两块滑动输料板之间的距离，并通过两个锁紧螺母将调整后的螺栓固定。调整两块滑动输料板之间的距离，实际是在调整滑料槽的宽度，以适应各种直径的工件进入滑料槽。两块滑动输料板之间的距离除了料道宽度调节器控制之外，还受到L形架的控制。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于L形架的细化。本实施例所述的L形架与机架连接的螺栓孔是用于调节料道宽度的长孔3051，如图2所示。

本实施例采用在L形架上开长孔的方式调整两块滑动输料板之间的距离。长孔放宽了L形架在水平方向的约束，带动支持滑动输料板水平移动，以控制两块滑动输料板之间的距离，也就是改变滑料槽的宽度，以适应不同直径的工件进入滑料槽。两块滑动输料板之间的距离除了L形架的控制之外，还受到料道宽度调节器控制。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于滑料槽出料端的细化。本实施例在所述的滑料槽接近出料端的位置设置打料盘501，所述的打料盘通过中介轮502由安装在机架上的打料电机503驱动，所述的中介轮的旋转轴线与滑料槽的摆动铰链的中心轴线共线，如图4所示。

打料盘作用是，促使没有正确进入滑料槽的工件，进入滑料槽或者将其剔除。传统的阶梯式输料机也有打料盘，但打料盘的动力电动机安装在摆臂式输料道上，所以打料盘正常系统都随滑料槽运动，这无疑增加了能量的消耗。为轻量化滑料槽，本实施例将打料盘的动力电动机从滑料槽上移到机架上，减少了运动部件的重量，自然也减少了驱动运动部件所需要的动力，起到了节能减排的作用。

实施例五：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于阶梯升降器的细化。本实施例在所述的阶梯升降器与摆臂式输料道平行方向上出料端一侧的大约三分之一为固定的外倾斜的落料坡401，如图5、6所示，其余大约三分之二由数块顶端内倾斜的固定输料板402和各块固定输料板之间的升降输料板403构成，如图7所示，所述的升降输料板的顶端为内倾斜，所述的落料坡下方是料盘404。

本实施例是经过观察的基础上进行的改进。在实际工作中，由于滑料槽在接近出料口的位置设置打料盘，阶梯式升降器在接近出料口一端必须要空出长于上料工件的长度的位置给没有进入滑料槽的工件回落。为此，本实施例对升降器的输料板进行了轻量化设计，将升降输料板切去大约三分之一（根据上料工件长度而定），用固定的落料坡代替，这样运动的升降输料板的重量减去了三分之一，轻量化的结果，使驱动升降输料板的电动机功率减少了三分之一。需要说明的是：落料坡的长度是整个滑料槽长度的三分之一，或者说是整个料盘长度的三分之一。这个长度应当根据实际使用状态确定，即工件的长度确定，不能完全按照三分之一这个比例，既可以长于三分之一，也可以短于三分之一。

实施例六：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于升降输料板的细化。本实施例所述的升降输料板通过滚动导轨405和横梁101与机架连接，如图8所示。

本实施例是又一个节能减排的措施。本实施例用滚动导轨代替传统的滑动导轨使升降输料板的运动更加轻盈，这样可以减少驱动升降板的电动机功率。

实施例七：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于动力单元的细化。本实施例所述的滑料槽和升降板按照驱动力的大小分为两个运动部分，所述的两个运动部分分别通过曲柄滑块机构501与由电动机502和减速器503构成的动力单元连接，驱动两个运动部分的曲柄相差180度，如图9所示。

整个阶梯式输料机的运动部件包括一个滑料槽和几块升降板。传统的阶梯式输料机的滑料槽和所有各块升降板一同抬起和下降。本实施例注意到，升降板不一定要与各块升降板同时抬起和下降，而且升降板也没有必要一同升起和下降。因此，本实施例根据驱动力的大小，将所有运动部件分为两部分，如图9显示的那样，将一块升降板和滑料槽结合，作为一个运动部分，另外两块升降板结合作为另一个运动部分，这两个运动部分分别用曲柄滑块机构驱动，并且将驱动这两个运动部分的曲柄按180度设置，这样，在运动中两部分的驱动力能够相互平衡，这样巧妙的降低了驱动电机的功率，再一次降低了驱动电动机的驱动功率。

实际设计的阶梯式输料机，通过轻量化滑料槽、打料盘、升降板，以及利用相互平衡的曲柄滑块机构，使整个输料机的驱动功率大大减小，实际应用从传统大功率的驱动电机，降低了90%，使用小功率电动机就能够轻松的驱动整套输料运动部件，达到了轻量化、节能减排的效果。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如滑料槽的形式、驱动方式、升降器的形式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种轻量化阶梯式输料机，包括：机架，所述的机架上部通过铰链与摆臂式输料道连接，所述机架的上部和中部设置与摆臂式料道平行的阶梯升降器，所述机架的下部设置带动摆臂式料道和阶梯升降器运动的动力单元，其特征在于，所述的摆臂式输料道包括构成滑料槽的两个平行的滑动输料板，所述滑料槽一端用料道宽度调节器固定连接两块滑动输料板，滑料槽的另一端为出料端，在所述出料端，一块滑动输料板通过铰链直接与机架连接，另一块滑动输料板通过铰链与L形架连接，所述L形架通过螺栓与机架固定连接。

2.根据权利要求1所述的输料机，其特征在于，所述的料道宽度调节器包括：与一块滑动输料板螺纹连接的空心螺栓，所述的空心螺栓中心设置与另一块滑动输料板螺纹连接调节螺栓，所述的调节螺栓和调节螺栓上分别设有大、小锁紧螺母。

3.根据权利要求2所述的输料机，其特征在于，所述的L形架与机架连接的螺栓孔是用于调节料道宽度的长孔。

4.根据权利要求3所述的输料机，其特征在于，在所述的滑料槽接近出料端的位置设置打料盘，所述的打料盘通过中介轮由安装在机架上的打料电机驱动，所述的中介轮的旋转轴线与滑料槽的摆动铰链的中心轴线共线。

5.根据权利要求1-4之一所述的输料机，其特征在于，在所述的阶梯升降器与摆臂式输料道平行方向上出料端一侧的大约三分之一为固定的外倾斜的落料槽，其余大约三分之二由数块顶端内倾斜的固定输料板和各块固定输料板之间的升降输料板构成，所述的升降输料板的顶端为内倾斜。

6.根据权利要求5所述的输料机，其特征在于，所述的升降输料板通过滚动导轨和横梁与机架连接。

7.根据权利要求6所述的输料机，其特征在于，所述的滑料槽和升降板按照驱动力的大小分为两个运动部分，所述的两个运动部分分别通过曲柄摇杆机构与由电动机和减速器构成的动力单元连接。