分析气动膜片式码垛机夹持装置及膜片有限元

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1、学兔兔www.xuetutu.com务l匐化气动膜片式码垛机夹持装置及膜片有限元分析Pneumaticdiaphragmclampingdeviceofstackercraneandfiniteelementanalysisofdiaphragm郭益，姚平喜，成建平GUOYi，YAOPing-Xi，CHENGJian．ping(太原理工大学机械工程学院，太原030024)摘要：提出了一种气动膜片式码垛机夹持装置，既减少砖坯棱角破损，又方便地使砖坯偏转一个角度，实现层与层之间的交错排列，提高砖垛的稳定性；使用An

2、sys分析了气动膜片变形过程及与砖坯的接触状态；通过试验验证了改进后砖垛的稳定性。关键词：码垛机；气动膜片；夹持装置；Ansys中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1009-0134(2013)04(下)-0123-03Doi：10．396~l／J．Issn．1009-0134．2013．O4(下)．350引言1结构改进在粉煤灰砖生产过程中砖坯码垛机是一种重码垛机码垛过程中夹持装置是很重要的机械要的设备，它完成砖坯的夹持、搬运、码垛等工部分n】，夹持装置在气缸作用下与砖坯接触，靠摩序。现有码垛机夹持装

3、置为刚性结构，在对砖坯擦力克服砖坯重力将其提升进行码垛。对现有的进行夹持的过程中容易损伤棱角，但码出的砖垛夹持结构进行改进，在夹持装置部分用气动膜片整齐、紧密，如图1所示。码垛好的砖坯在进入代替气缸，充了气的膜片变形与砖坯接触实现夹养护窑的运输过程中，上层侧边的砖坯由于行驶持功能并进行码垛，其中气动膜片与砖坯之间用过程中速度的变化、导轨不平等原因，常常会脱的间距为3ram。气动膜片原材料为橡胶，橡胶材落，既限制了码垛的层数又对运输过程中的平稳料具有良好的弹性性能和拉伸能力，为典型的超性提出了更高的要求。弹性材料

4、】，是气动膜片的最佳材料。图2是改进装置的结构图。1．进气131；2．夹板2：3．气动膜片图l原码垛机码垛效果图4．砖坯；5．夹板1：6．进气132为了使整个砖垛在速度突变状态下也能保持图2夹持装置结构图稳定，对码垛机夹持机构进行改进设计，使用气从图2可知，当压力气体同时从进气口l和进动膜片夹持装置实现柔性夹持，避免砖坯棱角的气口2进入夹板2和夹板1的气腔时，气动膜片在破损，中间夹板采用活动结构，通过增加一个横气压作用下膨胀变形与砖坯接触，对砖坯产生压向移动机构(小行程气缸)使间隔砖层产生一个力，在压力下产生摩

5、擦力，砖坯在摩擦力下可被转角实现层与层之间交错排列的效果，可提高整提起进行搬运、码垛。个砖垛的稳定性。收稿日期：2012--12--11基金项目：山西省自然科学基金(2011011025．3)作者简介：郭益(1986一)，男，北京人，硕士研究生，研究方向为机械结构设计及自动化。第35卷第3期2013—04(下)[123]学兔兔www.xuetutu.com1匐似柔性的气动膜片夹持装置不仅对砖坯不会造4被砖坯6、7和8压住，以此类推，每一块砖坯都成损伤，而且也是砖坯偏转角度的必要条件。图3被两块或三块砖坯压住，而

6、每一块砖坯又压住两是小行程气缸处于原位的工作状态，可实现砖坯块或三块砖坯，砖坯的交错挤压使每一块砖坯紧的柔性夹持，图4是小行程气缸通入压力气后的效固稳定。由于整个砖垛稳定性大幅提高，从而可果图，砖坯被偏转了一个角度，与没有偏转的下增加码垛层数，达到节省空间，提高养护空间利面一层砖坯可实现交错排列。用率的目的。砖坯在进行小行程运动中行驶距离s不能太／／大，否则砖坯在偏转状态下容易掉落，造成损一一伤。图6是砖坯偏转状态下的受力图。一一一1．夹板2：2．砖坯；3．夹板1；4．气动膜片：5．气缸图6偏转砖坯受力图图3夹

7、持装置夹持效果图从受力图可以看出砖坯在偏转之后两侧的压1234力作用力F对砖坯产生偏距，即对砖坯有一个逆时针的转矩T。，同时砖坯又受到与膜片之间的摩擦力f，对砖坯产生一个顺时针的转矩T：，两转矩之间大小关系决定砖坯的稳定性。以最大静摩擦力为判断依据，当转矩T小于等于转矩T时，砖坯即处于稳定状态，否则砖坯将掉落。=Fa,=psdl(1)1．夹板2；2．砖坯：3．夹板1；4．气动膜片：5．气缸22ps／xl2(2)图4横向移动机构工作效果图式中，T为充气压力产生的转矩；T为摩擦力在图3中，气动膜片充气后将砖坯夹住，

8、气缸产生的转矩；p为气动膜片充气压力；s为接触面向下做收缩运动带动夹板1行驶一个小行程s，由积；d为充气压力偏心距；为最大静摩擦力系于气动膜片与砖坯为柔性接触，所以砖坯不会掉数；d为摩擦力偏心距。落，即达到图4的效果，整层砖坯偏转了一个小角将已知条件气动膜片充气压力300kpa、接触度，左右两排对称偏转，在码垛过程中即可压住面积1520mm、充气压力偏心距1．8mm、最大静摩下层正放的