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凸轮分割器


基本信息


 
  • 性质

    一种高精度的回转装置

  • 发明者

    美国机械师福克森

基本简介


1926年,美国机械师福克森(FERGUSON)于1926年生产出第一台凸轮分割器,后来凸轮分割器又称福克森。

1970年,JAPAN SANKYO SEISAKUSHO CO(三共)推出了亚洲第一台分割器。

1981年,台湾潭子精机(TANTZU)推出国产第一台分割器。

1990年,台湾又相继的出现了德士(DEX)、英特士(ENTRUST)、飞技等分割器品牌,尤其主推台湾英特士。

在1980's初,分度凸轮机构才开始引入中国的机械设备中。它主要分弧面凸轮和平面凸轮,原理不同: 1.弧面凸轮

弧面凸轮分度器是输入轴上的弧面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙垂直啮合的传动装置。

弧面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位,直线段使分度轮静止,并定位自锁。

通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。

2.平面凸轮

平面凸轮分度器是输入轴上的平面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙平行啮合的传动装置。

平面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位,直线段使分度轮静止,并定位自锁。

通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。

分割器较之其他构件之优点:

凸轮分割器是依靠凸轮与滚针之间的无间隙配合(其啮合传动方式类似于蜗轮蜗杆传动),

并沿着既定的凸轮曲线进行重复传递运作的装置。

它输入连续旋转驱动,输出间歇旋转、或摆动、或提升等动作。主要用于自动化加工,组装,检测等设备上面。

3、圆柱(筒形)凸轮分割器:重负载专用平台面式圆柱凸轮分割器,电光源设备专用框架式凸轮分度机构

4、各种特形、端面凸轮

心轴型分割器(DS):输出轴为心轴,适用于间歇传送输送带、齿轮啮合等机构动力来源。

法兰型分割器(DF):输出轴外形为一凸缘法兰。适用于重负荷的回转盘固定及各圆盘加工机械。

中空法兰型分割器(DFH):输出轴外形为凸缘法兰并且为轴中间为空心。适用于配电、配管通过。

平台桌面型凸轮分割器(DT):能够承受大的负载及垂直径向压力,在其输出轴端有一凸起固定盘面及大孔,径空心轴,更好的满足了客户要求中心静止的需求。

超薄平台桌面型凸轮分割器(DA):同于平台桌面型,适用于负载大但体积受到限制的条件下。

平行凸轮分度机构(MRP):能实现小分度(一分度至八分度)大步距输出。特别适用于要求在一个周期内停歇次数较少的场合,如各种纸盒模切机,果奶果冻灌装成型机等。

重负载专用型凸轮分度机构(MRY):能实现多分度(4分度至200分度)分。特别适用于要求重负载的场合,如各类玻璃机械、电光源设备等。

世界上知名的凸轮分度器生产厂家有CDS(意大利)、CAMCO(美国)、三共(日本SANDEX)、台湾潭子(TANTZU)、台湾德士(DEX)、台湾英特士(ENTRUST)、CKD(日本),目前在大陆地区主要以德系,日系和台湾品牌为主等。


机构原理和结构:



安装在入力轴中的转位凸轮与出力转塔连接(如下图),以径向嵌入在出力转塔圆周表面的凸轮滚子,与凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触。

当入力轴旋动时,凸轮滚子按照给定的位移曲线旋转出力转塔,而同时又沿肋的斜面滚动。在肋与凸轮的端面平衡的区域里,即在静态范围内,滚子接通其轴,但出力转塔本身并不旋转。锥度支撑肋通常与两个或三个凸轮滚子接触,以便入力轴的旋转可均匀地传送到出力轴。如果在锥度支撑肋的凸轮表面和凸轮滚子之间有不顺滑情况,则会损害分割器。通过调整轴之间的距离可消除旋转不顺畅的现象。可通过调整预负荷来接近凸轮滚子和凸轮的弹性区,从而加强分割器的刚性。其结构和功能是转位凸轮和凸轮滚子相结合的最佳性能,能进行高速操作。

凸轮分割器结构凸轮分割器结构

术语和定义

1.转位凸轮:

凹槽切入筒形实心体表面,并固定到入力轴的凸轮。

2.锥度支撑肋:

锥形肋位于锥度支撑肋的圆周上,在凸轮凹槽之间,与凸轮滚子的圆周线性接触。

3.凸轮滚子:

精密设计的凸轮滚子轴承,其设计可经受重负荷。

4.出力转塔:

附在出力轴上的出力转塔。由转位凸轮通过带动径向嵌入其中的滚子来转动。其准确度是保持分割器精度的最关键因素。

5.停动数:

出力轴每一旋转的停动数。

6.驱动角(凸轮分度角):

入力轴旋转角要求执行一次分度运动,角度越大,运动越平稳。

7.停止角:

当出力轴固定时,入力轴旋转的角度。这角度和驱动角的总和为360度。

8.旋转数:

入力轴的旋转数。

9.旋转转矩:

在固定位置下最大转矩可施加到出力轴上。如果施加的转矩大于这个值,则会损坏分割器。

10.动态转矩:

在分度期间,作用在出力轴上的最大转矩。

产品特点


1、结构简单:主要由立体凸轮和分割盘两部分组成。2、动作准确:无论在分割区,还是静止区,都有准确的定位。完全不需要其它锁紧元件。可实现任意确定的动静比和分割数。

3、传动平稳:立体凸轮曲线的运动特性好,传动是光滑连续的,振动小,噪声低。

4、输出分割精度高:分割器的输出精度一般≤± 50 〃。高者可达≤± 30 〃。

5、高速性能好:分割器立体凸轮和分割轮属无间隙啮合传动,冲击振动小,可实现高速,达 900rPm.

6、寿命长:分割器标准使用寿命为 12000 小时。


安装过程



1、机体的安装:

( 1 )、该分割器是经精密加工和正确装配调整而得到的高精度分割机构。用户使用前,不得擅自调整、拆卸、组装。

( 2 )、确认该分割器安装面有无损伤,如有损伤,用油石修整。

( 3 )、找正输入、输出轴的位置,加注定位销,均匀地拧紧螺钉。

( 4 )、该分割器承受脉动负荷力矩作用,安装必须十分牢固。

由于本分割器安装面相对于输入、输出轴的垂直或平行度较高,设备的安装基面一定要保证使本分割器的输入、输出轴方向与设备所需的输入、输出方向同轴。不能偏斜或偏心。否则,不但影响到输出精度,而且会严重地损坏分割器。因为这时,该分割器处于不正常的受力状态。

2 、输入、输出轴的安装:

分割器输入、输出轴有关的联接,应是在回转方向上刚性好,没有反向冲击、旋转稳定的联接。

在分割器的输入、输出轴上安装转台、链轮、皮带轮、齿轮、法兰盘等联接时要注意。

( 1 )、绝对禁止用锤子强力击打,无理冲击。以免损坏分割器内部的凸轮和滚针轴承。

( 2 )、输入、输出轴及其外伸刚性轴不能无理架设,应进行充分的中心调整。

( 3 )、输入、输出轴是精加工的 h6 级,孔径精加工成 H6 级,压入较理想。在此要避免孔、轴上下极限偏差的配合。键联接不能过松。

( 4 )、加工零件、附件、夹具、工具安装时,相对于工作台的偏心或工步误差要通过仪器检测调整消除。


驱动系统



一、与分割器输入轴相连接的驱动件有:皮带轮链轮同步带轮、齿轮、联轴器等。

由于负荷脉动,凸轮轴转矩在一周中有正负变化。而凸轮特性只有在凸轮轴以一定速度转动时,才能得以发挥。所以凸轮轴旋转的不稳定性给分割器所加的转矩会明显增大,给间歇运动造成恶劣的影响。因此,凸轮轴上不能用产生滑动的皮带,产生脉动的链条和有间隙的齿轮驱动。使用皮带或链条必须胀紧。使用齿轮精度要高,要消除啮合间隙。使用同步带的优点较多:与其它动作同步;传送带与皮带轮既是摩擦也不产生间隙;振动小,可实现高速;选用大直径的皮带轮,飞轮效果好。

一般情况下,分割器输入轴形成为轴输入键连接结构。在传动过程中,由于诸因素的不稳定性和驱动负荷的脉动性,很容易使键连接松动,出现配合间隙。使输入轴运动不连续,产生冲击。这样不仅连接件易损坏其内部的凸轮和滚针轴承。所以,在连接时要仔细调整,在使用过程中要时常检查。

二、分割器输出传动方式有两种:

1、直接传动。

2、间接传动。间接传动应尽量避免出现反向冲击。

与分割器输出端相连接的结构有下述几种:

1、与轴通过法兰或套对接。

2、轴孔配合通过键连接。

3、法兰之间的连接。

由于输出的间歇性,由静止到运动,由运动到静止,惯性力大。再加上连接件的配合间隙,往往很容易在输出端与连接件之间产生松动。造成输出传动件的前冲或滞后,产生振动。这样不仅降低了输出精度,而且会严重地破坏分割器及其内部的凸轮及滚针轴承。

在此,要注意以下几点:

1、孔、轴配合间隙不能过大,键连接不能太松。

2、轴与轴对接,法兰之间连接不能偏心或偏斜,以保证同轴度。

3、法兰连接加注销钉,并用螺栓拧紧。


分割调整



影响分割器分割精度、寿命的一个较大的因素在于调整。分割器出厂产品是把精密加工件,经过精心组装、调整而得到的。不适当的调整,会影响分割精度,出现冲击、噪声,损坏分割器达不到预期的转速和承受能力。从而缩短分割器的寿命。

1、轴间距离的调整:

如果分割器通过长时间的使用、磨损,在定位工作区出现了间隙,那么要通过轴间距离的调整消除此间隙。这可通过同步调整输入轴两端的偏心套进行。

2、输入、输出轴向位置的调整:

可通过调节凸轮两侧的锁紧螺母或输入轴两侧轴承压盖来调整凸轮分割器的轴向位置。可能通过调节输出轴两端的轴承压盖或后端的锁紧螺母调整分割轮的轴向位置。

在此注意:分割器出厂经过精心调整,不允许用户私自调整,以防误调。若确需调整可与厂方联系。


润滑方式



1、注油:

分割器使用前一定要加油,注油时铁屑、油渣、灰尘的加入会造成凸轮凸脊、轴承、滚子等部分产生磨损,降低精度。所以注油时,应首先将油口擦干净,然后注入清洁的油。注油以油标为准。

2、换油:

第一次:一千小时运转之后

第二次:上次换油后三千小时,但即是运转时间短,一年也要换一次油。

3、该机构所用润滑油粘度系数一临表:

使用转速: 0 - 20 20 - 100 100 - 200 200 - 300 300 - 400 500rPm

粘度:> 680 630 - 460 460 - 320 320 - 220 220 - 150 150 - 90ct/40 °


维修保养



1、要随时清理传动系统周围的杂物、下角料等。以防阻卡运动。

2、与输入、输出轴连接件及传动件要定期检修。注意联轴器、皮带轮、链轮、齿轮及输出传动体等的松弛,皮带、链轮的张紧、齿轮的啮合间隙等应绝对保证正常状态。如发现下述情况,应立即停止运转。

( 1 )、发生异常振动。

( 2 )、发生异常声响。

( 3 )、在凸轮静止区有反向冲击。

( 4 )、在对应的间歇次数中无分割输出或在某一位置分割输出不稳定或全无分割输出。

此种情况,可拆下机构,打开机构后盖,探明原因。

( 1 )、如果凸轮损伤,不能再使用,可联系更换凸轮,无损伤或较轻损伤,仍可继续使用不可私自调整其轴向位置。

( 2 )、如分割轮中的滚针轴承有损坏者,可将输出分割轴取出,更换滚针轴承。

有两种方式,一是将输出套松开,将输出轴取出,不要松动后端的压盖,这样再行装入时轴向位置不变。二是松开输出轴后端的锁紧螺母和前端的输出套,即可将输出轴连同套一起取出,再装入时,只需锁紧螺母,即可使输出轴回到原来的位置。


应用领域



凸轮分割器是实现间歇运动的机构,具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显著特点,是替代槽轮机构、棘轮机构、

不完全齿轮机构、气动控制机构等传统机构的理想产品。

本产品广泛应用于制药机械、压力机自动送料机构、食品包装机械玻璃机械、陶瓷机械、

烟草机械、灌装机械、印刷机械、电子机械、加工中心自动换刀装置等需要把连续运转转化

为步进动作的各种自动化机械上。

它的机械结构:一根由电机驱动的输入轴,凸轮副,输出轴或法兰盘。用于安装工件及定位

夹具等负载的转盘就安装在输出轴上。

凸轮分割器在结构上属于一种空间凸轮转位机构,在各类自动机械中主要实现了以下功能:

1.圆周方向上的间歇输送

2.直线方向上的间歇输送

3.摆动驱动机械手



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