機械生產放置架設計研究

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摘要：文章針對流水線生產經常出現零件堆積的問題，分析了目前零件放置架的現狀，設計出了一種多功能機械生產用零件放置架，提出了該放置架的設計要求，確定出了放置架的機械整體結構，詳細介紹了放置架的底座、移動結構、輔助支撐結構、固定板和放置結構五部分的結構設計和放置架的工作原理。設計的輔助支撐結構能夠有效避免放置架的移動結構承受較大載荷，設計的放置架部分構件能夠實現可拆卸、放置收納的功能，提高了生產車間的空間利用效率。

關鍵詞：流水線；放置架；輔助支撐結構；拆卸收納功能

流水線技術是在科學的管理和勞動分工下獲得的一種先進的生產組織形式[1]。流水線生產，有利于專業化生產，主要采用先進的工藝和高效率的生產設備在一定線路上連續輸送貨物的一種搬運機械方式[2]，在產品的加工、分揀、裝卸及運輸過程中起著非常重要的作用。與非流水線生產相比，具有以下優點[1]：1）機械化程度高，產品生產周期短；2）有利于簡化加工人員的操作技術，提高熟練程度，極大地減輕了加工人員的勞動強度，減少了廢品、次品的損失，保證了產品的質量。目前為了提高企業的生產效率和經濟效益，機械生產中經常采用流水線的生產方式。然而零件加工在流水線的生產方式下，由于不同加工工序的復雜程度不同，流水線的生產方式經常出現零件堆積的問題，加工人員為了方便，經常將堆積的零件放置在流水線的頂棚上，而流水線的頂棚大多用于安裝照明設備及其線路等，承重能力有限，因此很容易出現因為承重過大而坍塌的狀況，存在著極大的安全隱患。為了避免這一狀況，目前在流水線生產的過程中一般都另外設置放置架進行零件的放置。

1生產車間里零件放置架存在的問題

目前生產車間里的零件放置架（以下簡稱“放置架”）在使用的過程中存在著一定的缺陷，歸納起來，主要有兩方面的問題：1）功能過于單一，缺乏相應的輔助支撐結構來保護放置架。為了方便放置架的移動，一般在放置架的底部添加相應的移動結構，然而一旦放置架上產品堆積過多時很容易造成移動結構的失效，影響放置架的正常使用。2）目前現有的放置架一般都是直接通過焊接而成[3]，部件大多不可實現拆卸和收納的功能，極大地降低了生產車間的空間利用效率。為了解決上述問題，本文研究了一種結構簡單、使用方便、容易拆卸且承重能力強的多功能機械生產用放置架，具有一定的市場應用價值。

2放置架總體設計方案

2.1設計要求。1）結構體積小。2）避免放置架的移動結構因承受較大載荷而損壞，設計時，考慮增加輔助支撐結構，并以此來提高放置架的穩定性和承重能力。3）注重體現機械設計中的“綠色設計”。“綠色設計”也稱環境友善設計，基本思想是在滿足環境目標要求的前提下，對產品選擇合理的原材料，將可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性作為設計目標，盡可能地節約資源和能源，降低能耗，保證產品應有的質量和基本功能等[4-5]。因此在設計放置架時，考慮部分構件能夠實現拆卸和放置收納的功能。2.2總體結構設計及工作原理。1)總體結構。結合總體方案的設計要求，設計出了機械生產用放置架的整體結構，三維模型如圖1所示。該放置架主要由底座、移動結構、輔助支撐結構、固定板和放置結構五部分組成。在以上主要部件有機結合下，完成流水線生產零件加工的放置任務。1.底座；2.移動結構；3.輔助支撐結構；4.固定板；5.放置結構；6.收納槽；7.導向孔；8.限位結構；21.滾輪座；22.支撐桿；23.滾輪；24.連接座；25.彈簧；51.放置板；52.擋邊；53.通孔。2）放置架的組成部件。以下分別介紹放置架各組成部件結構。①底座。底座的中部設置有收納槽，通過收納槽可以實現對固定板和放置結構的收納。底座的上端面左右兩端均設有兩個前后對稱的限位結構。限位結構包括鉸接座和導向桿，鉸接座的下端和底座的上端面固定連接，導向桿的下端連接的有連接耳，連接耳和導向桿通過連接體相鉸接，通過限位結構可以實現對放置結構水平位置的限定，如圖2所示。1.底座；3.輔助支撐結構；8.限位結構；31.方形框；32.復位彈簧；33.塑料底板；34.連桿；35.橡膠墊；81.鉸接座；82.連接耳；83.連接體；84.導向桿。②移動結構。放置架上有4個移動結構，分別位于底座下端面的四角位置。移動結構由支撐桿、連接座、滾輪座、滾輪和彈簧五部分組成。支撐桿的下端轉動連接的是連接座，連接座的下端固定連接滾輪座，滾輪安裝在滾輪座上，通過滾輪實現該放置架的移動。支撐桿的外側套接有彈簧，彈簧的上端和底座的下端面固定連接，彈簧處于壓縮狀態。放置架在移動過程中所受到的振動可以通過彈簧實現緩沖，達到良好的減振作用。③輔助支撐結構。輔助支撐結構位于底座的中部，沒有占用額外空間，結構緊湊。該輔助支撐結構由方形框、復位彈簧、連桿、塑料底板和橡膠墊五部分組成。方形框上橫板的下端面連接了3個等距離分布的復位彈簧，復位彈簧的下端和底座的上端面固定連接，方形框的下端面連接有2個前后相對的連桿，連桿的下端連接塑料底板的上端面，塑料底板的下端面連接的是橡膠墊。通過該結構，可以在放置架上放置的零件過大時，起到輔助支撐作用，大大提高了放置架的平穩性。④固定板。固定板位于底座的上端，固定板的四角位置均設有導向孔，導向孔和導向桿一一對應且滑動連接。通過固定板可以對限位結構的導向桿位置進行限定，避免導向桿傾斜，從而有效保證了放置結構的穩定性。⑤放置結構。放置結構位于固定板的上端，通過放置結構實現對零部件的放置。放置結構包括放置板和擋邊，放置板的四角位置均設有通孔，通孔和導向桿一一對應，通孔的半徑比導向桿的半徑大3毫米～5毫米，便于放置結構的拆卸。3）工作原理。使用時，將限位結構中的導向桿調整到合適的位置，通過固定板對導向桿位置進行固定，然后固定好放置結構。當放置的零件逐漸增多增重時，通過放置結構下壓固定板，固定板下壓輔助支撐結構中的方形框，方形框下降從而使下端的塑料底板產生向下的位移，當塑料底板著地時，有效地實現了對放置架的輔助支撐，避免了移動結構因承受較大的載荷而損壞，從而提高了移動結構的使用壽命和承重能力，保證了放置架的正常使用。當放置架使用完畢后，依次將放置結構進行拆卸，接著將拆卸了的放置結構和固定板放入底座中的收納槽里，再將導向桿進行調節安到底座的上表面，從而有效的減少了該放置架在不使用時所占用的空間。

3結束語

根據機械生產流水線作業出現零件堆積的問題，設計出了一種多功能生產用放置架的本體結構，并對放置架的結構進行了詳細的介紹，與普通放置架相比，設計的輔助支撐結構能夠很好地解決移動結構因承受較大載荷而造成的損壞問題；同時，固定板、放置結構可拆卸和導向桿的可調性能，既體現了機械設計的新理念“綠色設計”，而且減少了占用的空間，提高了空間利用效率，使放置架的功能更為多樣化。

參考文獻：

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[4]藺國民，孫秦，李艷華，等.機械產品綠色設計研究[J].機械設計與制造，2006(4)：166-167.

[5]陳中玉，馬方.機械設計的新理念“綠色設計[J].現代企業文化，2009，33(145)：157-158.

作者:韓海敏 呂彎彎 張繪敏 單位:河南應用技術職業學院機電工程學院