发动机气门导管座圈自动上料检测设计

黎贤　肖鑫　彭国继

摘 要：提出了一种气门座圈导管自动上料检测机构，通过对导管座圈外形特征，提出了一种精确的检测手段，参与设计加工该检测机构，且通过实例实施，验证了该设计的可行性，工作效率高，操作安全，成本低，自动化程度高，为该机构的进一步研究及应用提供了理论依据。

关键词：自动上料检测机构 精确的检测手段 自动化程度高

1 引言

气门导管是气门往复运动的导向件，由于气门杆和气门导管配合使用，若气门杆与气门导管间隙出现问题则易导致气门杆卡咬、密封不良，会引起气门烧损，气缸积碳，气缸漏气等一系列问题;气门座圈主要作用是密封气门和承受高速冲击。气门与气门座圈贴合的地方受到了持续性大量的碎屑或粉尘的撞击磨损导致气门座圈磨损直至消失，气门表面粗糙，加工精度不合格，也会造成气门故障损坏;由此可见气门导管座圈虽小，但是起到很关键作用，气门导管座圈损坏直接牵连气门损坏，甚至损坏发动机。因此，控制气门导管座圈质量至关重要。针对气门导管座圈一千次故障采样，发现问题所在，总结出了导管直径，导管表面质量，都是导管的关键质量点;而座圈的关键质量点为直径，裂缝，厚度，座圈锥面尺寸，只要控制好关键质量点，就能消除座圈导管质量问题。

2 气门导管上料检测现状

针对某发动机工厂气门导管上料检测现状，在组装发动机的缸盖时，需要将导管座圈安装在发动机的缸盖上，目前，都是通过人工的方式将导管送到发动机的缸盖上，然后再由压装机进行压装工作，即将导管压装在缸盖上。通过人工的方式将导管放到发动机的缸盖上，工作效率低，工人操作危险，加工难度大，成本高，自动化程度低，且检测手段基本靠目视检测，容易受到人员自身技能水平，精神状态等因素影响，导致质量判定标准不统一，不合格件不容易发现，容易造成质量事故。

3 气门导管自动上料检测优势

本设计的上料装置根据导管座圈外形尺寸，巧妙设计了电机链条机构，振料机输送，实现导管座圈自动上料，有效提高上料效率，该机构为自动上料，不存在劳动强度大，人机工程伤害等隐藏风险，分料选用分度台进行有序分料，检测手段利用高精度传感器测量导管座圈尺寸，并作为唯一判定标准，最终将导管通过上料座圈导管送到待加工的地方，保证了导管座圈的质量。

4 自动上料机械设计

（1）座圈自动上料装置设计，其特征为：送料电机，勾料器，链条，防护罩，料桶，固定支架，防反防重料机构，料道;首先设计一个接料桶，座圈投放，勾料器与链条及送料电机通过固定支架安装为一体，由链条传动勾住座圈，有序的上料，最后一道工序在入口处增加防反防重料机构，防止座圈反料或者重復两个料进，座圈顺着料道进入下一步检测工位。导管自动上料装置设计，其特征为：装料盒，防护罩，固定支架，振料机，料道;装料盒和与振料机通过固定支架安装为一体，导管投放，利用振料机作为动力源输送导管，导管单个进入下一步检测工位。

（2）由于自动上料无法保证座圈的来料质量，比如座圈是否有裂缝，直径是否统一，座圈正反，厚度合格等问题，故而需增加一系列的检测手段，确保自动上料的座圈合格，能够投入使用。座圈检测装置设计，其特征为：旋转分度台，接料盘，料道，气缸，传感器，接料机构、直径检测机构、裂纹检测机构，正反检测机构，剔料机构，上料顶升机构依次布置。座圈由料道进入接料机构，分料到分度台上，由分度台工作带动座圈到达直径检测机构，经过GT2传感器检测出的直径值与标准值对比，取合格座圈进行下一步检测;分度台工作带动座圈进入下步序，裂纹检测机构则由专用裂纹检具检测，合格则传感器常亮，取合格座圈进行下一步检测;正反检测由GT2传感器检测出的直径值与标准值对比，合格则进入下一步检测;分度台工作带动座圈进入下步序，厚度检测构由GT2传感器完成，测出的直径值与标准值对比，合格则进入下一个步检测，分度台工作带动座圈进入下步序，当一个座圈所有检测项目都合格的情况下，座圈进入上料顶升机构;每个座圈都经过直径，裂纹与正反，厚度检测合格才能进入顶升送料工位进入机床加工，不合格座圈剔料进入收集箱。完全消除座圈直径、厚度、裂纹、正反造成的质量风险。

（3）由于自动上料无法保证导管的来料质量，比如导管长度直径是否统一，表面质量是否合格，故而需增加一系列的检测手段，确保自动上料的导管合格，能够投入使用。表面质量由工人目视确认，导管检测装置设计，与座圈大致相同，其特征为：旋转分度台，接料盘，料道，气缸，传感器，接料机构、直径检测机构、剔料机构，上料顶升机构依次布置。利用带承载托盘的旋转分度台，能够快速有序的进行导管输送。导管由料道进入接料机构，分料到分度台上，由分度台工作带动导管经过空工位到达直径检测机构，经过GT2传感器检测出的直径值与标准值对比，取合格导管进行下一步;分度台工作带动导管经过空工位到达上料顶升机构，当一个导管所有检测项目都合格的情况下，座圈进入上料顶升机构;每个导管都经过表面质量，直径检测合格才能进入顶升送料工位进入机床加工，不合格座圈剔料进入搜集箱。完全消除导管表面质量、直径造成的质量风险。

（4）旋转分度台能够把直线运动转化为旋转运动，并且经过气缸内部的轮齿进行精确定位，自带到位停止，到位锁紧功能，并且传送速度快，定位精确，很适用于导管及座圈输送。高精度接触式数字传感器GT2能够精确检测导管座圈尺寸，工作原理如下：GT2传感器采用新原理光栅刻度尺脉冲系统Ⅱ，使用超清晰CMOS传感器进行高速拍摄，从刻有因位置而异的缝口图形的“绝对值刻度尺”读取其移动量。拥有同级超高精度，使用“I-Processor”对输出信号进行计算处理，即使高速移动也可随时识别位置。接触点接触到座圈端面时反馈给放大器，计算出座圈直径值，得出数据与标准值对比，如在合格范围能则座圈合格，此外检测座圈直径，厚度，裂纹，正反，导管直径都可用同一原理检测。

5 结语

本文对座圈导管自动上料检测设计做了详尽的分析，该设计具有导管座圈自动上料检测，旋转分度台可快速有序精准分料，GT2传感器检测精度高，出错率少，提出了一种精确的检测手段，参与设计加工该检测机构，且通过实例实施，验证了该设计的可行性，工作效率高，操作安全，成本低，自动化程度高，为该机构的进一步研究及应用提供了理论依据。该设计目前已在工厂内部使用，代替了人工上料，提升了气门座圈导管自动上料检测运行效率及可靠性，减少人机工程，由此可见本设计符合现场生产需求。

参考文献：

[1]朱毅文.一种导管自动上料装置.2017.08.04（专利）.