一种钢球自动粗分类筛选装置的制作方法

本实用新型涉及工业加工设备技术领域，特别涉及一种钢球自动粗分类筛选装置。

背景技术：

钢球是重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，比如，轴承钢球为工业的重要基础零部件，合金钢球是以碳、铬、锰、钼等为主要添加金属元素，并通过锻打、旋压、轧制和铸造等方式生成的一种球状形铁合金耐磨体，它是当今粉碎工业矿山用球、水泥用球等最重要组成部分。

根据不同的需求，钢球的直径大小也存在不同的规格。而且根据不同的使用场合，钢球分为粗分类装置和精分类装置，而粗分类的目的是能快速选出直径相差较大的钢球，以满足一些精度较低工序的需要，或者进入下一步的精分类工序。但是，目前大多数钢球生产厂家在钢球入库前，通常是通过人工用手的方式从料框中拣取。因此，它的生产效率极其低下，不适用于大批量的生产，在很大程度上影响了企业的生产周期。另外，人工拣取的分类，很容易造成筛选不彻底的现象，相同的规格内很容易混入不同规格的钢球，筛选精准度较低。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种钢球自动粗分类筛选装置，基于单片机控制技术，自动化和智能化程度高，操作简单，使用方便，可大大降低人工劳动强度，筛选精准度高，可有效提升企业的生产效率，缩短企业的生产周期，非常适合企业的大批量生产。

(二)技术方案

一种钢球自动粗分类筛选装置，包括装置本体，所述装置本体由外部电源提供工作电压，所述装置本体包括底座、设于所述底座顶部一侧的控制机构、设于所述底座顶部另一侧的收料机构、与所述控制机构相连接的集料机构、以及连接于所述收料机构和所述集料机构之间的送料机构。

进一步的，所述控制机构包括控制箱和电源开关，所述电源开关位于所述控制箱的外侧，外部电源通过所述电源开关为所述装置本体供电，所述控制箱的内部设有控制器。

进一步的，所述集料机构包括支架、弧形夹具、集料筒、振动器安装座和振动器，所述支架的底部固定于所述控制箱上，所述支架的顶部连接所述弧形夹具，所述集料筒的外侧下部由所述弧形夹具夹持固定，所述振动器安装座焊接在所述集料筒的外侧上部，所述振动器固定安装在所述振动器安装座之上，所述集料筒的底部连接所述送料机构。

进一步的，所述集料筒为上宽下窄结构。

进一步的，所述振动器与所述控制器的信号输出端电性相连，所述振动器选用小型zdq10电磁振动器。

进一步的，所述收料机构包括第一收料箱、第二收料箱和第三收料箱，所述第一收料箱、所述第二收料箱和所述第三收料箱沿所述底座的侧边依次并排排列，所述第一收料箱、所述第二收料箱和所述第三收料箱均为楔形结构，且所述第一收料箱的底部、所述第二收料箱的底部和所述第三收料箱的底部也均为楔形结构，所述第一收料箱的底部均匀的紧密分布有若干第一球槽，所述第二收料箱的底部均匀的紧密分布有若干第二球槽，所述第三收料箱的底部均匀的紧密分布有若干第三球槽，所述第一球槽、所述第二球槽和所述第三球槽均为劣弧结构，所述第一收料箱的较高侧边、所述第二收料箱的较高侧边和所述第三收料箱的较高侧边均与所述送料机构相连接。

进一步的，所述送料机构包括第一出料口、第一送料管道、第一进料口、第一电磁阀、第二出料口、第二送料管道、第二进料口、第二电磁阀、第三出料口、第三送料管道、第三进料口和第三电磁阀，所述第一出料口的内径大于所述第二出料口的内径，所述第二出料口的内径大于所述第三出料口的内径，所述第一出料口、所述第二出料口和所述第三出料口沿所述底座的侧边与所述集料筒的底部依次相连通，所述第一进料口与所述第一收料箱的较高侧边相连通，所述第一进料口远低于所述第一出料口，所述第一送料管道连接所述第一进料口和所述第一出料口，所述第一进料口、所述第一送料管道和所述第一出料口的内径与所述第一球槽的直径相同，所述第二进料口与所述第二收料箱的较高侧边相连通，所述第二进料口远低于所述第二出料口，所述第二送料管道连接所述第二进料口和所述第二出料口，所述第二进料口、所述第二送料管道和所述第二出料口的内径与所述第二球槽的直径相同，所述第三进料口与所述第三收料箱的较高侧边相连通，所述第三进料口远低于所述第三出料口，所述第三送料管道连接所述第三进料口和所述第三出料口，所述第三进料口、所述第三送料管道和所述第三出料口的内径与所述第三球槽的直径相同，所述第一电磁阀固定安装于所述第一出料口之上，所述第二电磁阀固定安装于所述第二出料口之上，所述第三电磁阀固定安装于所述第三出料口之上。

进一步的，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电磁阀均与所述控制器的信号输出端电性相连，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电磁阀在所述控制器的控制下由后至先分时工作，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电磁阀均选用大通径直动式电磁阀门hope66。

进一步的，所述控制器分别协调所述振动器、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电磁阀的工作顺序并控制其工作方式，所述控制器选用16位单片机mc95s12dj128。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种钢球自动粗分类筛选装置，通过集料机构包括支架、弧形夹具、集料筒、振动器安装座和振动器，振动器带动集料筒产生共振，从而使得集料筒内的待粗分类筛选钢球翻腾滚动，上宽下窄结构的集料筒方便钢球快速的出料；通过送料机构包括第一出料口、第一送料管道、第一进料口、第一电磁阀、第二出料口、第二送料管道、第二进料口、第二电磁阀、第三出料口、第三送料管道、第三进料口和第三电磁阀，控制器优先打开第三电磁阀、其次打开第二电磁阀、最后打开第一电磁阀，使得直径小、中、大的钢球先后从集料筒内滚入相对应的收料箱内，从而完成不同规格钢球的粗分类筛选，基于单片机控制技术，自动化及智能化程度高，操作简单，使用方便，可大大降低人工劳动强度，可有效提升企业的生产效率，缩短企业的生产周期，非常适合企业的大批量生产，并且可避免相同的规格内混入不同规格的钢球，筛选精准度高；通过收料机构包括第一收料箱、第二收料箱和第三收料箱，楔形结构的收料箱便于钢球在自身重力作用下优先填入低处的球槽，且球槽为劣弧结构，在钢球填入低处球槽之前，容易从较高处球槽滚出，可充分利用收料箱的内部空间进行收集，如此实现不同规格钢球的粗分类筛选收集；其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛用于其他球状工业产品的自动分类筛选场合。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种钢球自动粗分类筛选装置的外部结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的一种钢球自动粗分类筛选装置的外部详细结构示意图。

图3为本实用新型所涉及的一种钢球自动粗分类筛选装置的沿中轴线剖面结构示意图。

图4为本实用新型所涉及的一种钢球自动粗分类筛选装置的集料机构结构示意图。

图5为本实用新型所涉及的一种钢球自动粗分类筛选装置的电性连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例作进一步详细说明。

结合图1，一种钢球自动粗分类筛选装置，包括装置本体，装置本体由外部电源提供工作电压，装置本体包括底座1、设于底座1顶部一侧的控制机构2、设于底座1顶部另一侧的收料机构3、与控制机构2相连接的集料机构4、以及连接于收料机构3和集料机构4之间的送料机构5。

结合图2，控制机构2包括控制箱21和电源开关22，电源开关22位于控制箱21的外侧，外部电源通过电源开关22为装置本体供电，控制箱21的内部设有控制器。

结合图4，集料机构4包括支架41、弧形夹具42、集料筒43、振动器安装座44和振动器45，支架41的底部固定于控制箱21上，支架41的顶部连接弧形夹具42，集料筒43的外侧下部由弧形夹具42夹持固定，振动器安装座44焊接在集料筒43的外侧上部，振动器45固定安装在振动器安装座44之上，集料筒43的底部连接送料机构5。

往集料筒43内放入待粗分类筛选的钢球，集料筒43为上宽下窄结构，方便钢球快速出料。

将装置本体连接外部电源，并按下电源开关22进入工作模式。此时集料筒43外侧的振动器45开始工作。振动器45选用小型zdq10电磁振动器，振动器45与控制器的信号输出端电性相连，控制器输出控制信号使振动器45按一定频率进行振动，从而带动集料筒43产生共振，使得集料筒43内的钢球翻腾滚动。

结合图2和图3，收料机构3包括第一收料箱31、第二收料箱32和第三收料箱33，第一收料箱31、第二收料箱32和第三收料箱33沿底座1的侧边依次并排排列，第一收料箱31、第二收料箱32和第三收料箱33均为楔形结构，且第一收料箱31的底部、第二收料箱32的底部和第三收料箱33的底部也均为楔形结构，第一收料箱31的底部均匀的紧密分布有若干第一球槽，第二收料箱32的底部均匀的紧密分布有若干第二球槽34，第三收料箱33的底部均匀的紧密分布有若干第三球槽，第一球槽、第二球槽34和第三球槽均为劣弧结构，第一收料箱31的较高侧边、第二收料箱32的较高侧边和第三收料箱33的较高侧边均与送料机构5相连接。

收料箱设计为楔形结构，便于钢球在自身重力作用下优先填入低处的球槽，且球槽为劣弧结构，在钢球填入低处球槽之前，容易从较高处球槽滚出，可充分利用收料箱的内部空间进行收集。第一收料箱31收集直径大的钢球，第二收料箱32收集直径中的钢球，第三收料箱33收集直径小的钢球，如此实现粗分类筛选收集。

结合图2和图3，送料机构5包括第一出料口51、第一送料管道52、第一进料口53、第一电磁阀、第二出料口54、第二送料管道55、第二进料口56、第二电磁阀59、第三出料口、第三送料管道57、第三进料口58和第三电磁阀，第一出料口51的内径大于第二出料口54的内径，第二出料口54的内径大于第三出料口的内径，第一出料口51、第二出料口54和第三出料口沿底座1的侧边与集料筒43的底部依次相连通，第一进料口53与第一收料箱31的较高侧边相连通，第一进料口53远低于第一出料口51，第一送料管道52连接第一进料口53和第一出料口51，第一进料口53、第一送料管道52和第一出料口51的内径与第一球槽的直径相同，第二进料口56与第二收料箱32的较高侧边相连通，第二进料口56远低于第二出料口54，第二送料管道55连接第二进料口56和第二出料口54，第二进料口56、第二送料管道55和第二出料口54的内径与第二球槽34的直径相同，第三进料口58与第三收料箱33的较高侧边相连通，第三进料口58远低于第三出料口，第三送料管道57连接第三进料口58和第三出料口，第三进料口58、第三送料管道57和第三出料口的内径与第三球槽的直径相同，第一电磁阀固定安装于第一出料口51之上，第二电磁阀59固定安装于第二出料口54之上，第三电磁阀固定安装于第三出料口之上。

第一电磁阀、第二电磁阀59和第三电磁阀均与控制器的信号输出端电性相连，控制器输出控制信号控制第一电磁阀、第二电磁阀59和第三电磁阀由后至先分时工作，第一电磁阀、第二电磁阀59和第三电磁阀均选用大通径直动式电磁阀门hope66。当按下电源开关22，振动器45带动集料筒43内的钢球翻腾滚动，同时控制器输出控制信号先使第三电磁阀工作使其处于打开的状态，此时在第三出料口、第三送料管道57、第三进料口58和第三收料箱33之间形成通路，使直径小的钢球从集料筒43滚入第三收料箱33，完成直径小钢球的收集。间隔一段时间后，控制器输出控制信号使第三电磁阀停止工作使其恢复为关闭的状态，并输出控制信号使第二电磁阀59工作使其处于打开的状态，此时在第二出料口54、第二送料管道55、第二进料口56和第二收料箱32之间形成通路，使直径中的钢球从集料筒43滚入第二收料箱32，完成直径中钢球的收集。再间隔相同的时间，控制器输出控制信号使第二电磁阀59停止工作使其恢复为关闭的状态，同时使振动器45也停止工作(之前振动器45处于持续工作状态)，并输出控制信号使第一电磁阀工作使其处于打开的状态，此时在第一出料口51、第一送料管道52、第一进料口53和第一收料箱31之间形成通路，使直径大的钢球从集料筒43滚入第一收料箱31，完成直径大钢球的收集，如此实现直径大、中、小三类钢球的粗分类筛选，自动化及智能化程度高，操作简单，使用方便，可大大降低人工劳动强度，可有效提升企业的生产效率，缩短企业的生产周期，非常适合企业的大批量生产。控制器优先打开第三电磁阀，其次打开第二电磁阀59，最后打开第三电磁阀，即优先收集直径小钢球，再收集直径中钢球，最后收集直径大钢球，可避免相同的规格内混入不同规格的钢球，筛选精准度高。

控制器输出多路控制信号分别协调振动器45、第一电磁阀、第二电磁阀59和第三电磁阀先后进行工作，为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制器选用16位单片机mc95s12dj128，其内置128kb的flash、8kb的ram和2kb的eeprom，具有5v输入和驱动能力，cpu工作频率可达到50mhz。29路独立的数字i/o接口，20路带中断和唤醒功能的数字i/o接口，2个8通道的10位a/d转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程pwm通道。具有2个串行异步通信接口sci，2个同步串行外设接口spi，i2c总线和can功能模块等，满足设计要求。

本实用新型提供了一种钢球自动粗分类筛选装置，通过集料机构包括支架、弧形夹具、集料筒、振动器安装座和振动器，振动器带动集料筒产生共振，从而使得集料筒内的待粗分类筛选钢球翻腾滚动，上宽下窄结构的集料筒方便钢球快速的出料；通过送料机构包括第一出料口、第一送料管道、第一进料口、第一电磁阀、第二出料口、第二送料管道、第二进料口、第二电磁阀、第三出料口、第三送料管道、第三进料口和第三电磁阀，控制器优先打开第三电磁阀、其次打开第二电磁阀、最后打开第一电磁阀，使得直径小、中、大的钢球先后从集料筒内滚入相对应的收料箱内，从而完成不同规格钢球的粗分类筛选，基于单片机控制技术，自动化及智能化程度高，操作简单，使用方便，可大大降低人工劳动强度，可有效提升企业的生产效率，缩短企业的生产周期，非常适合企业的大批量生产，并且可避免相同的规格内混入不同规格的钢球，筛选精准度高；通过收料机构包括第一收料箱、第二收料箱和第三收料箱，楔形结构的收料箱便于钢球在自身重力作用下优先填入低处的球槽，且球槽为劣弧结构，在钢球填入低处球槽之前，容易从较高处球槽滚出，可充分利用收料箱的内部空间进行收集，如此实现不同规格钢球的粗分类筛选收集；其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛用于其他球状工业产品的自动分类筛选场合。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。