CN112844956B - 一种涂胶装置及其喷嘴结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涂胶装置及其喷嘴结构，涉及涂胶喷嘴领域。涂胶装置包括机架、安装在机架上的涂胶泵和喷嘴尾管，喷嘴尾管与涂胶泵可拆连接，喷嘴尾管的上部设有连接结构，喷嘴尾管位于连接结构的下侧设置有保险槽；喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度为a；根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁。将喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度a设计成小于最大管壁厚度a₁，可确保当喷嘴尾管受到最小设计抗剪应力σ₁时，喷嘴尾管在保险槽处必然能够产生断裂破坏，对涂胶装置整机的保护作用更好。

Description

一种涂胶装置及其喷嘴结构

技术领域

本发明涉及涂胶喷嘴技术领域，特别是涉及一种涂胶装置及其喷嘴结构。

背景技术

在汽车生产中，通常采用自动涂胶设备来对车身完成涂胶作业。自动涂胶设备包括底座、机架、涂胶泵和喷嘴，借助于机器人抓取工件对准自动涂胶设备的喷嘴并按照设定的轨迹运动，胶料经喷嘴排出从而涂抹在工件表面的相应位置。

实际上，在涂胶过程中运动的工件容易与自动涂胶设备的喷嘴发生碰撞，随后发展出了如授权公告号为CN204974282U、授权公告日为2016.01.20的中国实用新型专利公开了一种涂胶机喷头，并具体公开了该涂胶机喷头包括搅拌碗及喷嘴，搅拌碗与喷嘴之间通过连接管连接，连接管的两端分别设于搅拌碗、喷嘴内，连接管位于搅拌碗之间的部分外侧开有保险槽。当喷头碰到涂胶工件时，连接管的保险槽处因其较它处细而先折断，维修时只需更换连接管即可。

现有技术中的涂胶机喷头采用了带保险槽的连接管来起到缓冲撞击力的目的。但是，如果连接管在保险槽处的管壁厚度过大，可能会在受到较大撞击力后，喷嘴即使变形但仍然不产生折断。

综上所述，现有涂胶机的喷嘴无法保证在设定的撞击力下及时折断，对涂胶装置整机的保护作用差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种涂胶装置，以解决现有涂胶机的喷嘴无法保证在设定的撞击力下及时折断，对涂胶装置整机的保护作用差的问题。同时本发明的目的还在于提供一种涂胶装置的喷嘴结构。

本发明的涂胶装置的技术方案为：

涂胶装置包括机架、安装在所述机架上的涂胶泵和喷嘴尾管，所述喷嘴尾管与所述涂胶泵可拆连接，所述喷嘴尾管的上部设有连接结构，所述喷嘴尾管位于所述连接结构的下侧设置有保险槽；

所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，所述喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度为a；

根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁。

进一步的，所述喷嘴尾管采用钢铁、铝、铜或合金材料制成。

进一步的，所述喷嘴尾管采用Q235普通碳素钢材质制成，所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁＝0.5MPa、弹性模量为E＝200GPa、比表面能为γ＝2J/m²，所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁＝1mm，a≤1mm。

进一步的，所述涂胶泵与所述喷嘴尾管之间还连接有过渡管，所述喷嘴尾管与所述过渡管之间可拆连接。

进一步的，所述连接结构为第一螺纹段，所述喷嘴尾管上还设有旋拧部，所述过渡管的下端设有与所述第一螺纹段配合的第二螺纹段。

进一步的，所述旋拧部设置在所述第一螺纹段和所述保险槽之间，所述旋拧部为多面体棱柱体。

进一步的，所述喷嘴尾管的形状为圆柱形管，所述喷嘴尾管的管壁厚度为2mm至5mm之间的任意尺寸。

进一步的，所述保险槽为开设于所述喷嘴尾管外壁上的环形凹槽，所述环形凹槽的槽口宽度大于0.1mm。

有益效果：该涂胶装置的喷嘴尾管和涂胶泵可拆连接，喷嘴尾管的上部设有连接结构，在喷嘴尾管位于连接结构的下侧设有保险槽，利用保险槽使喷嘴尾管在此处形成结构薄弱的部分，当喷嘴尾管受到工件撞击时喷嘴尾管会率先在保险槽处断开，从而保护了整个涂胶装置的结构完整性。由于该喷嘴尾管的保险槽是根据Griffith断裂判据公式设计而来的，通过确定喷嘴尾管的最小设计抗剪应力σ₁，可得到嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，最后将喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度a设计成小于最大管壁厚度a₁，可确保当喷嘴尾管受到最小设计抗剪应力σ₁时，喷嘴尾管在保险槽处必然能够产生断裂破坏，断裂后拆下喷嘴尾管的连接结构部分，即可更换新的喷嘴尾管，以保证不影响后续的涂胶作业，对涂胶装置整机的保护作用更好。

本发明的涂胶装置的喷嘴结构的技术方案为：

涂胶装置的喷嘴结构包括用于与涂胶泵可拆连接的喷嘴尾管，所述喷嘴尾管的上部设有连接结构，所述喷嘴尾管位于所述连接结构的下侧设置有保险槽；

所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，所述喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度为a；

根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁。

进一步的，所述喷嘴结构还包括用于连接涂胶泵和所述喷嘴尾管之间的过渡管，所述喷嘴尾管与所述过渡管之间可拆连接。

有益效果：该涂胶装置的喷嘴尾管和涂胶泵可拆连接，喷嘴尾管的上部设有连接结构，在喷嘴尾管位于连接结构的下侧设有保险槽，利用保险槽使喷嘴尾管在此处形成结构薄弱的部分，当喷嘴尾管受到工件撞击时喷嘴尾管会率先在保险槽处断开，从而保护了整个涂胶装置的结构完整性。由于该喷嘴尾管的保险槽是根据Griffith断裂判据公式设计而来的，通过确定喷嘴尾管的最小设计抗剪应力σ₁，可得到嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，最后将喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度a设计成小于最大管壁厚度a₁，可确保当喷嘴尾管受到最小设计抗剪应力σ₁时，喷嘴尾管在保险槽处必然能够产生断裂破坏，断裂后拆下喷嘴尾管的连接结构部分，即可更换新的喷嘴尾管，以保证不影响后续的涂胶作业，对涂胶装置整机的保护作用更好。

附图说明

图1为本发明的涂胶装置的具体实施例1中涂胶装置在工作状态的主视示意图；

图2为本发明的涂胶装置的具体实施例1中涂胶装置的喷嘴结构的局部示意图；

图3为图2中喷嘴尾管和过渡管之间装配连接的放大示意图。

图中：1-涂胶装置、10-机架、11-涂胶泵、12-喷嘴结构、120-喷嘴尾管、121-保险槽、122-旋拧部、123-过渡管、124-第一螺纹段、2-工件、3-机器人。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的涂胶装置的具体实施例1，如图1至图3所示，涂胶装置包括机架10、安装在机架10上的涂胶泵11和喷嘴尾管120，喷嘴尾管120与涂胶泵11可拆连接，喷嘴尾管120的上部设有连接结构，喷嘴尾管120位于连接结构的下侧设置有保险槽121；喷嘴尾管120的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，喷嘴尾管120在保险槽121处的管壁厚度为a；

根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到喷嘴尾管120在保险槽121处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁。

该涂胶装置的喷嘴尾管120和涂胶泵11可拆连接，喷嘴尾管120的上部设有连接结构，在喷嘴尾管120位于连接结构的下侧设有保险槽121，利用保险槽121使喷嘴尾管120在此处形成结构薄弱的部分，机器人3抓取工件2进行涂胶运动过程中，当喷嘴尾管120受到工件2撞击时喷嘴尾管120会率先在保险槽121处断开，从而保护了整个涂胶装置的结构完整性。由于该喷嘴尾管120的保险槽121是根据Griffith断裂判据公式设计而来的，通过确定喷嘴尾管120的最小设计抗剪应力σ₁，可得到嘴尾管120在保险槽121处的最大管壁厚度a₁，最后将喷嘴尾管120在保险槽121处的管壁厚度a设计成小于最大管壁厚度a₁，可确保当喷嘴尾管120受到最小设计抗剪应力σ₁时，喷嘴尾管120在保险槽121处必然能够产生断裂破坏，断裂后拆下喷嘴尾管120的连接结构部分，即可更换新的喷嘴尾管120，以保证不影响后续的涂胶作业，对涂胶装置整机的保护作用更好。

在本实施例中，喷嘴尾管120采用钢铁材料制成。具体的，喷嘴尾管120采用Q235普通碳素钢材质制成，喷嘴尾管120的最小设计抗剪应力为σ₁＝0.5MPa、弹性模量为E＝200GPa、比表面能为γ＝2J/m²，喷嘴尾管120在保险槽121处的最大管壁厚度a₁＝1mm，a≤1mm。该喷嘴尾管120采用Q235普通碳素钢制成，其弹性模量E和比表面能γ均为材料常量，确定了最小设计抗剪应力为σ₁＝0.5MPa，代入上述公式即可得到喷嘴尾管120在保险槽121处的最大管壁厚度a₁＝1mm，加工时将喷嘴尾管120在保险槽121处的管壁厚度a设计成小于1mm的任意尺寸，例如：0.3mm、0.5mm、0.75mm、0.8mm等等均可。

在其他实施例中，为了满足不同的使用需求，喷嘴尾管120可采用奥氏体201、奥氏体301、奥氏体304等不锈钢材料制成，也可以采用铝、铜或合金材料制成，与具体实施例1中Q235普通碳素钢相类似，同样具有良好的结构强度，并且，能够稳定承受排出胶料时的较高温度。

在涂胶泵11与喷嘴尾管120之间还连接有过渡管123，喷嘴尾管120与过渡管123之间可拆连接，喷嘴尾管120和过渡管123组合构成喷嘴结构12。具体的，连接结构为第一螺纹段124，喷嘴尾管120上还设有旋拧部122，过渡管123的下端设有与第一螺纹段124配合的第二螺纹段，第一螺纹段124和第二螺纹段均为普通细牙螺纹。并且，旋拧部122设置在第一螺纹段124和保险槽121之间，旋拧部122为多面体棱柱体。装配时，工作人员先将喷嘴尾管120的第一螺纹段122对准旋装在过渡管123下端的第二螺纹段上，然后使用扳手工具卡装在旋拧部122上，将喷嘴尾管120和过渡管123旋拧组装到位，利用过渡管123可起到缓冲撞击力的作用。

另外，该涂胶装置的喷嘴尾管120的形状为圆柱形管，喷嘴尾管120的管壁厚度为2mm至5mm之间的任意尺寸。保险槽121为开设于喷嘴尾管120外壁上的环形凹槽，环形凹槽的槽口宽度大于0.1mm。具体的，喷嘴尾管120的管壁厚度为3mm，环形凹槽的槽口宽度大于1mm。

本发明的涂胶装置的喷嘴结构的具体实施例，该喷嘴结构包括用于与涂胶泵可拆连接的喷嘴尾管，喷嘴尾管的上部设有连接结构，喷嘴尾管位于连接结构的下侧设置有保险槽，喷嘴结构还包括用于连接涂胶泵和喷嘴尾管之间的过渡管。其中，本实施例中的喷嘴结构与本发明的涂胶装置的具体实施方式中喷嘴尾管和过渡管的组合结构相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种涂胶装置，其特征是，包括机架、安装在所述机架上的涂胶泵和喷嘴尾管，所述喷嘴尾管与所述涂胶泵可拆连接，所述喷嘴尾管的上部设有连接结构，所述喷嘴尾管位于所述连接结构的下侧设置有保险槽；

所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，所述喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度为a；

根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁；

所述喷嘴尾管采用Q235普通碳素钢材质制成，所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁＝0.5MPa、弹性模量为E＝200GPa、比表面能为γ＝2J/m²，所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁＝1mm，a≤1mm。

2.根据权利要求1所述的涂胶装置，其特征是，所述涂胶泵与所述喷嘴尾管之间还连接有过渡管，所述喷嘴尾管与所述过渡管之间可拆连接。

3.根据权利要求2所述的涂胶装置，其特征是，所述连接结构为第一螺纹段，所述喷嘴尾管上还设有旋拧部，所述过渡管的下端设有与所述第一螺纹段配合的第二螺纹段。

4.根据权利要求3所述的涂胶装置，其特征是，所述旋拧部设置在所述第一螺纹段和所述保险槽之间，所述旋拧部为多面体棱柱体。

5.根据权利要求1所述的涂胶装置，其特征是，所述喷嘴尾管的形状为圆柱形管，所述喷嘴尾管的管壁厚度为2mm至5mm之间的任意尺寸。

6.根据权利要求1所述的涂胶装置，其特征是，所述保险槽为开设于所述喷嘴尾管外壁上的环形凹槽，所述环形凹槽的槽口宽度大于0.1mm。

7.一种涂胶装置的喷嘴结构，其特征是，包括用于与涂胶泵可拆连接的喷嘴尾管，所述喷嘴尾管的上部设有连接结构，所述喷嘴尾管位于所述连接结构的下侧设置有保险槽；

所述喷嘴尾管的最小设计抗剪应力为σ₁、弹性模量为E、比表面能为γ，所述喷嘴尾管在保险槽处的管壁厚度为a；

根据Griffith断裂判据公式：G＝2γ，

可得

代入最小设计抗剪应力σ₁，得到所述喷嘴尾管在保险槽处的最大管壁厚度a₁，则a≤a₁。

8.根据权利要求7所述的涂胶装置的喷嘴结构，其特征是，所述喷嘴结构还包括用于连接涂胶泵和所述喷嘴尾管之间的过渡管，所述喷嘴尾管与所述过渡管之间可拆连接。

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