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畢業(yè)設計(縮寫稿)
題目:全自動顆粒包裝機的設計
學 生: 郭 慶
學 號: 51403608
院 (系): 機電工程學院
專 業(yè):機械設計制造及其自動化
指導教師: 吳 春 英
2007年06月18日
工業(yè)機器人在顆粒包裝機中的應用
摘要:機械手是機器人的手臂,它使機器人能彎屈、延伸和旋轉,提供這些運動的是機械手的軸,亦是所謂的機械人的自由度機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內執(zhí)行任務,我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元,該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應,。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅動著機器人的各軸。
機器人控制器是工作單元的核心。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學的水平,是更復雜的裝置,即它們可以使得微處理器操縱的。動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。例如,如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅動的,控制信號便傳送到這些裝置。
關鍵詞:工業(yè)機器人,包裝機
工業(yè)機器人是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生產(chǎn)效率的工具,它能做常規(guī)乏味的裝配線工作,或能做那些對于工人說是危險的工作,例如,第一代工業(yè)機器人是用來在核電站中更換核燃料棒,如果人去做這項工作,將會遭受有害放射線的輻射。工業(yè)機器人亦能工作在裝配線上將小元件裝配到一起,如將電子元件安放在電路印制板,這樣,工人就能從這項乏味的常規(guī)工作中解放出來。機器人也能按程序要求用來拆除炸彈,輔助殘疾人,在社會的很多應用場合下履行職能。
機器人可以認為是將手臂末端的工具、傳感器和手爪移到程序指定位置的一種機器。當機器人到達位置后,它將執(zhí)行某種任務。這些任務可以是焊接、密封、機器裝料、拆卸以及裝配工作。除了編程以及系統(tǒng)的開停之外,一般來說這些工作可以在無人干預下完成。
如下敘述的是機器人系統(tǒng)基本術語:
1。機器人是一個可編程、多功能的機器手,通過給要完成的不同任務編制各種動作,它可以移動零件、材料、工具以及特殊裝置。這個基本定義引導出后續(xù)斷落的其他定義,從而描繪出一個完整的機器人系統(tǒng)。
2。預編程位置點是機器人為完成工作而必須跟蹤的軌跡。在某些位置點上機器人將停下來做某些操作,如裝配零件、噴涂油漆或焊接。這些預編程點貯存再機器人的貯存器中,并為后續(xù)的連續(xù)操作所調用,而且這些預編程點像其他程序數(shù)據(jù)一樣,可在日后隨工作需要而變化。因而,這正是這種可編程序的特點,一個工業(yè)機器人很像一臺計算機,數(shù)據(jù)可在這里儲存、后續(xù)調用與編輯。
3。機械手是機器人的手臂,它使機器人能彎屈、延伸和旋轉,提供這些運動的是機械手的軸,亦是所謂的機械人的自由度。一個機械人能有3~16軸,自由度一詞總是與機器人軸數(shù)相關。
4。工具和手爪不是機器人自身組成部分,但它們是安裝再機器人手臂末端的附件。這些連在機器人手臂末端的附件可使機器人抬起工件、點焊、刷漆、電弧焊、鉆孔、打毛刺以及根據(jù)機器人的要求去做各種各樣的工作。
5。機器人系統(tǒng)還可以控制機器人的工作單元,工作單元是機器人執(zhí)行任務所處的整體環(huán)境,該單元包括控制器、機械手、工作平臺、安全保護裝置或者傳輸裝置。所有這些為保證機器人完成自己任務而必須的裝置都包括在這一工作單元中。另外,來自外設的信號與機器人通訊,通知機器人何時裝配工件、取工件或放工件到傳輸裝置上。
機器人系統(tǒng)有三個基本部件:機械手、控制器和動力源。?
A.機械手
機械手做機器人系統(tǒng)中粗重工作。它包括兩個部分:機構和附件,機械手也有聯(lián)結附件基座,表示一機器人基座與附件之間的連接情況。
機械手基座通常固定在工作區(qū)域的地基上,有時基座也可以移動,在這種情況下安裝在導軌或軌道上,允許機械手從一個位置移到另外一個位置。
正如前面所提到的那樣,附件從機器人基座上延伸出來,附件就是機器人的手臂,它可以是直動型,也可以是軸節(jié)型手臂,軸節(jié)型手臂也是大家所知的關節(jié)型手臂。
機械臂使機械手產(chǎn)生各軸的運動。這些軸連在一個安裝基座上,然后再連到托架上,托架確保機械手停留在某一位置。
在手臂的末端上,連接著手腕,手腕由輔助軸和手腕凸緣組成,手腕是讓機器人用戶在手腕凸緣上安裝不同工具來做不同種工作。
機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內執(zhí)行任務,我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元,該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應,。隨著機器人機械結構尺寸的增加,工作單元的范圍也必須相應增加。
機械手的運動由執(zhí)行元件或驅動系統(tǒng)來控制。執(zhí)行元件或驅動系統(tǒng)允許各軸在工作單元內運動。驅動系統(tǒng)可用電氣、液壓和氣壓動力,驅動系統(tǒng)所產(chǎn)生的動力經(jīng)機構轉變?yōu)闄C械能,驅動系統(tǒng)與機械傳動鏈相匹配。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅動著機器人的各軸。
B.控制器
機器人控制器是工作單元的核心??刂破鲀Υ嬷A編程序供后續(xù)調用、控制外設,及于廠內計算機進行通訊以滿足產(chǎn)品經(jīng)常更新的需要。
控制器用于控制機械手運動和在工作單元內控制機械人外設。用戶可通過手持的示教盒將機械手運動的程序編入控制器。這些信息儲存在控制器的儲存器中以備后續(xù)調用,控制器存儲了機器人系統(tǒng)的所有編程數(shù)據(jù),它能存儲幾個不同的程序,并且所有這些程序均能編輯。
控制器要求能夠在工作單元內與外設進行通信。例如控制器有一個輸入端,它能標識某個機加工操作何時完成。當該加工循環(huán)完成后,輸入端接通,告訴控制器定位機械手以便能抓取以加工工件,隨后,機械手抓取一未加工件,將其放置在機床上。接著,控制器給機床發(fā)出開始加工的信號。
控制器可以由根據(jù)事件順序而步進的機械式輪鼓組成,這種類型的控制器可用在非常簡單的機械系統(tǒng)中。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學的水平,是更復雜的裝置,即它們可以使得微處理器操縱的。這些微處理器可以是8位,16位或32位處理器。它們可以使得控制器在操作過程中顯得非常柔性。控制器能通過通信線發(fā)送電信號,使它能于機械手各軸交流信息,在機器人的機械手和控制器之間的雙向交流信息可以保持系統(tǒng)操作和位置經(jīng)常更新,控制器也能控制安裝在機器人手腕上的任何工具。
控制器也有與廠內各計算機進行通信的任務,這種通信聯(lián)系使機器人成為計算機輔助制造系統(tǒng)的一個組成部分。
存儲器?;谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)運行時要與固態(tài)的存儲裝置相連,這些存儲裝置可以是磁泡,隨機存儲器、軟盤、磁帶等。每種記憶存儲裝置均能貯存、編輯信息以備后續(xù)調用和編輯。
C.動力源
動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。傳給機器人系統(tǒng)的動力源有兩種,一種是用于控制器的交流電,另一種是用于驅動機械手各軸的動力源。例如,如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅動的,控制信號便傳送到這些裝置
The Function of Industrial Robot in the Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT:The industrial robot is a used in the manufacturing environment to increase productivity. It can be used to do routine and tesious assembly line jobs, or it can perform jobs that might be hazardous to the human worker .For example , one of the industrial robots was used to replace the nuclear fuel rods in nuclear power plants.
The basic terminology of robotic systems is introduced in the following. The robotic system has three basic components: the manipulator, the controller, and the power source.A. Manipulator The controller in the robotic system is the heart of the operation .The controller can be made from mechanically operated drums that step through a sequence of events.The controller is also required to communicate with periphral equipment within the work cell. For example, the controller has an input line that identifies when a machining operation is completed.
KEY WORDS: industrial robot , Packaging Machine
The industrial robot is a used in the manufacturing environment to increase productivity. It can be used to do routine and tesious assembly line jobs, or it can perform jobs that might be hazardous to the human worker .For example , one of the industrial robots was used to replace the nuclear fuel rods in nuclear power plants. A humsn doing this job might be exposed to harmful amounts of radiation .The industrial robot can also operate on the assembly line, putting together small components, such as placing electronic components on a printed circuit board. Thus, the human worker can be relieved of the routine operation of this tedious task.. Robots can also be programmed to defuse bombs, to serve the handicapped, and to perform functions in numerous in numerous applications in our society.
The robot can be thought of as a machine that will move an end-of-arm tool, sensor, and/or gripper to a preprogrammed location. When the robot arrives at this location, it will perform some sort of task. This task could be welding, sealing, machine loading, machine unloading,or a host od assembly jobs. Generally, this work can be accomplished without the involvement of a human being, except for programming and for turning the system on and off.
The basic terminology of robotic systems is introduced in the following:
1.A robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move parts, materials, tools, or special devices through variable programmed motions for the performance of a variety of different task. This basic definition leads to other definitions, presented in the following paragraphs, that give a complete picture of a robotic system.
2. Preprogrammed locations are paths that the robot must follow to accomplish work. At some of these locations, the robot will stop and perform some opertion ,such as assembly of parts, spray painting, or welding. These preprogrammed locations are stored in the robot’s memory and are recalled later for continuous poeration. Furthermore, these preprogrammed locations, as well as other program data, can be changed later as the work requirements change. Thus, with regard to this programming feature, an industrial robot is very much like a computer, where data can be stored and later recalled and edited.
3. The manipulator is the arm of the robot. It allows the robot to bend, and twist. This movement is provided by the manipulator’s axes, also called the degrees of freedom of the robot. A robot can have 3 to 16 axes. The term degrees of freedom will always relate to the number of axes found on robot.
4.The tooling and grippers are not part of the robotic system itself; rather, they are attachments that fit on the end of the robot’s arm. These attachments connected to the end of the robot’s arm allow the robot to lift parts, s pot-weld, paint. arc-weld, drill, deburr, and do a variety of tasks, depending on what is required of the robot.
5.The robotic system can also control the work cell of the operating robot. The work cell of the robot is the total environment in which the robot must perform its task. Included within this cell may be the controller ,the robot manipulator, a work table, safety features, or a conveyor. All the equipment that is required in order for the robot to do its job is included in the work cell. In addition ,signals from outside devices can communicate with the robot in order to tell the robot when it should assemble parts, pick up parts, or unload parts to a conveyor.
The robotic system has three basic components: the manipulator, the controller, and the power source.A. Manipulator
The manipulator, which does the physical work of the robotic system, consists of two sections: the mechanical section and the attached appendage. The manipulator also has a base to which the appendages are attached .
The base of the manipulator is usually fixed to the work area. Sometimes, though, the base may be movable. In this case, the base attached to either a rail or a track ,allowing the manipulator to be moved from one location to anther.
As, mentioned previously, the appendage extends from the base of the robot. The appendage is the arm of the robot. It can be either a straight, movable arm or a jointed arm. The jointed arm is also known as an articulated arm.
The appendages of the robot manipulator give the manipulator its various axes of motion .These axes are attached to a fixed base, which ,in turn, is secured to a mounting .This mounting ensures that the manipulator will remain in one location.
At the end of the arm, a wrist is connected. The wrist is made up of additional axes and a wrist flange. The wrist flange allows the robot user to connect different tooling to the wrist for different jobs.
The manipulator’s axes allow it to perform work within a certain area. This area is called the work cell of the robot, and its size corresponds to the size of the manipulator.Fig21-2 illustrates the work cell of a typical assembly robot. As the robot’s physical size increases, the size of the work cell must also increase.
The movement of the manipulator is controlled by actuators, or drive system. The actuators, or drive system, allows the various axes to move within the work cell. The drive system can use electric, hydraulic, r pneumatic power. The energy developed by the drive system is converted to mechanical power by various mechanical drive systems. The drive systems are coupled through mechanical linkages. These linkages, in turn, drive the different axes of the robot. The mechanical linkages may be composed of chains , gears, and ball screws.
B.Controller
The controller in the robotic system is the heart of the operation .The controller stores preprogrammed information for later recall, controls peripheral devices, and communicates with computers within the plant for constant updates in production.
The controller is used to control the robot manipulator’s movements as well as to control peripheral components within the work cell. The user can program the movements of the manipulator into the controller through the use of a hand-held teach pendant. This information is stored in the memory of the controller for later recall. The controller stores all program data for the robotic system .It can store several different programs, and of these programs can be edited.
The controller is also required to communicate with periphral equipment within the work cell. For example, the controller has an input line that identifies when a machining operation is completed. When the machine cycle is completed ,the input line turns on, telling the controller to position the manipulator so that it can pick up the finished part. Then, a new part is picked up by the manipulator and placed into the machine .Next, the controller signals the machine to start operation.
The controller can be made from mechanically operated drums that step through a sequence of events. This type of controller operates with a very simple robotic system .The controllers found on the majority of robotic systems are more complex devices and represent state-of-the-art electronics. That is ,they are microprocessor-operated. These microprocessors are either 8-bit,16bit,or 32-bit processors. This power allows the controller to be very flexible in its operation.
The controller can send electric signals over communication lines that allow it to talk with the various axes of the manipulator. This two-way communication between the robot manipulator and the controller maintains a constant update of the location and the operation of the system .The controller also controls any tooling placed on the end of the robot’s wrist.
The controller also has the job of communicating with the different plant computers. The communication link establishes the robot as part of a computer-assisted manufacruring(CAM)system.
As the basic definition stated, the robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator. Therefore, the controller must contain some type of memory storage. The microprocessor-based systems operate in conjunction with solid-state memory devices. These memory devices may be magnetic bubbles, random-access memory, floppy disks, or magnetic tape. Each memory storage device stores program information for later recall or for editing.
C.Power supply
The power supply is the unit that supplies power to the controller and the manipulator. Two types of power are delivered to the robotic system. One type of power is the AC power for operation of the controller. The other type of power is used for driving the various axes of the manipulator. for example ,if the robot manipulator is controlled by hydraulic or pneumatic drives, control signals are sent to these devices, causing motion of the robot.
For each robotic system, power is required to operate the manipulator. This power can be developed from either a hydraulic power source, a pneumatic power source, or anelectric power source. These power sources are part of the total components of the robotic work cell.
畢 業(yè) 設 計
外 文 文 獻 譯 文 及 原 文
學 生: 郭 慶
學 號: 51403608
院 (系): 機電工程學院
專 業(yè):機械設計制造及其自動化
指導教師: 吳 春 英
2007 年 06 月 18 日
III
全自動顆粒包裝機的設計
摘 要
本文主要介紹了一種包裝機械—自動顆粒包裝機的工作原理及其設計過程,對其傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行計算和傳動部件的強度校核,對其整體外觀、箱體以及支架進行合理的改進。自動顆粒包裝機主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品的松散狀、無粘性細小顆粒物品的小劑量自動包裝。其包裝材料為復合材料,在高溫下粘合。
本機主要有橫封機構、縱封機構、供料機構、剪切機構、傳動機構及電器控制系統(tǒng)。在本次設計中,我們的主要任務是對其傳動系統(tǒng)的支架、整機的箱體進行改進,使其滿足設計要求,以達到所要求的生產(chǎn)效率。
本機的特點是能自動完成制袋,可調量杯計算、充填、打印日期、封合部位打口、記數(shù)等功能。本機還采用了無機調整制袋長度機構和智能型商標定位裝置。
關鍵詞:工作原理,傳動機構,支架
Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT
This article mainly introduces the principle and course of the design of the packing machinery (the type of DXDK40-II), and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the relaxed, small granule with out glutimesity in food、tea、medicine and chemical industry. The material is composite and agglutinated in high temperature.
This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electricity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.
It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark.
KEY WORDS: the principle of the work, transmission parts,the bracket
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 前言 1
2 自動顆粒包裝機工作原理 2
2.1 機械部分 2
2.1.1 無級調速機構 2
2.1.2 間隔齒輪及錐棍無級調整機構 2
2.1.3 偏心鏈輪機構 3
2.1.4 行星差動輪系 4
2.1.5 可調量杯機構及量杯零件圖 5
2.2 電器部分 5
2.3 光電控制的簡要說明 5
3 總體方案設計 6
3.1 功能和應用范圍 6
3.2 工藝分析 6
3.3 機構造型 7
4 運動參數(shù)的計算及傳動系統(tǒng)的設計 9
4.1 帶傳動的計算 9
4.2 鏈傳動設計 10
4.3 剪切部分齒輪傳動系統(tǒng) 11
4.4 錐齒輪的設計計算 15
4.5 料盤傳動部分 18
4.5.1 I-II 間的傳動 18
4.5.2 II-III 之間的傳動 21
4.6 隔板的設計、加工以及誤差 25
4.7 支架的設計及加工 26
5 機構調整及事故處理方法 29
5.1 機構本身故障 29
5.2 轉盤部位故障 29
5.3 注意事項 30
致 謝 32
參 考 文 獻 33
1
全自動顆粒包裝機
1 前言
1
全自動顆粒包裝機
近半個多世紀以來,隨著生產(chǎn)與流通日益社會化、現(xiàn)代化,產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起,受到人們的普遍重視。
現(xiàn)代包裝的普遍含義是:對不同批量的產(chǎn)品,選用某種有保護性、裝飾性的包裝材料或包裝容器,并借助適當?shù)募夹g手段實施包裝作業(yè),以達到規(guī)定的數(shù)量和質量,同時設法改善外部結構,降低包裝成本,從而在流通直至消費的整個過程中使之容易儲存搬運,防止產(chǎn)品破壞變質,不污染環(huán)境,便于識別應用和回收廢料,有吸引力,廣開銷路,不斷促進擴大再生產(chǎn)。
中國有著悠久的包裝歷史??墒侵袊默F(xiàn)代化包裝工業(yè)起步比較遲緩,解放前只有幾個大城市的啤酒廠、汽水廠、罐頭廠、卷煙廠才培植一些包裝機械。直到五十年代末期,開始引進仿制,形成小規(guī)模的生產(chǎn)能力。自動顆粒包裝機實現(xiàn)了對一些無粘性顆粒的包裝,本機采用的材料為復合材料,包裝材料以紙玻璃紙滌綸膜鋁箔等為基紙引為商標,并噴涂要均勻,復卷后外圓平整,不允許有高低不平或兩邊松緊不一致的現(xiàn)象。
自動顆粒包裝機由于功能較少應用范圍小,但生產(chǎn)率較高,本次設計的主要對象是包裝機的動力系統(tǒng),介紹了包裝機的橫封機構、縱封機構和供料機構以及箱體和支架設計,并簡單介紹了它的電氣控制部分。其機械部分主要有無級調速機構、偏心鏈輪機構、行星差動輪系和可調量杯機構。電氣部分主要有光電開關、凸輪接近開關控制機構和減速電機。
在包裝機械電氣自動化中,光電技術越來越起著重要作用。例如,可用來自動檢測流水線上包裝容器的形狀、口徑傷痕污垢缺蓋,以及箱體的外廓尺寸、排列間距、移動速度、裝入個數(shù)、封條有無等;還可用像混合物料按色澤逐個自動分選,斗槽內料或液位的自動控制,大型物件多道捆扎的自動定位,卷筒商標紙的自動對位切割,沖料軟管的自動定向封口,以及其他類似的情況。畢業(yè)設計是工科大學畢業(yè)生面臨畢業(yè)時,一次綜合全,面的設計能力的訓練。目前在于培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設計思想,訓練綜合運用機械設計和有關課程的理論能力,加強和擴展有關機械設計方面的知識。
通過我們的努力,在經(jīng)過了畢業(yè)實習參觀、制定設計方案、選擇傳動機構、計算零件尺寸及全,面考慮制造工藝、使用及維護要求,在吳春英的指導下,我們完成了這一機器的設計。但難免有不足之處存在,希望各位老師加以指導。
2 自動顆粒包裝機工作原理
2.1 機械部分
(1)包裝過程示意圖:
包裝材料(薄膜)——經(jīng)薄膜成型器成型——進行橫封熱合打字打撕口裝料——切斷——進行縱封熱合成型
(2)幾個主要部件的簡要說明
2.1.1 無級調速機構
該機構是用來調整機器包裝速度的,其機構簡圖如圖2-1所示:
圖2-1 無極調速機構
調整速度時首先松開螺母2;當順時針旋轉手柄1時,動輪3外移,主動輪以便動輪4在彈簧5作用下,使它壓緊三角帶,從而使三角帶向皮帶輪外緣移動,實現(xiàn)了增速運動。當翻轉手柄1時,動輪3壓緊三角帶,迫使三角帶克服彈簧5的壓力,向主動皮帶輪小直徑方向移動,實現(xiàn)了減速運動。
2.1.2 間隔齒輪及錐棍無級調整機構
間隔齒輪的作用是為改變包裝袋長而設置,從傳動系統(tǒng)原理圖來看它的運動關系是主軸每旋轉一轉,縱封棍送進薄膜紙前進一個袋長,二橫封旋轉半周封合一次,因此當改變包裝袋長度尺寸時,必須與其相適應的齒輪合,它的特點是:間隔齒輪的齒數(shù),即相當于袋長的尺寸。錐棍無級調速機構與間隔齒輪配合使用,其作用在于調整已定袋長的幅度,這對提高光點跟蹤的準確性起到了可靠的保障,調整幅度見表2-1。
表2-1 調整幅度表
間隔齒輪齒數(shù)(袋長)
錐棍無級調速的袋長幅度(mm)
55
55-70
75
70-90
100
90-110
2.1.3 偏心鏈輪機構
如圖2-2所示,該機器的縱封的作用有兩個:一是進行縱向封合作用,另一是帶動包裝紙進行送紙,而橫封棍的封合是間隔的,按正常的工作要求是在橫封進行封合這段時間內,它的線速度應與縱封棍的線速度保證一致,否則會使包裝材料受到拉伸而破損或是松弛起皺,以至造成封合不良,為此,本機設置偏心鏈輪機構,以保證袋長在一定范圍內變化時能使橫封棍封合時的圓周線速度與縱封棍的圓周線速度相適應,以保證機器的正常工作。
當包裝尺寸改變除了更換相適應的間隔齒輪及調整錐棍外,同時還應對偏心輪進行適當?shù)恼{整,首先將偏心鏈輪左邊的瑣母松開,旋轉偏心鏈輪調節(jié)旋鈕,使其標簽少年宮的數(shù)值(即改變后的袋長)對準軸上的刻線,然后將瑣母瑣緊,即調整完畢。
當所選的袋長處于偏心鏈輪中心位置尺寸時,(此時袋長為80mm這時偏心鏈輪中心與主軸中心重合,同時橫封棍的圓周線速度與縱封棍的圓周線速度是一致
圖2-2 偏心鏈輪機構
鏈輪中心與主軸的中心不重合有一定的偏心距,這時由于主軸的轉速是等速的,而主軸的中心和偏心鏈輪有一定的偏心距,這樣使同樣半圈時間內偏心鏈輪左右半圈轉過的齒數(shù)不同,則使齒數(shù)多的半圈線速度就大;齒數(shù)少的半圈線速度就低,偏心鏈左右半圈轉過的齒數(shù)不同則使齒數(shù)多的平圈線速度就大;齒數(shù)少的半圈線速度就低,偏心鏈輪呈現(xiàn)為不等速運動。因此,改變包裝袋袋長尺寸后,相應地調整偏心鏈輪地連心量,即可以實現(xiàn)橫封棍與縱封棍2著的線速度相適應。
2.1.4 行星差動輪系
當在本機器上使用獨立商標之保障材料進行工作時,按照成品袋的要求,橫封封口的位置正好處于兩個商標的中央,可是在工作過程中,由于縱封棍送進的拉伸,加熱溫度的影響,包裝紙的存放條件和時間等等因素的影響,包裝紙在使用時,不能保證橫封封合位置處于兩個商標的中間,為了補救位置的偏差,必須對縱封棍進行速度的修整,以達到此目的,而行星差動輪系即是這種修整過程中的執(zhí)行機構。當封合位置正確時,由于減速電機驅動的蝸桿Z不動 則Z10、Z100不動,主軸的運動通過 中間輪組傳到同軸時的Z250傳給星輪,行輪一方面自傳,另一方面帶動系桿齒輪Z30繞Z100作公轉 運動,經(jīng)系桿齒輪轉致縱封主動軸進行反轉運動,通過Z100、Z120使星輪轉速降低后加快,這樣兩個運動合成輸出 的速度就減慢或加快 ,以達到修整的目的。
圖2-3 行星差動輪系
2.1.5 可調量杯機構及量杯零件圖
量杯分為內科杯合外科杯,外科杯外形尺寸與下料盤結合。量杯規(guī)格分為三種,計量范圍(按容積),第一種:5-10mL,第二種:10-20mL第三種:20-40mL,根據(jù)用戶產(chǎn)品(即被包裝物)計量的大小,可進行上下調節(jié),一般掌握原則是根據(jù)用戶產(chǎn)品比重來調整量杯的高度,實際調整后的劑量應略小于劑量,其實值以調整轉盤中的刮料器與轉盤內表明之間距離來補償,但它們之間的距離不應該過大(即補償量)過大后會造成劑量不精確;奸細過小會引起刮料器與轉盤相互磨損。
2.2 電器部分
本機能源采用JY7134電容啟動單相電機,功率70W,電壓220V,轉速1400r/min,外線電源由于機器電源插座引進,轉動電源開關電源指示燈亮,撥動電機開關啟動電機,電機指示燈亮,電機接入事通過電機保險絲。
熱封系統(tǒng)是采用電阻絲加熱連續(xù)封合,縱封棍采用兩個環(huán)形加熱器,每個250W,100W;橫封是兩個棒形加熱器,每個250W,100W安裝在橫封棍內,縱封棍內,縱封加熱器是鎖緊螺母固定在基板上,均可以直接與電源相接。
加熱的溫度是預先調到的給定的溫度,由兩臺DET-4301位式溫度調節(jié)儀分別對縱封及橫封進行自動溫度控制,即使控制他們各自的繼電器,從而使他們的加熱器通電或斷電。溫度調節(jié)儀的信號分別來自他們的熱敏電阻,將溫度的變化轉化成電信號的變化進行自動控制。
2.3 光電控制的簡要說明
在自動包裝中必須保持商標位置正確,這是對包裝質量的基礎要求,為此必須使縱封,橫封棍速度與包裝商標間隔長度一致,然而包裝紙商標實際速度由可能與預計的有誤差,此誤差積累起來就會使商標位置改變,以致超出允許差,造成廢電器部分。
(1)凸輪接近開關控制結構
單一的光電控制,只能使伺服電機作一種動作,而包裝機卻需要作如下三種動作:
a) 縱封速度不需要修正,在光電信號下,伺服電機不動。
b) 縱封棍速度偏低,商標后移,要在光電信號下,縱封棍增速,以實現(xiàn)同步。
c) 縱封棍速度偏高,商標前移。要求在光電信號下,伺服電機反轉,縱封棍減速。
在本機主軸上裝與由凸輪積極、接近開關以實現(xiàn)三種動作,本系統(tǒng)采用電感式NPN輸出,常開型接近開關精確調節(jié)接近開關與凸輪接近距離,再者凸輪接近開關的全過程中,接近開關指示燈應保持常亮,不能是閃動,接近開關與凸輪間距應為2~3mm。
(2)減速電機采用YJ25E-9可逆電機作為執(zhí)行機構,為防止主電機停轉時,減速電機被開動,而超負荷,所以與主電機采用同移撥動開關,減速電機才能接通電源。
3 總體方案設計
3.1 功能和應用范圍
(1)用途:包裝無粘性小顆粒包裝袋規(guī)格,長55-100毫米,寬30-80毫米。包裝速度為50-100袋/分。
(2)包裝材料:主要為復合材料,在高溫下粘和,一紙玻璃紙滌綸膜鋁箔等為基紙為商標并噴涂高壓聚乙烯制成,噴涂均勻。
(3)封合方式:熱封
3.2 工藝分析
(1)確定機器類型
a)工位:由于生產(chǎn)批量較大,故選用多工位自動包裝機。
b)根據(jù)自動機械設計理論,找到多個動作的同步點,采用連續(xù)型運動形式。
(2)確定工藝路線
a)包裝機的工藝路線:主要有直線型、階梯型、圓弧型、組合型等,其中直線型又分為立式和臥式兩種,本機采用立式直線型工藝要求路線。
b)包裝材料供送:包裝材料的供送利用縱封棍的摩擦來完成,這樣使機器的結構簡單緊湊容易實現(xiàn)自動化。同時提高了生產(chǎn)率,使包裝材料供送與封口一次完成。
c)供料機構:供料機構的計量方式采用容積法計量,散體供送裝置,依其主題運動的方式分為旋轉式、擺動式、直線往復式和振動式等多種;依其傳動方式分為機械式、液壓式、氣動式和電磁式等多種。本機運動方式采用旋轉式,其傳動采用機械式。
d)主傳送:主傳送系統(tǒng)主要采用齒輪運動,使其達到生產(chǎn)要求,此外還有由減速電機帶動的蝸輪蝸桿減速機構。
e)橫封、縱封機構:本機的縱封器采用連續(xù)型棍式縱封器,它的熱封機構是做等速相向回轉的一對棍筒,它對袋筒兼有施壓、牽引及加熱封邊的作用。在熱封期間,熱量有滾筒內的電熱絲通電后供給常熱式輻射加熱,使熱融型塑料進入兩滾筒的熱合接觸面,相互粘合而形成密合的縱封。其橫封采用一種聯(lián)系橫封器結構。熱封所需的壓力可借助兩側的壓縮彈簧加以適當調節(jié)。熱封時,熱封頭與連續(xù)運動著的袋筒必須既有同步的線速度,否則,封口部位可能發(fā)生起皺或拉長,甚至段裂等不良現(xiàn)
f)剪切機構:本剪切機構采用棍刀式。切斷裝置。實際上切割過程具有雙重作用,即刃口對塑料薄膜擠壓、滾切和撕裂,因此要求滾到速度達預料袋下降速度。
3.3 機構造型
(1)包裝材料供送機構
為時操作方便,將卷筒紙架設置在機器上方。利用象鼻成型器折彎成型式充填封口機,平張卷筒薄膜經(jīng)導棍引至象鼻成型器(圖3-1)被折彎成圓筒狀,然后借等速回轉的縱封棍加壓熱合并連續(xù)向下牽引。物料經(jīng)計量裝置計量后,由加料斗落入已封底的袋筒內。經(jīng)不等速回轉的橫封棍,將該袋筒的上口縫合,再經(jīng)回轉切刀切斷后排除機外。
(2)主傳動系統(tǒng)
卷筒式復合包裝材料經(jīng)象比成型器折疊后,即由熱封裝置先后完成分段宗封和底邊全封。
圖3-1 象鼻成型器制袋式袋裝機
1-象鼻成型器,2-加料斗,3-縱封輥,4-橫封輥,5-切刀
(3)傳動系統(tǒng)
要求自動顆粒包裝機的生產(chǎn)效率達到50-100袋/分,袋長55-110毫米。因此,設置了間隔齒輪和錐滾無級調速機構,采用兩極降速機構,第一節(jié)用寬三角帶無級變速,第二節(jié)用錐滾無級變速。
(4)切斷裝置
機械式切斷包裝袋的方法大體上有熱切和冷切兩種??筛鶕?jù)具體條件,如包裝材料的材質、厚度、材袋的牽引運動形式、切割方法和切口形狀等來適當選擇。
熱切是將薄膜局部加熱融化并用熱切元件向融化部分施加一定壓力而使其分離的一種方法。熱切元件多采用電加熱刀或電加熱絲,常與橫封裝置組合在一起,使熱封與切割同時完成。其中高頻加熱刀既是一只具有刀口的電極,使用間歇式帶裝機熱切聚氯乙烯薄膜材料。脈沖加熱電熱絲,既是一跟直徑為2mm的圓云電熱絲,根據(jù)需要可選用間歇或連續(xù)通電進行分割,因其表面不能覆蓋聚氯乙烯編制物,故分割用圓絲與封口用扁絲往往不安裝在同一熱封體上。冷切是借助鋒利的金屬刀刃使薄膜在橫截面上受剪切力而分離料袋的一種方法。冷切工具常用滾刀、鐮刀、鋸齒刀等。由于機器是連續(xù)工作的,所以采用滾刀式,它有兩種組合方式,1)滾刀與定刀、2)慢轉滾刀與快轉滾刀。前者多用于低速有少切削的場合,因此本機采用第一種組合方式。
(5)確定電動機功率
參閱同類包裝機,確定電動機功率為0.37KW
4 運動參數(shù)的計算及傳動系統(tǒng)的設計
4.1 帶傳動的計算
取帶輪的傳動比i=1.57,小帶論直徑,小帶輪轉速=1400r/min;
(1)確定計算功率
查表得工作情況系數(shù):
所以計算功率:
(2)選取V帶帶型
根據(jù)和的值查圖確定帶型為:Z型普通V帶
(3)驗算帶的速度
所以帶的速度合適。
(4)確定V帶的基準長度和傳動中心距
根據(jù): ,
初步確定中心距 ,
計算所需要的帶的基準長度:
根據(jù)普通V帶的基準長度系列選帶長:
計算實際中心距:
(5)驗算主動輪上的包角
故主動輪上的包角合適。
(6)計算V帶的根數(shù)
由 ,, 查表得:,
,,。
所以:
取根。
(7)計算預緊力
查表得,故
(8)計算作用在軸上的壓軸力
4.2 鏈傳動設計
(1)主要參數(shù)
輸入速度:=60r/min;小輪直徑d=100mm,傳動比i=1;
輸入功率:
選用類型、材料:鏈輪的類型為滾子鏈,材料為40號鋼經(jīng)淬火回火處理。
(2)選擇鏈輪的齒數(shù),
假定鏈速V=0.6~3m/s,==19
(3)確定計算功率
由表查得=1.0,
確定鏈條節(jié)數(shù)
初定中心距,則鏈節(jié)數(shù)為
確定鏈條的節(jié)距p
按鏈輪的轉速估計,鏈工作功率曲線左側時,可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)
,;
選取單排鏈,由表查得多排鏈系數(shù),故得所需傳遞的功率為
根據(jù)小鏈輪轉速及功率kw,選鏈號為32A單排鏈。再查得鏈節(jié)距,
驗算鏈速
與假設相符
(4)演算小鏈輪轂孔dk
查得
(5)作用在軸上的壓軸力
有效圓周力
,故
鏈的型號為: GBH1243。1-83
4.3 剪切部分齒輪傳動系統(tǒng)
取包裝袋袋長為80mm,包裝速度為60袋/分,剪切部分的線速度
主要參數(shù):功率;小齒輪轉速;傳動比i=1.5
(1)選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
選取齒輪類型、材料:選取直齒圓柱齒輪傳動,材料為HT250,硬度為170~241HBS;
選取精度等級:此傳動為一般齒輪傳動,故取精度等級為8級;
齒數(shù):小齒輪:;大齒輪:
(2)按齒面接觸強度設計
由設計計算公式進行試算,即
確定公式內的各個計算數(shù)值
試選載荷系數(shù)
計算小齒輪傳遞的轉矩
由表選取齒寬系數(shù)
由表查得材料的彈性影響系數(shù)
按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限:
計算應力循環(huán)次:
查表得接觸疲勞強度壽命系數(shù):
,
計算接觸疲勞許用應力:
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則:
設計計算
a) 試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小值,
b) 計算圓周速度V:
c) 計算齒寬b和模數(shù):
,
d) 計算載荷系數(shù)K
查表得使用系數(shù):
根據(jù) ,8級精度,查得載荷系數(shù):,的計算式:
查得:
載荷系數(shù):
e) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為:
f) 計算模數(shù)m
(3)按齒根彎曲強度設計
a) 確定公式內各個計算數(shù)值
查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為
查得彎曲疲勞壽命系數(shù):,
b) 計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由公式得:
c) 計算載荷系數(shù)K
d) 查取齒形系數(shù)
查得,
e) 應力校正系數(shù): ,
f) 計算大小齒輪的并加以比較
所以小齒輪數(shù)值大
設計計算
對比計算結果,由齒面接觸強度計算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承受能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關,可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.7mm并就近圓整為標準值3mm,按接觸強度算得的分度圓直徑。
由此得,,取,,取
(4)幾何尺寸計算
a) 分度圓直徑
b) 計算中心距
c) 計算齒輪寬度
(5)驗算
,與假設符合
同理以上面算出的大齒輪作為主動齒輪,取傳動比為1.6,功率p=0.3KW,則可算出,,
4.4 錐齒輪的設計計算
主要參數(shù):輸入功率;小齒輪轉速;傳動比u=1
(1)選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
選取齒輪類型、材料:工作平穩(wěn),速度較低,功率不大,因此齒輪材料選用HT250,其硬度為170~241HBS;
選取齒輪精度等級:精度等級取為8級;
選取齒輪齒數(shù):選取齒輪齒數(shù);
(2)按齒面接觸強度設計
由設計計算公式進行試算,即
a) 載荷系數(shù)
b) 小齒輪傳遞的轉矩
c) 的值,通常取
d) 查得材料的彈性影響系數(shù)
按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限:
算應力循環(huán)次:
查得接觸疲勞強度壽命系數(shù):
計算接觸疲勞許用應力:
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則:
設計計算
a) 小齒輪分度圓直徑:
b) 計算圓周速度:
c) 計算載荷系數(shù)K
查表得使用系數(shù):
根據(jù) ,8級精度,查得載荷系數(shù):
由表查得,
d) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為:
,取
e) 計算模數(shù)m
(3)按齒根彎曲強度設計
a) 確定公式內各個計算數(shù)值
查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為
查得彎曲疲勞壽命系數(shù):
b) 計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由公式得:
c) 計算當量齒數(shù)
d) 查取齒形系數(shù)
查得:,
e) 應力校正系數(shù): ,
f) 計算
設計計算
所以取m=3,
(4)幾何尺寸計算
,B=22mm
,
4.5 料盤傳動部分
4.5.1 I-II間的傳動
主要參數(shù):傳動功率;小齒輪轉速;傳動比i=2
(1)選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
選取齒輪類型、材料:選取直齒圓柱齒輪傳動,材料為HT250,硬度為170~241HBS;
選取齒輪精度等級:此傳動為一般齒輪傳動,故取精度等級為8級;
選取齒輪齒數(shù):選取小齒輪齒數(shù),;大齒輪齒數(shù):;
(2)按齒面接觸強度設計
由設計計算公式進行試算,即
確定公式內的各個計算數(shù)值
試選載荷系數(shù):
計算小齒輪傳遞的轉矩
由表選取齒寬系數(shù):
由表查得材料的彈性影響系數(shù):
按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限:
計算應力循環(huán)次:
查表得接觸疲勞強度壽命系數(shù):
,
計算接觸疲勞許用應力:
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則:
(3)設計計算
a)試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小值,
b)計算圓周速度V
c)計算齒寬b
d)計算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
e)計算載荷系數(shù)K
查表得使用系數(shù):
根據(jù) ,8級精度,查得載荷系數(shù):
直齒輪,假設,查得
查得
查得
載荷系數(shù):
f)按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,得:
g)計算模數(shù)m
(4)按齒根彎曲強度設計
彎曲強度的設計公式為
確定公式內各個計算數(shù)值
查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為
查得彎曲疲勞壽命系數(shù),
計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由公式得:
計算載荷系數(shù)K
查取齒形系數(shù)
查得,
查應力校正系數(shù)
,
計算大小齒輪的并加以比較
所以小齒輪數(shù)值大
(5)設計計算
對比計算結果,由齒面接觸強度計算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承受能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關,可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.86mm并就近圓整為標準值3mm,按接觸強度算得的分度圓直徑。
算出小齒輪齒數(shù),取
大齒輪齒數(shù)
(6)幾何尺寸計算
a) 分度圓直徑
b) 計算中心距
c) 計算齒輪寬度
,取,
(7)驗算
,與假設符合
4.5.2 II-III之間的傳動
主要參數(shù):輸入功率;
齒輪3的轉速;齒數(shù)比u=2
(1)選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
選取齒輪類型、材料:選取直齒圓柱齒輪傳動,材料為HT250,硬度為170~241HBS;
選取齒輪精度等級:此傳動為一般齒輪傳動,故取精度等級為8級;
選取齒輪齒數(shù):選取小齒輪齒數(shù):;大齒輪齒數(shù):;
(2)按齒根彎曲強度設計
由設計計算公式進行試算,即
確定公式內的各個計算數(shù)值
試選載荷系數(shù):
計算小齒輪傳遞的轉矩
選取齒寬系數(shù)
查取齒形系數(shù)
,
查得應力校正系數(shù)
,
查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為
計算應力循環(huán)次:
查表得彎曲疲勞壽命系數(shù):
,
計算彎曲疲勞許用應力:
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則:
計算大小齒輪的并加以比較
所以小齒輪數(shù)值大
(3)設計計算
a) 計算齒輪模數(shù)
b) 計算分度圓直徑
c) 計算圓周速度V
d) 計算齒寬b
e) 計算齒寬與齒高之比b/h
,
f) 計算載荷系數(shù)
根據(jù),8級精度,查得動載系數(shù):
直齒輪,假設,查得
查得
查得
故載荷系數(shù):
g) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的模數(shù),得
將其圓整,則m =3mm
h) 計算分度圓直徑
(4)按齒面接觸強度設計
由設計計算公式進行試算,即
a) 確定公式內的各個計算數(shù)值
計算載荷系數(shù)k
查得材料的彈性影響系數(shù)
按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限
查得接觸疲勞壽命系數(shù),
計算接觸疲勞許用應力:
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則:
b) 設計計算
試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小值,
所以取,,
(5)幾何尺寸計算
a) 計算分度圓直徑
b) 計算中心距
c) 計算齒輪寬度
,取,
(6)驗算
,與假設符合
4.6 隔板的設計、加工以及誤差
(1)隔板的設計
通過前面的設計及較核,隔板的外觀尺寸見圖。隔板選45鋼,厚10mm的標準鋼板,隔板是整個傳動部分的支撐部分,所以其設計的合理性直接影響整機的性能。
(2)隔板的加工
a) 刨削加工
刨削板類零件一般可以分為粗刨和精刨兩個階段,粗刨的目的就是將毛坯上的加工余量盡快地刨去,只留一些精刨余量,此時不要求工件達到圖紙要求的尺寸精度和表面粗糙度。加工是可選用大的吃刀量。粗刨厚一般要經(jīng)過實效處理(自然實效、振動實效、人工實效、熱處理回火)等以消除因粗加工在工件內部產(chǎn)生地各種殘余應力,減少工件變形。精刨是將工件上經(jīng)過粗刨后留下地殘余量刨去,使工件達到圖紙或工藝規(guī)定地尺寸精度和表面粗糙度。加工時要嚴格控制吃刀量,勤松壓板多次裝刀、翻個,均勻地去除部分余量。由于本隔板選用標準板,故可挑主副后面平整光潔,能控制好切屑的流向,從而獲得較好的精度和較高的表面質量。故選用平頭精刨刀。要注意的時:刨削時工件必須裝夾牢固,定位合理,在切削過程中隨時檢查,以防工件松動。刨削前必須看清楚圖紙的工藝要求,刨削時及測量工件的尺寸精度要求,以保證激光只來那個。刀具安裝合理,夾持牢固,發(fā)現(xiàn)刨刀磨損時應及時更換刀具。合理選用切削用量,首先考慮吃刀量,其次是走刀量,最后就是合理的切削速度。精刨時應該力求消除或減少工件的彈性變形,以保證加工質量。
b) 孔的加工
由于隔板上的孔較多,主要用于傳動齒輪的固定,所以孔加工的好壞,直接影響整臺包裝機的性能。對于多孔的隔板,可采用多的頭車床多的=孔同時加工,減少基準的個數(shù)提高孔的位置精度。
4.7 支架的設計及加工
(1)支架的設計
支架是用來固定傳動齒輪、行星輪系等的一些板件,其外形尺寸主要由各齒輪及箱體的形體決定。為了加工及安裝方便簡單,各支架均采用凸式,用螺栓固定在隔板上。這樣也方便以后的維護及維修。
(2)支架的加工
采用鑄造加工,對于固定用的軸承孔及隔板接觸的才用較高的精度,以保證安裝的精度,而其他則可以只需去除余量即可。
(3)誤差分析
在實際生產(chǎn)中,影響加工精度的因素往往樣式錯中復雜的,并且常常樣式隨即性。通常受多種原是誤差的影響。各種加工誤差根據(jù)其在一批零件中出現(xiàn)的規(guī)律不同,可分為為系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩大類。
系統(tǒng)性誤差:大小和方向已經(jīng)確定的誤差,例如機床、夾具和刀具的制造誤差、原理誤差、調整誤差均屬于系統(tǒng)性誤差。又分為誤差的大小和方向始終保持不變的常值系統(tǒng)誤差和誤差大小和方向按照一定規(guī)律變化的變值系統(tǒng)誤差。
隨機性誤差:大小和方向沒有任何規(guī)律的誤差。例如毛坯的誤差復映、加緊誤差、內應力引起的變形等屬于隨機性誤差。必須指出的是,同一種誤差在不同的場合下,可能會不同性質的誤差。如對一次調整加工的一批工件來說,調整誤差是常值系統(tǒng)性誤差,但對多次調整加工的一批工件來說,調整誤差卻是隨機性誤差。又如刀具的熱變形,在熱平衡之前,其受熱變形引起的加工誤差微變值系統(tǒng)誤差,而熱平衡后,刀具變形基本穩(wěn)定,就成了常值性誤差。
(4)提高加工精度的工藝措施
a) 減少原始誤差是提高加工精度的主要途徑。
b) 誤差補償法
誤差補償?shù)姆椒ň褪侨藶榈脑斐鲆环N新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的關鍵性的原始誤差。誤差抵消的方法是利用原有的一種誤差去抵消另一種我誤差。無論何種方法 ,力求是兩者大小相等,方向相反,從而達到減少,甚至完全消除原始誤差的目的。
c) 轉移原始誤差
轉移原始誤差法就是把影響加工精度的原始誤差轉移到不影響(或者少影響)加工精度或其他零件上。
d) 均勻與均化誤差
當上道工序的加工誤差太大,使得本工序不能保證工序技術要求,若提高上道工序的加工精度又不經(jīng)濟時,可采用分組調整,均勻誤差的方法。即:將上道工序的尺寸按誤差大小分為n組,使每組工件的誤差縮小為原來的1/n,然后按照各組調整刀具與工件的相互位置,或者采用適當?shù)亩ㄎ辉詼p少上道工序加工誤差對本道工序加工精度的影響。
e) “就地加工”保證精度
在機械加工裝配中,有些精度問題牽涉到很多零件地相互關系,如果僅從提高零件本身的精度著手,有些精度不能達到,即使達到,成本也很高。采用“就地加工”這以簡便地方法不但能保證裝配后地最終精度,而且,在零件的機械加工中也常常用來不保證加工精度。
(5)工藝路線地擬定
擬定工藝路線使制定工藝規(guī)程的關鍵步驟,其主要內容包括定為基準,確定各表面地個加工方法,安排工序地先后順序。確定工序集中與分散地程度。設計使一般提出幾種方法。但是,目前還沒有一套通用的完整地工藝路線擬定的方法。只總結出一些綜合性原則,在具體運用這些原則時,要根據(jù)具體條件綜合分析。
a) 定位分析地選擇
精基準地選擇原則:基準符合重合原則,統(tǒng)一基準原則,互為基準原則,自為基準原則。
粗基準的選擇:選擇初基準的時候,主要考慮如何保證加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖的要求。并注意盡快獲得精基準。a 如果主要要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻,則應該選擇該表面為粗基準。b 若主要要求保證加工面與不加工面的位置要求,則應該選不加工表面為粗基準。C 作為粗基準的表面,應盡量平整光潔,有一定面積,以使工件定位可靠,夾緊方便。d 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。
b) 表面加工方法的選擇
表面加工方法的選擇 ,就是為零件上的每一個有質量要求的表面選擇一套合理的加工方法。在選擇時,一般先根據(jù)表面的精度和粗糙鍍要求選定最終加工方法,然后再確定精加工前準備工序的加工方法,即確定加工方法。
c) 加工階段的劃分
當零件的加工質量要求比較高時,一般把整個加工過程劃分為以下幾個階段:
粗加工階段:主要是切除各表面上的大部分余量。
半精加工:完成次要表面的加工,并為主要的精加工作準備。
精加工階段:保證主要表面達到圖紙的要求。
光整加工階段:對于精度要求很高、表面粗糙鍍要求很小的表面,還需要進行光整加工。
d) 工序的集中與分散
制定工藝路線時,選定了各表面的加工方法和劃分加工階段后,就可以將同一階段中的若干工序組合成若干工序。組合時就需要考慮采用工序集中還是工序工序分散的方法。工序集中或分散的程度,主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的機構特點和技術要求,有時開要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。
e) 加工工序的安排
切削工序的安排原則是前面工序為后續(xù)工序創(chuàng)造條件,作好基準準備。具體如下:先基面后其他;先主后次;先粗后精;先面后孔。
熱處理工序的安排:預備熱處理;最終熱處理;時效熱處理;表面熱處理。
輔助工序的安排:檢驗工序是主要的輔助工序,是保證產(chǎn)品質量的有效措施之一,是工藝過程不可缺少的內容。除此之外,其他輔助工序有:表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等均要同等重視。
5 機構調整及事故處理方法
5.1 機構本身故障
(1)部分機構不能開動
原因一:電動機及接線切斷:將短線處接通,如果是電動機故障應更換電機。
原因二:保險絲燒斷:更換安培值相當?shù)谋kU絲。
原因三:齒輪各個連接螺絲、鍵等松動重新緊固松動的螺絲和鍵,應從電動機開始,按傳動次序進行檢查。
原因四:異物咬入齒輪和其轉動部位,此時電動機出現(xiàn)異常聲音,不立即處理,則電動機易燒毀,取出異物。
(2)橫封棍不轉動
原因:熱棍的軸承部位未及時注油,引起燒毀,齒輪固定瑣圈和鍵等脫開,應向熱棍注油,重新緊固鎖圈和鍵。
5.2 轉盤部位故障
(1)裝粉加入熱封合部位
原因:裝袋時間和熱封時間不協(xié)調。
解決方法:與轉盤齒輪連接的為二擋齒輪,將二擋齒輪推上,改變咬合位置,使其粉粒不在封合時間裝袋。理想的下了時間,應在橫向封合完畢后開始,調節(jié)適當后,不要輕易觸動。
(2)已經(jīng)作過定時裝袋調節(jié),再次失常
原因:轉盤固定不良,鍵和固定蝸絲松動,或固定位置不對,轉盤內的開閉器,開閉不良。
修理和調整:將轉盤在正確位置固定,重新將鍵和蝸絲固定,把開閉器的開閉機構調節(jié)到正確位置后將開閉器固定。此外,在裝如顆粒很小的粉末或比重極其不同的混合料時,裝袋需要時間長,因此球狀粉粒咬入封口部位,促使應將包裝速度稍微放慢,使其轉數(shù)要適合被包裝粉粒物理性能。
(3)切口刀不能打斷薄膜
原因一:主打口刀刃與副打口刀面間隙未調整好。
調整方法:主打口刀刃與副打口刀刃要全部接觸,并適當?shù)恼{節(jié)壓緊彈簧螺栓,使兩側彈簧壓力平衡。
原因二:打口刀刀刃破損。
調整方法:破損小,油石研磨,但要注意刀刃的直線破壞太大時,應用平磨修復,修復量不要太大,太大刀就無調節(jié)量。
原因三:導槽靠外,縱封口窄,字體不清或有深有淺。
原因四:字體沒有裝好或有松動現(xiàn)象。
原因五:橫封棍彈簧螺栓沒有調整好。
調整方法:將字體緊固螺釘擰緊,適當時調節(jié)壓緊彈簧螺栓,使側彈簧平衡。
(4)封熱棍故障
封口鼻梁
原因一:熱調節(jié)不良,彈簧壓力不足或壓力不均。
調整方法:應按照材料厚度和種類不同,選出合適的強度進行熱封,封合的溫度過高則封口呈白色,封合部位易于剝開。
各熱封棍壓力是靠推簧進行調整的。實現(xiàn)良好的封口、需使熱封棍具備適當?shù)臏囟群蛪毫???v封熱棍,再一處設有壓力調節(jié)鈕,橫封熱棍二處設有壓力調節(jié)鈕,每處的調節(jié)鈕又由“推鈕”和“拉狃”組成,倘僅“推鈕”則對熱封棍加以過大的力量,易造成封口不良,所以應設法使用“推鈕”和“拉鈕”,橫封熱棍兩處設有調節(jié)鈕是為了防止橫向手力不均進行調節(jié)使用的。
原因二:兩打口刀、或字體凸出太高
調整方法:兩打口刀,在熱封棍調整好后,再進行調整。
(5)薄膜導槽部分故障
薄膜不能咬入上部熱棍,或是脫離熱棍或是兩端不齊。
原因一:薄膜裝填薄膜,縱封及橫封棍或是兩端不齊。
原因二:薄膜導槽過于靠前。
原因三:薄膜導槽過于傾斜。
原因四:橫封熱棍偏心鏈輪失常。
調整方法:通過上述1-4的方法仍不能解決,應做以下調整:
a) 把縱封棍壓力調節(jié)鈕的“拉鈕”向右轉動,僅使眼前的薄膜厚度受拉伸。應注意過大拉伸則不能封口。
b) 降低縱封若棍的壓力,壓力過大薄膜不能夾緊,有可能被擠出。
c) 縱封棍假如量要比平時多,一般為7mm應夾入10mm。
d) 通過以上調整倘兩側仍不齊時,應使薄膜超出側的導槽向里彎曲。
e) 薄膜導槽中心線有誤差,造成不良或有破損情況應給以更換。
5.3 注意事項
(1)在運轉當中,應注意機器聲音是否協(xié)調,要迅速分清事故前的異常運轉聲音。
(2)把薄膜裝入后,如長時間不開動,縱封棍熱量不斷傳至薄膜,可將薄膜燒壞,此時應將三個螺母順時針旋轉,將兩縱封棍和兩橫封棍相互離開。
(3)要經(jīng)常用銅刷清掃縱封棍、橫封棍的表面、若加熱棍表面粘著聚乙烯以及塵土等,則會引起熱封不良,并因此而引起縱封棍拉力減弱,使包裝失調。
(4)在進行檢查、清掃、修理時應切斷機器電源開關。
(5)運轉過程中,在橫封棍和裁刀之間,不準手及其他物品靠近。
(6)定時檢查機器各個緊固部位,是否有松動、脫接現(xiàn)象。
(7)每隔一月應在各個緊固部位涂潤滑油,減速器油第一次用油要在10日左右更換,以后每隔2000小時更換一次新油,給油量要到油標的中心。
致 謝
通過本次畢業(yè)設計,使我們掌握了機器設計的一般步驟,也是我們第一次較全面的的設計能力訓練,在這次設計過程中,培養(yǎng)了理論聯(lián)系實際的設計思想,訓練了綜合運用機械設計方面的知識,達到了了解和掌握自動機的設計過程和方法。
本次設計的主要目的和主導思想是對顆粒包裝機的傳動系統(tǒng)進行設計和改進,在設計中我們主要采用了齒輪傳動,進一步加深了機械設計的實踐能力,也對在大學四年里學到的其他相關課程進行了全面的復習和運用。尤其在綜合分析和解決問題,獨立工作能力方面得到很大的鍛煉。鍛煉了我們查閱資料的能力,培養(yǎng)了我們協(xié)同工作的能力,但也暴露了我們的弱點,比如基礎不牢,缺乏經(jīng)濟觀念等。
由于時間和能力有限,在設計中難免存在錯誤和缺點,懇請老師批評指正。在本次設計過程中,得到吳老師的大力幫助和指導,使我們得以順利完成設計,在此表示忠心的感謝。
參 考 文 獻
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