屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改進(jìn).doc

上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) I 目錄 中文摘要 III 英文摘要 IV 前 言 1 1 屋頂包飲品灌裝機(jī)概述 2 1 1 國(guó)際包裝機(jī)械業(yè)概況 2 1 1 1 國(guó)外包裝機(jī)械業(yè)概況 2 1 1 2 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)狀 2 1 1 3 屋頂型紙盒灌裝機(jī)的發(fā)展 3 1 2 理蓋機(jī)的分類 3 1 2 1 瀑布提升式 Waterfall 理蓋機(jī) 3 1 2 2 圓盤式理蓋機(jī) 3 1 2 3 自動(dòng)化振動(dòng)送料盤 4 2 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)概述 4 2 1 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)作用與原理 4 2 2 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)的發(fā)展前景 5 3 理蓋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3 1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 6 3 2 確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù) 7 3 2 1 理蓋機(jī)構(gòu)的組成零部件 7 3 2 2 選擇電動(dòng)機(jī) 7 3 2 3 無(wú)級(jí)變速器的選擇 8 3 2 4 蝸桿蝸輪的選擇 8 3 3 理蓋機(jī)構(gòu)主要零件的說(shuō)明 9 3 3 1 理蓋器底盤 9 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) II 3 3 2 排隊(duì)槽口 10 3 3 3 爬坡 滑塊支架 12 3 3 4 其它零件的介紹 12 3 4 理蓋機(jī)構(gòu)零件產(chǎn)品的制造優(yōu)點(diǎn) 13 3 5 理蓋機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng) 14 4 理蓋機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 4 1 理蓋機(jī)構(gòu)的控制概述 14 4 2 理蓋器氣動(dòng)部分控制設(shè)計(jì) 15 4 2 1 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 15 4 2 2 氣動(dòng)傳動(dòng)控制設(shè)計(jì) 16 4 3 PLC 控制及其具體編程 17 5 理蓋系統(tǒng)的改進(jìn) 19 5 1 加蓋時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題 19 5 2 解決方案概述 19 5 2 1 機(jī)構(gòu)的組成 20 5 2 2 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理 20 5 2 3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 5 2 4 機(jī)構(gòu)安放位置 24 5 3 改造的優(yōu)點(diǎn) 24 結(jié)束語(yǔ) 25 謝 辭 26 參考文獻(xiàn) 27 附錄 28 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) III 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改進(jìn)屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改進(jìn) 摘要摘要 本課題主要進(jìn)行全自動(dòng)屋頂包飲品紙盒灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)的研究 通過(guò)科學(xué)縝密地對(duì)加蓋系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 對(duì)蓋子在輸出后常出現(xiàn)阻塞的問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn)和方案 保證了理蓋機(jī)構(gòu)的運(yùn)行精度和可靠度 結(jié)合氣體系 統(tǒng) 可編程控制器的自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)屋頂包塑料蓋子的理蓋排蓋和輸出 確保加蓋系統(tǒng)放蓋 送蓋 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 理蓋機(jī) 排序 滑槽 氣體 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) IV RESEARCH AND IMPROVEMENT FOR THE DESIGN OF GABLE TOP SPOUT APPICATOR Abstract This topic mainly studies the mechanical structure and the style of controlling of the feeding carton organization of gable automatic top spout applicator Through careful scientific impressed with the system to the mechanical structure design lid on the output after the regular congestion problems and propose improvements to the program Jimmy covered guarantee the operation of the precision and reliability Together with the automatic control of the air system and the programmable controller at the same time it s to row the plastics top cover Keyword words Spout applicator Scheduling Chute Air system 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 1 頁(yè) 共 27 頁(yè) 前 言 包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品 在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用 它給行業(yè) 提供必要的技術(shù)設(shè)備 以完成產(chǎn)品的包裝工藝過(guò)程 盡管包裝機(jī)械的產(chǎn)值在整個(gè)包裝工業(yè)中所占的 比重不如包裝材料大 不屬于經(jīng)常性消耗品 但對(duì)包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐 它為包 裝工業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)裝備 保證包裝產(chǎn)品質(zhì)量高 生產(chǎn)效率高 品種多 生產(chǎn)環(huán)境好 生產(chǎn)成本 低 環(huán)境污染小 因而獲得較強(qiáng)的生命力 帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝機(jī) 械 就沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝工業(yè) 屋頂包 新鮮屋 即屋頂形紙盒包裝 目前廣泛用于乳制品 果汁飲料等包裝中 它能很好 地體現(xiàn)出產(chǎn)品檔次 也能給人以很強(qiáng)的產(chǎn)品新鮮感 尤其近幾年 屋頂包市場(chǎng)發(fā)展很快 在食品飲 料行業(yè) 尤其是新鮮牛奶和果汁的包裝中獨(dú)占鰲頭 據(jù)有關(guān)資料顯示 目前全世界每年對(duì)該包裝的 用量已達(dá)到 3600 億個(gè) 這說(shuō)明屋頂型紙盒已經(jīng)贏得了世界上廣大消費(fèi)者的喜愛(ài) 在美國(guó) 日本 韓國(guó) 新加坡 香港特區(qū)等發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū) 人們對(duì)牛奶及果汁飲品中天然營(yíng)養(yǎng)成分與新鮮程度及口 感非常重視 屋頂包成為牛奶果汁市場(chǎng)中消費(fèi)者首選的包裝形式 大容量的屋頂包包裝焊接上塑料 蓋子后 不僅能夠延長(zhǎng)開口后保存期限而且更加方便 安全 那么如何實(shí)現(xiàn)塑料蓋子的理蓋過(guò)程是 我們共同關(guān)注的問(wèn)題 本課題主要是進(jìn)行屋頂包飲品紙盒灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)的研究 通過(guò)對(duì)它結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)和研究 實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料蓋子自動(dòng)排隊(duì) 自動(dòng)理蓋和自動(dòng)輸出 并對(duì)塑料蓋子在輸出后加蓋前經(jīng)常 出現(xiàn)阻塞的問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn)和方案 本論文主要是分為兩大部分 機(jī)械部分和控制部分 機(jī)械部分主要介紹理蓋機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)選擇 及無(wú)級(jí)調(diào)速 對(duì)主軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核 對(duì)理蓋器的主要部件進(jìn)行描述和說(shuō)明 而控制部分主要介紹 PLC 可編程控制和電氣控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 結(jié)合兩部分的研究 對(duì)整個(gè)理蓋機(jī)構(gòu)有個(gè)完善的闡述和設(shè) 計(jì) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的資料收集階段 我了解了傳統(tǒng)的理蓋器實(shí)物 發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的理蓋器機(jī)構(gòu)大部分都是 蓋子從滑槽出來(lái)后直接進(jìn)行焊接的 有的時(shí)候會(huì)使相鄰的兩塑料蓋子的邊沿疊加在一起 這時(shí)就 要停止生產(chǎn) 使效率大大降低 這就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題 即 在解決蓋子疊加的前提下 如何采取新 型的方法使塑料蓋子能夠從排蓋口順利的運(yùn)動(dòng)到焊接砧板而不發(fā)生阻塞現(xiàn)象 針對(duì)這種情況 我對(duì) 全自動(dòng)屋頂包飲品紙盒灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造 采用氣動(dòng)和調(diào)隙等特殊方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題 本文中使用 AUTOCAD 對(duì)該系統(tǒng)的部分零件和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了刻畫 并用 Photoshop 對(duì)圖片進(jìn) 行修改和添加注釋來(lái)輔助表達(dá) 以期達(dá)到形象表達(dá)該系統(tǒng)各部分作用的目的 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 2 頁(yè) 共 28 頁(yè) 1 屋頂包飲品灌裝機(jī)概述屋頂包飲品灌裝機(jī)概述 1 1 國(guó)際包裝機(jī)械業(yè)概況 1 1 1 國(guó)外包裝機(jī)械業(yè)概況 美國(guó) 日本 德國(guó) 意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó) 美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家 早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體系 其品種和 產(chǎn)量均居世界之首 10 多年來(lái) 美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位 其產(chǎn) 品以高 大 精 尖產(chǎn)品居多 機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制 新型機(jī)械產(chǎn)品中以 成型 填充 封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最快 裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的 15 紙盒封盒包 裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居第二位 從上世 90 年代初以來(lái) 美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì) 頭 美國(guó)國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械市場(chǎng)在全球是首屈一指的 各種包裝機(jī)械主要內(nèi)銷 1998 年美國(guó)包裝機(jī)械 國(guó)內(nèi)消費(fèi)占 82 出口只占產(chǎn)值的 18 但出口額大 美國(guó)的包裝機(jī)械制造廠大部分附屬于大型包 裝材料廠 銷售也完全依賴母公司 中國(guó)已成為繼加拿大 墨西哥 日本 英國(guó) 德國(guó)之后 美國(guó) 包裝機(jī)械的第 6 大出口市場(chǎng) 日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主 包裝機(jī)械的品種近 500 種 規(guī)格有 700 多個(gè) 包裝機(jī) 械以中小型單機(jī)為主 具有體積小 精密度高 易安裝 操作方便 自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn) 日本包 裝機(jī)械的很大一部分用于食品包裝領(lǐng)域 食品包裝機(jī)械產(chǎn)值占包裝機(jī)械總產(chǎn)值的一半以上 其主要 市場(chǎng)是本國(guó) 出口額只占產(chǎn)值的 10 亞洲是日本包裝機(jī)械的主要出口市場(chǎng) 從上世紀(jì) 90 年代以 來(lái) 日本對(duì)中國(guó)的出口額連年大幅增長(zhǎng) 自 1995 年起 中國(guó)已成為日本包裝機(jī)械的最大出口國(guó) 德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量 制造 技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位 特別是啤酒 飲料灌裝設(shè)備具有 高速 成套 自動(dòng)化程度高 可靠性好等特點(diǎn) 享譽(yù)全球 一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī) 電 儀 及微機(jī)控制于一體 采用光電感應(yīng) 以光標(biāo)控制 并配有防靜電裝置 其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝 容積大 而且能集制袋 稱重 充填 抽真空 封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成 德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多 年來(lái)始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài) 出口比例占 80 左右 德國(guó)是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó) 意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó) 意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè) 具有性能 優(yōu)良 外觀考究 價(jià)格便宜的特點(diǎn) 出口比例占 80 左右 美國(guó)是其最大的出口市場(chǎng) 1 1 2 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)狀 我國(guó)的包裝機(jī)械行業(yè)是近二十年才發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè) 在較短時(shí)間內(nèi)取得了可喜的進(jìn)步 行 業(yè)的技術(shù)水平不斷提高 無(wú)論產(chǎn)品品種還是技術(shù)性能都有較大增加和提高 產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)也有較大的 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 3 頁(yè) 共 28 頁(yè) 改觀 但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比 總體技術(shù)水平還有較大的差距 在產(chǎn)品質(zhì)量方面家產(chǎn)品有較大差距 我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)論從內(nèi)在質(zhì)量還是外觀質(zhì)量都與發(fā)達(dá)國(guó)內(nèi)在質(zhì)量差主要表現(xiàn)在產(chǎn)品生產(chǎn)率 低 可靠性差 外觀質(zhì)量差主要表現(xiàn)在造型不美觀 表面粗糙 能耗大 壽命短 穩(wěn)定性和造成產(chǎn) 品質(zhì)量差的主要原因是采用的設(shè)計(jì)理論 設(shè)計(jì)手段與設(shè)計(jì)方法 制造技術(shù) 檢測(cè)手段和管理理論等 落后 另外 國(guó)內(nèi)配套的基礎(chǔ)拌質(zhì)量不穩(wěn)定 對(duì)產(chǎn)品整體質(zhì)量影響也較大 在產(chǎn)品技術(shù)水平方面的差距主要表現(xiàn)在技術(shù)含量低 高新技術(shù)應(yīng)用少 生產(chǎn)線自動(dòng)化程度低 自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)較少 1 1 3 屋頂型紙盒灌裝機(jī)的發(fā)展 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展 給包括食品包裝機(jī)械在內(nèi)的包裝行業(yè)帶來(lái)了良好的機(jī)遇 同時(shí) 人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整和飲食習(xí)慣的改變 也促進(jìn)了食品加工業(yè)的快速發(fā)展 需要大量高品質(zhì)的 包裝機(jī)械和食品加工機(jī)械 包裝市場(chǎng)的發(fā)展 使得屋頂型紙盒包裝的新形式和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)并 得以應(yīng)用 而且這些新技術(shù)在許多特定的市場(chǎng)和特定的發(fā)展階段中已成為一種趨勢(shì) 上世紀(jì) 90 年 代出現(xiàn)了在屋頂型紙盒上加蓋的技術(shù) 使紙盒能更方便地打開 傾倒并重新密封 方便兒童使用 紙盒加蓋之后 外觀更能吸引消費(fèi)者 所以在市場(chǎng)的高速發(fā)展期 常常被客戶采用 加蓋技術(shù)本身 也在不斷改進(jìn) 今后微電子 電腦 工業(yè)機(jī)器人 智能型 圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中 將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 使包裝機(jī)械日趨向自動(dòng)化 高效率化 節(jié)能化方向發(fā)展 1 2 理蓋機(jī)的分類 根據(jù)理蓋原理的不同 理蓋機(jī)可以分為 通常采用的有提升式 轉(zhuǎn)盤式和振動(dòng)式等形式 1 2 1 瀑布提升式 Waterfall 理蓋機(jī) 瀑布提升式理蓋機(jī)是利用瓶蓋重心原理 對(duì)瓶蓋進(jìn)行整理 使之方向同一方向 口向上或向下 輸出 主要采用直線運(yùn)行的皮帶輸蓋裝置和光電識(shí)別器以及由電磁閥控制的吹風(fēng)嘴等而實(shí)現(xiàn)理蓋 的目的 1 2 2 圓盤式理蓋機(jī) 圓盤式理蓋機(jī)利用瓶蓋原理 并對(duì)瓶蓋進(jìn)行整理 使之面向同方向輸出 根據(jù)瓶蓋的造型特 性 分為水平圓盤理蓋機(jī)和斜盤雙轉(zhuǎn)盤理蓋機(jī)等 a 水平圓盤理蓋機(jī) 如下圖 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 4 頁(yè) 共 28 頁(yè) b 斜轉(zhuǎn)盤理蓋機(jī) 1 2 3 自動(dòng)化振動(dòng)送料盤 自動(dòng)化振動(dòng)送料盤是利用振動(dòng)盤電磁線圈在工作中 斜面受電磁吸力會(huì)微小的上下振幅 通過(guò) 調(diào)整振動(dòng)盤的工作頻率以及間隙實(shí)現(xiàn)工作的 可適用于鋁塑蓋的自動(dòng)送料 排隊(duì) 理蓋機(jī) 及各種 小瓶類零件的自動(dòng)排隊(duì) 進(jìn)給等 2 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)概述灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)概述 2 1 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)作用與原理 屋頂包飲品灌裝機(jī)的理蓋機(jī)構(gòu)的主要作用是使蓋子在到達(dá)焊接系統(tǒng)之前 實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)送機(jī)構(gòu)傳送 塑料蓋子的自動(dòng)化理蓋 自動(dòng)化排隊(duì)和自動(dòng)化輸出 使輸出的塑料蓋子處于正確的焊接位置 輔助 完成加蓋的整個(gè)過(guò)程 屋頂包飲品灌裝機(jī)的理蓋機(jī)構(gòu)的原理 理蓋機(jī)構(gòu)采用蝸桿蝸輪傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)采用機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速 來(lái)改變主軸 蝸桿 輸出的速度 蝸輪上的軸與理蓋機(jī)構(gòu)底部的盛蓋器通過(guò)螺紋聯(lián)接 這樣盛蓋器 也隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng) 由于盛蓋器內(nèi)部放有塑料蓋子 在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)由于圓周力的作用使塑料蓋子 往四周分散 在理蓋器底部的紗織底盤沿著噴氣口的方向 將這些蓋子移到繞在理蓋器外圈的滑槽 上 蓋子沿這個(gè)滑槽從理蓋器底部移動(dòng)到頂部 然后通過(guò)頂部的一個(gè)槽口 這個(gè)槽口負(fù)責(zé)將蓋口朝 下的蓋子退回理蓋器 如果有蓋口朝下的蓋子通過(guò)槽口 篩蓋噴嘴噴出的氣流會(huì)將蓋子吹回到理蓋 器中 當(dāng)預(yù)送器的盛蓋器需要更多蓋子時(shí) 理蓋器上的探頭就會(huì)向操作者發(fā)出信號(hào) 滑槽探頭監(jiān)測(cè) 處于理蓋器和焊接系統(tǒng)之間的滑槽上的所有蓋子 當(dāng)滑槽滿載時(shí) 探頭向理蓋器中的氣閥發(fā)出信號(hào) 氣閥就會(huì)將所有的蓋子吹回理蓋器 直至滑槽探頭發(fā)出需要更多蓋子的信號(hào) 當(dāng)滑槽中蓋子的水平 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 5 頁(yè) 共 28 頁(yè) 面不斷持續(xù)下降時(shí) 探頭會(huì)發(fā)出信號(hào)使氣閥停止運(yùn)動(dòng) 如果氣閥仍繼續(xù)運(yùn)作超過(guò)60秒 例如 灌裝 機(jī)的橫向進(jìn)給已關(guān)閉 理蓋器就會(huì)停止運(yùn)動(dòng) 當(dāng)滑槽探頭測(cè)到滑槽需要補(bǔ)充蓋子時(shí) 它會(huì)向理蓋 器發(fā)出信號(hào) 理蓋器恢復(fù)運(yùn)作 形成一個(gè)理蓋 自動(dòng)排隊(duì) 自動(dòng)送蓋的過(guò)程 預(yù)送器 理蓋器 蓋子 滑槽 焊接系統(tǒng) 否 理蓋器上的監(jiān)測(cè)探頭監(jiān)測(cè) 蓋子是否堵塞在出蓋口 滑槽上的監(jiān)測(cè)探頭監(jiān) 測(cè)蓋子是否連續(xù) 是 調(diào)節(jié) 否 是 理蓋流程圖 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 6 頁(yè) 共 28 頁(yè) 2 2 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)的發(fā)展前景 灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)作為灌裝機(jī)加蓋系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 在實(shí)際生產(chǎn)中有著很多的應(yīng)用 不僅可 以在食品機(jī)械上發(fā)揮重要的作用 而且在制藥 化工等各行業(yè)也能夠體現(xiàn) 光熱 理蓋機(jī)構(gòu)的主 要功能在于自動(dòng)整理蓋子 并將其自動(dòng)排隊(duì)和輸出 只要是存在瓶蓋的包裝 都可以采用理蓋機(jī)構(gòu) 比如 化工藥劑的生產(chǎn)就可以采用自動(dòng)化的理蓋機(jī)構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)蓋子的預(yù)送 理蓋 保護(hù)生產(chǎn)工人的 健康和安全 就理蓋機(jī)構(gòu)的發(fā)展而言 理蓋機(jī)構(gòu)除了可以整理蓋子外 通過(guò)設(shè)計(jì)人員的改裝 完全 有能力勝任其他產(chǎn)品的自動(dòng)分類 自動(dòng)排隊(duì) 自動(dòng)輸出等工作 比如水果產(chǎn)品等產(chǎn)品原材料的分檢 我們可以預(yù)見(jiàn)理蓋機(jī)構(gòu)的發(fā)展將是大有可為的 將會(huì)在各行各業(yè)受到重要的運(yùn)用 3 理蓋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理蓋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 蝸輪 電動(dòng)機(jī) 無(wú)級(jí)調(diào)速 蝸桿 主軸 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 7 頁(yè) 共 28 頁(yè) 3 2 確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù) 3 2 1 理蓋機(jī)構(gòu)的組成零部件 1傳動(dòng)軸6盛蓋圓盤11出口擋板 1 2支撐柱7排隊(duì)槽口12出口擋板 2 3連接件8支架 113輸出滑槽 4紡織底盤9支架 2 5外圈擋板10擋板 附加組件 理蓋器上的監(jiān)測(cè)探頭 滑槽上的監(jiān)測(cè)探頭 3 2 2 選擇電動(dòng)機(jī) 理蓋機(jī)構(gòu)采用三相交流電源 因交流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 價(jià)格便宜 運(yùn)行可靠 維護(hù)方便 效率較高等優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)也能夠滿足理蓋機(jī)構(gòu)的基本要求 故采用 Y 型 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)功率選得合適與否 對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有著影響 如果容量小于工作要 求 電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作 或者使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞 如果容量 過(guò)大則會(huì)使電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高 且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行能源不能充分利用 造成能源浪費(fèi) 對(duì)于理蓋器來(lái)說(shuō) 它運(yùn)行在常溫下 而且要長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn) 載荷小且很少變化 所以在選擇這類 電動(dòng)機(jī)容量時(shí) 只需使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)其額定值 電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱 即額定功率 Pm 電機(jī)所需輸出功率 Po 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 8 頁(yè) 共 28 頁(yè) 我們可以選用大同馬達(dá) JWB X0 37 190F WJ40A 10 F K 型號(hào)的電動(dòng)機(jī)其各個(gè)參數(shù)如下 4 電極 n 1400 r min Pm 0 37KW T2 35 18Nm n2 20 100 r min 輸出 用法蘭連接 再據(jù) 機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè) P16 表 2 4 知 我們選用雙頭普通圓柱蝸桿蝸輪傳動(dòng)其各個(gè)參 數(shù)如下 效率 0 75 0 82 效率值的選取 如果電動(dòng)機(jī)工作條件差 加工精度低維護(hù)不良取低值 反之 則 取高值 考慮惡劣工況取 0 75 3 2 3 無(wú)級(jí)變速器的選擇 無(wú)級(jí)變速是指在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 能夠?qū)崿F(xiàn)任意連續(xù)的轉(zhuǎn)速 或速度 變化 可在運(yùn)轉(zhuǎn) 中變速 操作簡(jiǎn)單 變速快 能夠選擇最佳轉(zhuǎn)速值 傳動(dòng)平穩(wěn) 但變速范圍較小 傳動(dòng)比 不準(zhǔn) 確 理蓋機(jī)采用行星錐盤無(wú)級(jí)變速器 它的使用條件為入軸轉(zhuǎn)速不大于 3000r min 主要用 于食品 造紙 印刷 橡膠 塑料 陶瓷 制藥 制革等輕工業(yè)部門以及機(jī)床 石油 化 工等行業(yè) 理蓋器采用 D 004 IIIA 0 37 G GB T 6550 1993 型號(hào)的行星錐盤無(wú)級(jí)變速器 其輸出轉(zhuǎn)矩為 1 8 8 7N m 輸出軸轉(zhuǎn)速 n2 200 1000 r min 1 其中 電動(dòng)機(jī)極數(shù)用數(shù)字表示 四極電動(dòng)機(jī)不標(biāo) 3 2 4 蝸桿蝸輪的選擇 蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 兩軸線交錯(cuò)的夾角可為任意 值 常用的為 90 度 根據(jù)蝸桿形狀的不同 蝸桿傳動(dòng)可以分為圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 沖擊載荷小 傳動(dòng)平穩(wěn) 噪音小等優(yōu)點(diǎn) 由于 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 9 頁(yè) 共 28 頁(yè) 具有上述多種優(yōu)點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)而應(yīng)用頗為廣泛 對(duì)于理蓋機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō) 為了保證傳動(dòng)的穩(wěn)定以及較大 范圍的速度調(diào)節(jié) 選用蝸桿傳動(dòng) 選用星力傳動(dòng)的 T 系列螺旋齒輪傳動(dòng)箱 規(guī)格為 2 傳動(dòng)比取 1 0 這樣可以更加有效的傳遞扭 矩 3 3 理蓋機(jī)構(gòu)主要零件的說(shuō)明 3 3 1 理蓋器底盤 理蓋器底盤作為盛裝塑料蓋子的主要容器 如圖四 是進(jìn)行蓋子自動(dòng)排隊(duì) 自動(dòng)輸出的重要 倉(cāng)庫(kù) 其底部外形中心上凸 周圍逐步下凹 這樣在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)條件下 能夠使塑料蓋子在圓周 力作用下分散于理蓋器底盤底部四周 同時(shí)理蓋器底盤內(nèi)壁周圍邊緣開了凹槽 凹槽寬度小于塑料 蓋子最大直徑 使氣閥吹出的空氣直接從蓋子下部空隙中上去 形成更大的向上推力 完成自動(dòng) 排隊(duì)的 爬坡 工作 而且 理蓋器底盤內(nèi)底部處 采用拉絲處理 使底部具有一定的條紋紋理 形成一定的阻力 使塑料蓋子在理蓋器底盤內(nèi)具有一定的吸附力 便于塑料蓋子的 爬坡 為了減少塑料蓋子在理蓋器底盤中由于轉(zhuǎn)動(dòng)造成的摩擦 影響產(chǎn)品質(zhì)量 我們?cè)诶砩w器底盤內(nèi) 底部采用聚四氯乙烯涂層 理蓋器底盤的底部焊接有螺紋的聯(lián)接件 來(lái)和主軸進(jìn)行聯(lián)接 由于采用的是螺紋聯(lián)接 而且主 軸與電動(dòng)機(jī)相連 所以螺紋的旋向要與主軸的轉(zhuǎn)向向反 才能保證工作過(guò)程中不至于聯(lián)接失效 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 10 頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 一 3 3 2 排隊(duì)槽口 排隊(duì)槽口的主要工作是實(shí)現(xiàn)塑料蓋子在成功 爬坡 后 對(duì)塑料蓋子的排隊(duì)和篩選 本理蓋機(jī) 的突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)瓶蓋形狀的適應(yīng)性較廣 一般情況下不同的瓶蓋可通過(guò)更換相應(yīng)的排隊(duì)槽口即可進(jìn) 行理蓋處理 1 關(guān)于槽口 排隊(duì)槽口上開有多個(gè)槽口 主要的作用為了實(shí)現(xiàn)塑料蓋子的自動(dòng)排隊(duì) 當(dāng)塑料蓋子在實(shí)現(xiàn) 爬 坡 過(guò)程后 由于 爬坡 時(shí)氣體推力作用尚存在 直接將塑料蓋子送入排隊(duì)槽口 塑料蓋子自動(dòng) 進(jìn)入一個(gè)個(gè)槽口 此時(shí)后面的塑料蓋子逐步向前擠壓 使剛開始進(jìn)入槽口的塑料蓋子自動(dòng)往前面的 槽口 前進(jìn) 以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排隊(duì) 如下圖 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 11 頁(yè) 共 28 頁(yè) 為了防止塑料蓋子在排隊(duì)過(guò)程中 從理蓋器上部掉落 必須使排隊(duì)槽口與理蓋器內(nèi)壁的最小距 離 d 1 2 塑料蓋子最大直徑 實(shí)際過(guò)程中如果蓋子滑落較多 應(yīng)考慮加大 d 如圖示 2 篩選 理蓋機(jī)構(gòu)通過(guò)安裝氣體噴嘴來(lái)對(duì)塑料蓋子進(jìn)行篩選 如果噴嘴安裝時(shí)離得太遠(yuǎn) 蓋口朝下的 蓋子就可能通過(guò)槽口 導(dǎo)致理蓋器出蓋口堵塞 如果噴嘴安裝時(shí)離得太近 包括位置正確的蓋子在 內(nèi)的所有蓋子將被吹走 首先 使排蓋噴嘴的氣流最大 其次 將噴嘴安裝在可以將蓋口朝下的蓋 子吹掉 但不會(huì)吹走位置正確的蓋子的位置上 如圖五 蓋口朝上的蓋子 正確的蓋子 圖 五 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 12 頁(yè) 共 28 頁(yè) 3 3 3 爬坡 滑塊支架 理蓋器的 爬坡 滑塊支架 如上圖 主要的作用是支撐爬坡滑塊 爬坡 滑塊支架具有在 設(shè)計(jì)上具有一定的特殊性 首先 支架的支撐面與水平面有一個(gè) 20 度的斜度 與垂直面有一個(gè) 15 度左右的斜度 前者在爬坡過(guò)程中起到一個(gè) 山坡 的功能 使蓋子能夠在一個(gè) 緩坡 上 上坡 后者主要為了使蓋子在爬坡到頂部后 利用一定的斜度自動(dòng)翻蓋 當(dāng)然 在實(shí)際安裝配合過(guò)程中 可以對(duì)零件的斜坡表面進(jìn)行修整以達(dá)到 爬坡 的功能 3 3 4 其它零件的介紹 1 出口滑槽 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 13 頁(yè) 共 28 頁(yè) 出口槽 如上圖 作為塑料蓋子的輸出裝置 基本要求在于能夠使塑料蓋子在氣動(dòng)力作用下 輕松順利地進(jìn)入焊接位 所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須使滑槽的蓋子形狀孔大于實(shí)際的塑料蓋子形狀而且又不 能太大 這一點(diǎn)對(duì)于使蓋子從理蓋系統(tǒng)到焊接系統(tǒng)的順利完成很重要 2 底部紡織形圓盤 底部紡織形圓盤的形狀如圖 一 所示 其主要作用是聯(lián)接外圈與紡織形圓盤 支撐柱與紡織 形圓盤 底部連接器與紡織形圓盤 起到一個(gè)連接作用 紡織形圓盤的最外圈有 8 個(gè)螺紋孔來(lái)聯(lián)接外圈 3 聯(lián)接件 左圖中右下角所始的就是聯(lián)接元件 其上 部聯(lián)接底部紡織圓盤 同時(shí)也可以為了支撐和 定位推力軸承 下部聯(lián)接電動(dòng)機(jī)的法蘭端 值得注意的是聯(lián)接件上下端面上均有四個(gè) 螺紋孔 但他們上下應(yīng)該交叉分布 這樣能夠 使安裝牢固 也可以方便安裝 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 14 頁(yè) 共 28 頁(yè) 3 4 理蓋機(jī)構(gòu)零件產(chǎn)品的制造優(yōu)點(diǎn) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要對(duì)產(chǎn)品成本加以考慮 而且在產(chǎn)品制造過(guò)程中對(duì)環(huán)境的各種影響也要作相 應(yīng)的考慮 采用綠色的工藝是實(shí)現(xiàn)環(huán)保制造的重要一環(huán) 綠色工藝與清潔生產(chǎn)密不可分 清潔生產(chǎn)被 正式認(rèn)定為可持續(xù)發(fā)展的先決條件 綠色工藝是指清潔工藝 指既能提高經(jīng)濟(jì)效益 又能減少環(huán)境 影響的工藝技術(shù) 它要求在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)必須兼顧削減或消除危險(xiǎn)廢物及其它有毒化學(xué)品的 用量 改善勞動(dòng)條件 減少對(duì)操作者的健康威脅 并能生產(chǎn)出安全的與環(huán)境兼容的產(chǎn)品 在加工過(guò) 程中的零件綠色工藝主要包括加工順序工藝優(yōu)化 加工參數(shù) 切削刀具 切削液 潤(rùn)滑劑的使用 加工質(zhì)量 熱處理 金屬成型 鑄造 熔煉 中的清潔工藝以及環(huán)境評(píng)估 綠色工藝既要從技術(shù)入 手 盡量研究和采用物料和能源消耗少 廢棄物少 對(duì)環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線 3 5 理蓋機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng) 1 理蓋器的塑料圓盤在噴氣機(jī)的配合下 將蓋子移到滑槽上 滑槽邊緣的槽口將蓋口向下的 蓋子推回理蓋器 如果蓋口向下的蓋子能通過(guò)槽口 就要調(diào)節(jié)如下圖所示的排蓋噴嘴 2 如果蓋子在滑槽中堵塞 則確定滑槽噴氣機(jī)的噴氣量充足 3 調(diào)節(jié)滑槽探頭時(shí) 要確定它與蓋子的中心線對(duì)齊 如果它不在蓋子的中心線上 它就感應(yīng) 不到蓋子的存在 4 關(guān)于理蓋器速度 如果有過(guò)多的蓋子無(wú)法進(jìn)入滑槽 可略微調(diào)高速度 當(dāng)您調(diào)高速度后 觀察理蓋器內(nèi)蓋子的運(yùn)動(dòng)情況 如果它們過(guò)多地聚集以致無(wú)法進(jìn)入滑槽 可慢慢降低理蓋器的速度 調(diào)整理蓋器的速度直至達(dá)到一個(gè)合適的速度 4 理蓋機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理蓋機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 1 理蓋機(jī)構(gòu)的控制概述 理蓋機(jī)構(gòu)主要通過(guò) PLC 控制整個(gè)機(jī)構(gòu)的順序運(yùn)行和氣動(dòng)開關(guān) 實(shí)現(xiàn)理蓋機(jī)構(gòu)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程 在理蓋器有兩個(gè)感應(yīng)探頭 其中一個(gè)位于理蓋器盛蓋器內(nèi)部 如圖二 另一個(gè)位于滑槽上 如圖 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 15 頁(yè) 共 28 頁(yè) 三 圖 二 圖 三 當(dāng)理蓋器的盛蓋器需要更多蓋子時(shí) 理蓋器內(nèi)部的探頭就會(huì)向上蓋裝置發(fā)出信號(hào) 滑槽探頭監(jiān) 測(cè)處于理蓋器和焊接系統(tǒng)之間的滑槽上的所有蓋子 當(dāng)滑槽滿載時(shí) 探頭向理蓋器中的氣閥發(fā)出信 號(hào) 氣閥就會(huì)關(guān)閉 直至滑槽探頭發(fā)出需要更多蓋子的信號(hào) 當(dāng)滑槽中蓋子的水平面不斷持續(xù)下降 時(shí) 探頭會(huì)發(fā)出信號(hào)使氣閥停止運(yùn)動(dòng) 如果氣閥仍繼續(xù)運(yùn)作超過(guò)60秒 例如 灌裝機(jī)的橫向進(jìn)給已 關(guān)閉 理蓋器就會(huì)停止運(yùn)動(dòng) 當(dāng)滑槽探頭測(cè)到滑槽需要補(bǔ)充蓋子時(shí) 它會(huì)向理蓋器發(fā)出信號(hào) 理 蓋器恢復(fù)運(yùn)作 工作簡(jiǎn)圖 如圖四 圖 四 4 2 理蓋器氣動(dòng)部分控制設(shè)計(jì) 4 2 1 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 氣壓傳動(dòng)是一壓縮空氣為工作介質(zhì)傳遞動(dòng)力和控制信號(hào)的系統(tǒng) 理蓋機(jī)構(gòu)氣壓傳動(dòng)的工作壓力 較低 結(jié)構(gòu)尺寸也不大 可以采用氣壓傳動(dòng) 而且氣壓傳動(dòng)還有眾多優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)的總體 PLC 控制 總線控制 理蓋裝置的 PLC 控制輸出滑槽上的感應(yīng)器 開關(guān)氣閥 理蓋器里感應(yīng)器 送蓋裝置的 輸送情況 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 16 頁(yè) 共 28 頁(yè) 1 以空氣為介質(zhì) 工作壓力較低 工作介質(zhì)來(lái)得也比較容易 使用后的空氣排到大氣中 處 理方便 與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收油管道和油箱 2 相對(duì)液壓傳動(dòng)來(lái)說(shuō) 氣動(dòng)動(dòng)作迅速 反應(yīng)快 維護(hù)方便 工作介質(zhì)清潔 管道不易堵塞 不存在介質(zhì)變質(zhì)和補(bǔ)充問(wèn)題 3 工作環(huán)境適應(yīng)性好 成本低 過(guò)載能自動(dòng)保護(hù) 4 因?yàn)楣ぷ髡扯群苄?起損失也很小 一般損失僅為油路的千分之一 所以便于集中供應(yīng) 遠(yuǎn)距離輸送 外泄露不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣 使壓力降低明顯 污染嚴(yán)重 4 2 2 氣動(dòng)傳動(dòng)控制設(shè)計(jì) 由以上描述說(shuō)明知道 理蓋機(jī)構(gòu)使塑料蓋子從理蓋器底盤中 爬坡 在排隊(duì)槽口上自動(dòng)排隊(duì) 篩選 從出口槽的輸出都需要借助氣動(dòng)控制和 協(xié)助 推力 在理蓋機(jī)構(gòu)上共布有五個(gè)氣閥 在五個(gè)氣閥共同作用下使塑料蓋子實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上坡 自動(dòng)排隊(duì) 自動(dòng)輸出 如圖 五 示 圖 五 圖標(biāo)作用圖標(biāo)名稱 1幫助塑料蓋子爬坡a閥門 2協(xié)助蓋自進(jìn)入排隊(duì)槽口b過(guò)濾減壓溢流閥 由空氣過(guò)濾器和減壓閥組成 3對(duì)蓋子進(jìn)行篩選c兩位兩通電磁式方向閥 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 17 頁(yè) 共 28 頁(yè) 4使蓋子進(jìn)入出口滑槽的氣閥d可調(diào)節(jié)流器 5協(xié)助蓋子順利進(jìn)入焊接位 兩位兩通電磁式方向閥實(shí)圖 如圖六 當(dāng)氣體閥門開啟 氣體開始進(jìn)入管 道首先進(jìn)入過(guò)濾減壓溢流閥 當(dāng)壓力 過(guò)大超過(guò)允許壓力值時(shí)過(guò)濾減壓溢流 閥自動(dòng)放氣 起到保護(hù)管路的作用 當(dāng)出口滑槽滿載時(shí) 探頭向理蓋器中 的氣閥發(fā)出信號(hào) 元件 c 位于初始位 氣閥關(guān)閉 直至滑槽探頭發(fā)出需要更 多蓋子的信號(hào) 當(dāng)滑槽中蓋子的水平 面不斷持續(xù)下降時(shí) 探頭會(huì)發(fā)出信號(hào) 使氣閥重新運(yùn)動(dòng) 元件 c 處于工作位 這樣完成整個(gè)工作循環(huán) 圖 六 4 3 PLC 控制及其具體編程 在目前食品生產(chǎn)中 牛奶 飲料等液態(tài)溶劑很多是采用瓶 紙裝這種包裝形式 灌裝機(jī)理蓋機(jī) 構(gòu)是在牛奶 飲料的上蓋系統(tǒng)基礎(chǔ)上孕育和發(fā)展的 采用 PLC 的控制方式既提高了加蓋的效率也 提高了自動(dòng)化水平 并且滿足食品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范對(duì)生產(chǎn)機(jī)械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 滿足生產(chǎn)工藝和驗(yàn)證 等方面的嚴(yán)格要求 從這一流程 見(jiàn)圖一 可見(jiàn) 設(shè)備組成可分為兩大部分 1 完成各工位工作的順序執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2 完成氣動(dòng)的控制方案 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)分配主軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng) 以實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)率調(diào)節(jié)要求 并 采用無(wú)級(jí)調(diào)速 使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 這樣 對(duì)灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)的控制就分為 理蓋器的盛蓋器內(nèi) 部 預(yù)送器送蓋 滑槽上感應(yīng)器 蓋子的排隊(duì)與輸出 實(shí)現(xiàn)各分支的協(xié)調(diào)控制是本機(jī)的關(guān)鍵所 在 為此 采用操作簡(jiǎn)單 程序修改方便 抗干擾能力強(qiáng)的 PLC 作為灌裝機(jī)理蓋機(jī)構(gòu)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)機(jī) 的控制系統(tǒng) 以解決上述檢測(cè)和協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題 1 控制方案的擬定 該理蓋機(jī)構(gòu)集多種功能于 一體 其排蓋 送蓋等工作的協(xié)調(diào)通過(guò)氣體傳動(dòng)系統(tǒng)控制 而每一機(jī)構(gòu)均設(shè)有相應(yīng)的檢測(cè)控制裝置 2 缺蓋檢測(cè) 灌裝機(jī)器自動(dòng)工作過(guò)程中 供理蓋機(jī)構(gòu)中不可缺少蓋子 為此 分別選用光電傳感 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 18 頁(yè) 共 28 頁(yè) 器進(jìn)行檢測(cè) 一旦在 60s 內(nèi)檢測(cè)到?jīng)]有蓋子在盛蓋器中 則將信號(hào)傳給 PLC 控制系統(tǒng) 使理蓋機(jī) 構(gòu)停止工作 3 對(duì)各工作機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)控制 各工作機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)是該機(jī)自動(dòng)高效工作的關(guān)鍵 主要是一個(gè)順序控制的過(guò)程 我們利用光電傳感器對(duì)蓋子進(jìn)行檢測(cè) 光電開關(guān)的接通與斷開信號(hào)被 送入 PLC 控制系統(tǒng) 即可作為氣動(dòng)的起步信號(hào)和結(jié)束信號(hào) 如此 便可保證個(gè)工作機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)工 作 另一方面 當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整后 輸送蓋 排列蓋速度要隨之改變 解決這一問(wèn)題的方法可通 過(guò)氣動(dòng)控制系統(tǒng)中 調(diào)節(jié)節(jié)流器的方法 在這里我采用較廣泛運(yùn)用的三菱 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行 PLC 的編程 具體 PLC 的梯形圖見(jiàn)圖七 圖 七 其中 x0 為總開關(guān) x1 為急停按扭 x2 為理蓋機(jī)構(gòu)盛蓋器內(nèi)部的傳感器信號(hào) x3 為輸出滑槽上感應(yīng)器信號(hào) 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 19 頁(yè) 共 28 頁(yè) y0 表示理蓋機(jī)構(gòu)盛蓋器的旋轉(zhuǎn)工作 y1 表示預(yù)送器送蓋工作 y2 表示預(yù)送器送蓋不工作 y3 表示總氣閥的開關(guān)位 y4 表示 圖十一 左兩位兩通電磁式方向閥的開關(guān) y5 表示 圖十一 右兩位兩通電磁式方向閥的開關(guān) 5 理蓋系統(tǒng)的改進(jìn)理蓋系統(tǒng)的改進(jìn) 5 1 加蓋時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題 由于蓋子的邊緣很薄 在蓋子從導(dǎo)蓋槽中自上而下的排隊(duì)過(guò)程中很容易出現(xiàn)蓋子的邊緣相互疊 加一起的情況 當(dāng)下面蓋子的邊緣壓住上面蓋子的邊緣時(shí) 下面的蓋子可以順利的進(jìn)行加蓋 焊接 等后繼工序 但是 如果下面蓋子的邊緣被上面蓋子的邊緣壓住了 則下面的蓋子就不能進(jìn)行加蓋 焊接等后繼工序 這樣就必須把整臺(tái)機(jī)器都停下來(lái) 人工清理出故障的蓋子 然后才能繼續(xù)生產(chǎn) 這就對(duì)日常的生產(chǎn)活動(dòng)造成了巨大的麻煩 解決這一問(wèn)題對(duì)實(shí)際的正常生產(chǎn)具有十分重要的作用 如圖 八 圖 八 5 2 解決方案概述 使用機(jī)構(gòu)來(lái)確保相鄰的兩瓶蓋的間距稍大于瓶蓋的直徑 我選用的方法是用兩個(gè)交叉伸縮的連 桿交叉伸出來(lái)確保兩蓋間的距離 從而使兩瓶蓋之間的距離始終大于單個(gè)蓋子的直徑 機(jī)構(gòu)如圖 九 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 20 頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 九 5 2 1 機(jī)構(gòu)的組成 由單作用氣缸 杠桿 支架 銷釘 擋桿等幾部分組成 5 2 2 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理 隨著加蓋砧不斷的把最下面的蓋子取走 在重力作用下蓋子會(huì)自動(dòng)向下滑落 當(dāng)上面的擋桿伸 出時(shí) 上面的蓋子就被擋住了 下面的蓋子就會(huì)因?yàn)闆](méi)有擋桿的阻攔而順利滑下 當(dāng)下面的擋桿伸 出時(shí) 下面的蓋子被擋住 這樣就阻止了上面所有蓋子的下滑 保證了擋桿下方的蓋子與擋桿上方 蓋子的距離大于蓋子的直徑 從而防止相鄰蓋子疊加情況的發(fā)生 同時(shí) 此機(jī)構(gòu)下方的滑槽間隙也要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 為了保證相鄰兩蓋子不會(huì)發(fā)生疊加的情況 用來(lái)引導(dǎo)蓋子的幾個(gè)鋼條的水平距離要調(diào)整的略大于蓋子邊緣厚度 蓋子下邊緣厚度為 1 3 1 5 毫 米 所以間隙應(yīng)大于 1 5 毫米且小于 2 6 毫米 考慮到要使蓋子順利的向下滑過(guò) 間隙不宜太小 故 取 2 0 毫米 如圖 十 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 21 頁(yè) 共 28 頁(yè) 2mm 圖 十 5 3 確定機(jī)構(gòu)參數(shù) 5 3 1 氣缸的選擇 1 氣缸的分類與工作原理 1 單作用氣缸 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣 實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) 其活塞桿只能借助外力將其推回 通常借助于彈簧力 膜片張力 重力等 其原理及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 十一 圖 十一 單作用氣缸 1 缸體 2 活塞 3 彈簧 4 活塞桿 單作用氣缸的特點(diǎn)是 1 僅一端進(jìn) 排 氣 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 耗氣量小 2 用彈簧力或膜片力等復(fù)位 壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力 因而減小 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè) 了活塞桿的輸出力 3 缸內(nèi)安裝彈簧 膜片等 一般行程較短 與相同體積的雙作用氣缸相比 有效行程小一些 4 氣缸復(fù)位彈簧 膜片的張力均隨變形大小變化 因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過(guò)程中是變化 的 由于以上特點(diǎn) 單作用活塞氣缸多用于短行程 其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場(chǎng)合 如氣吊 定位和夾緊等裝置上 單作用柱塞缸則不然 可用在長(zhǎng)行程 高載荷的場(chǎng)合 2 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣 實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸 其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式 單活塞桿式 雙活塞式 緩沖式和非緩沖式等 此類氣缸使用最為廣泛 1 雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種 其工作原理見(jiàn)圖 十二 缸體固定時(shí) 其所帶載荷 如工作臺(tái) 與氣缸兩活塞桿連成一體 壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔 一腔進(jìn)氣另一腔排氣 活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其有效行程 s 的 3 倍 安裝所占空間大 一般用于小型設(shè)備上 活塞桿固定時(shí) 為管路連接方便 活塞桿制成空心 缸體與載荷 工作臺(tái) 連成一體 壓縮空 氣從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔 使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范 圍為其有效行程 s 的 2 倍 適用于中 大型設(shè)備 圖 十二 雙活塞桿雙作用氣缸 a 缸體固定 b 活塞桿固定 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 23 頁(yè) 共 28 頁(yè) 1 缸體 2 工作臺(tái) 3 活塞 4 活塞桿 5 機(jī)架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等 故活塞兩側(cè)受力面積相等 當(dāng)輸入壓力 流量相同時(shí) 其往返運(yùn)動(dòng)輸出力及速度均相等 2 緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸 不采取必要措施 活塞就會(huì)以很大的力 能量 撞擊端蓋 引起振動(dòng)和損壞機(jī)件 為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象 在 氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置 一般稱為緩沖氣缸 緩沖氣缸見(jiàn)圖 42 2 4 主要由活塞桿 1 活塞 2 緩 沖柱塞 3 單向閥 5 節(jié)流閥 6 端蓋 7 等組成 其工作原理是 當(dāng)活塞在壓縮空氣推動(dòng)下向右運(yùn) 動(dòng)時(shí) 缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔 4 及缸蓋上的氣孔 8 排出 在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí) 活塞右側(cè)的 緩沖柱塞 3 將柱塞孔 4 堵死 活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮 緩慢地通 過(guò)節(jié)流閥 6 及氣孔 8 排出 被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡 即會(huì)取得緩沖效果 使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 不產(chǎn)生沖擊 調(diào)節(jié)節(jié)流閥 6 閥口開度的大小 即 可控制排氣量的多少 從而決定了被壓縮容積 稱緩沖室 內(nèi)壓力的大小 以調(diào)節(jié)緩沖效果 若令 活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí) 從氣孔 8 輸入壓縮空氣 可直接頂開單向閥 5 推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng) 如節(jié)流閥 6 閥口開度固定 不可調(diào)節(jié) 即稱為不可調(diào)緩沖氣缸 圖 十三 緩沖氣缸 1 活塞桿 2 活塞 3 緩沖柱塞 4 柱塞孔 5 單向閥 6 節(jié)流閥 7 端蓋 8 氣孔 氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多 上述只是其中之一 當(dāng)然也可以在氣動(dòng)回路上采取措施 達(dá)到緩 沖目的 由于此處的氣缸要求體積小 作用力也不大 所以選擇單作用氣缸就行了 我選擇國(guó)逸氣動(dòng)的工作壓力為 0 2Mpa 的 MP4 型后端單耳環(huán)式單作用氣缸 具體參數(shù)如下 受壓面積 A 2 cm 工作壓力 Mpa 缸徑 D mm 活塞桿 d mm 輸出力 F N B 2 cm 0 20 30 40 50 60 70 8 上海水產(chǎn)大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 屋頂包飲品灌裝機(jī)加蓋機(jī)構(gòu)的研究與改 進(jìn) 第 24 頁(yè) 共 28 頁(yè) F13 1462 894 2125 7157 1188 5220251208 F22 6452 879 2105 6132158 4184 8211 2 5 3 2 其它零件參數(shù) 見(jiàn) DWG 圖片 5 2 4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于機(jī)構(gòu)的供蓋與焊接機(jī)構(gòu)的用蓋是同步的 所以此機(jī)構(gòu)上的氣缸采用和