機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)論文醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的設(shè)計(jì)與研究

1、 （2011屆）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的設(shè)計(jì)與研究學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)械071學(xué)號(hào)：200733315121姓名：蘇立擂指導(dǎo)教師：劉楚輝教務(wù)處制 年月日iii嘉興學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書誠(chéng) 信 聲 明我聲明，所呈交的論文是本人在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。我承諾，論文中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 論文作者簽名： 簽名日期： 年 月 日授 權(quán) 聲 明 學(xué)校有權(quán)保留送論文交的原件，允許論文被查閱和借閱，學(xué)校

2、可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，學(xué)校必須嚴(yán)格按照授權(quán)對(duì)論文進(jìn)行處理，不得超越授權(quán)對(duì)論文進(jìn)行任意處置。論文作者簽名： 簽名日期： 年 月 日醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的設(shè)計(jì)與研究摘 要首先，介紹了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，了解了現(xiàn)今醫(yī)藥包裝設(shè)備發(fā)展的程度和我國(guó)這方面的不足之處，明確了今后發(fā)展的方向。其次，分析了整個(gè)設(shè)備的構(gòu)成，從整體上提高設(shè)備工作的可靠性，確定了各個(gè)機(jī)構(gòu)的基本功能及作用。為了最大程度的提高設(shè)備的可靠性，然后，對(duì)各個(gè)主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，具體包括理蓋機(jī)構(gòu)、送蓋機(jī)構(gòu)、沖裁機(jī)構(gòu)、塞紙機(jī)構(gòu)和送紙機(jī)構(gòu)。畫出了總裝配圖和部分機(jī)構(gòu)的裝配圖，進(jìn)行強(qiáng)度校核的計(jì)算。最后總結(jié)了所設(shè)計(jì)的醫(yī)

3、用瓶蓋充塞機(jī)相對(duì)于已有設(shè)備所作的改進(jìn)、存在的不足之處以及將來(lái)發(fā)展的方向。關(guān)鍵字：安全，沖塞機(jī)，機(jī)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)medical cap plugging machine design and research abstract first, the paper introduces the development situation, to understand the current level of development of pharmaceutical packaging and our shortcomings in this regard, a clear direction for

4、 future development.secondly, the analysis of the entire device structure, enhance the overall reliability of production equipment, from the overall coordination of equipment collaborate with each other, set the basic functions of the various agencies and functions.then, one by one body on the analy

5、sis, the greatest degree of improve equipment reliability, including the reasons covered bodies, send cover body, blanking institutions, insert paper bodies, feed bodies.draw assembly drawing of some agencies, a general assembly drawings, calculation of the strength check.concluded the development o

6、f the device relative to the previous place, but also on the inadequacies of the equipment, and the future direction of development.keyword：security, plugging machine, institutional analysis, design目錄摘 要iabstractii1 緒論.1 1.1前言.1 1.2研究現(xiàn)狀.1 1.2.1 國(guó)外的發(fā)展概況 .1 1.2.2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況 .4 1.3 本課題的主要內(nèi)容及意義.5 1.3.1 主要研

7、究?jī)?nèi)容 .5 1.3.2本課題的意義 .52瓶蓋沖塞機(jī)械機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì).62.1簡(jiǎn)介.62.2總體設(shè)計(jì).63 理蓋機(jī)構(gòu)和送蓋機(jī)構(gòu).83.1振動(dòng)料斗的機(jī)械原理及機(jī)構(gòu)組成.83.2 瓶蓋的定向設(shè)計(jì).93.3 瓶蓋在軌道上的運(yùn)動(dòng)分析.103.4 送蓋機(jī)構(gòu).113.4.1簡(jiǎn)述.113.4.2 瓶蓋前進(jìn)的動(dòng)力源.123.4.3 軌道的設(shè)計(jì).143.4.4 送蓋機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析與電機(jī)選擇.144 送鋁箔片機(jī)構(gòu).154.1 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).154.2 傳動(dòng)軸強(qiáng)度校核.154.3 控制電機(jī)的選擇.195沖裁機(jī)構(gòu)和塞紙機(jī)構(gòu).205.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu).205.2 沖裁機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).215.3 沖裁機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分

8、析.225.4 沖裁電機(jī)選擇.245.5 主動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度核.255.6 塞紙機(jī)構(gòu). .256結(jié)論.27參考文獻(xiàn).28致謝.29附錄.30351 緒論1.1前言改革開放30年來(lái)，中國(guó)自動(dòng)沖塞機(jī)市場(chǎng)從無(wú)到有，從小到大、從總量快速擴(kuò)張到結(jié)構(gòu)明顯升級(jí)，逐步形成了有中國(guó)特色的多樣化、多層次的消費(fèi)市場(chǎng)。自動(dòng)沖塞機(jī)市場(chǎng)規(guī)模比改革初期擴(kuò)大了幾倍乃至幾十倍，其發(fā)展成就令世人矚目。2010年中國(guó)自動(dòng)沖塞機(jī)市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)自動(dòng)沖塞機(jī)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。投資者對(duì)自動(dòng)沖塞機(jī)行業(yè)的關(guān)注越來(lái)越密切，這使得自動(dòng)沖塞機(jī)行業(yè)的發(fā)展需求增大1。由于目前生活水平

9、的提高，人們對(duì)健康的日益重視，醫(yī)療器械必將越加熱銷，醫(yī)用產(chǎn)品的市場(chǎng)肯定會(huì)越來(lái)越大。隨著醫(yī)保政策的推出，更加迎來(lái)發(fā)展的春天。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外包裝機(jī)械發(fā)展概況 隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無(wú)機(jī)非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，包裝機(jī)械的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來(lái)發(fā)展的主流。 隨著科技的發(fā)展包裝機(jī)械在各國(guó)都在廣泛使用，占領(lǐng)著市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。下面就簡(jiǎn)單介紹下國(guó)外各國(guó)的發(fā)展情況: 日本包裝機(jī)械起初主要是引進(jìn)、消化歐美設(shè)備，之后著力開發(fā)自己的新技術(shù)。主要集中在

10、計(jì)算機(jī)和輔助馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩種關(guān)鍵技術(shù)上。其包裝機(jī)械制造廠以中小型企業(yè)為主，而食品包裝機(jī)械占據(jù)全部產(chǎn)品的51，主要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)6。 意大利生產(chǎn)的包裝機(jī)械中，40%是食品包裝機(jī)械，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝機(jī)等。意大利包裝機(jī)械行業(yè)的最大優(yōu)勢(shì)就在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、檢驗(yàn)、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考究、性能優(yōu)良、價(jià)格便宜7。美國(guó)的包裝機(jī)械大多數(shù)用計(jì)算機(jī)控制，使包裝機(jī)械向高速度、高效率、高質(zhì)量的方向發(fā)展。對(duì)商品包裝材料所需的溫度、強(qiáng)度、電壓和包裝的數(shù)量等都編成程序輸入電腦，進(jìn)行自動(dòng)控制。這不僅可以提高包裝機(jī)械的使用效率，提

11、高包裝機(jī)械的精密度和準(zhǔn)確度。美國(guó)的包裝機(jī)械向注重經(jīng)濟(jì)、自動(dòng)、高效和多功能方向發(fā)展。如微處理程序控制、調(diào)控系統(tǒng)、傳感、光電等裝置，在美國(guó)的包裝機(jī)械設(shè)備上廣為應(yīng)用，既提高了工作效率，又改進(jìn)了包裝質(zhì)量。例如，有一種充填機(jī)，在同樣的條件下不受包裝材料和包裝物體形態(tài)差異的限制，只要稍加調(diào)試，即可適應(yīng)各種形狀包裝容器的充填8。德國(guó)在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能方面居于領(lǐng)先地位。產(chǎn)品以高速度、高可靠性、高包裝質(zhì)量、高度自動(dòng)化、高成套性等方面享譽(yù)全球。其設(shè)計(jì)尤其針對(duì)大型企業(yè)量身打造。主要特點(diǎn)體現(xiàn)在工藝流程和自動(dòng)化程度越來(lái)越高、提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低生產(chǎn)成本、產(chǎn)品機(jī)械和包裝機(jī)械一體化、提升產(chǎn)品的柔性和靈活性、普

12、遍使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等諸多方面。是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)9。加拿大的包裝機(jī)械制造業(yè)以其靈活性的生產(chǎn)方式和可靠的質(zhì)量享譽(yù)國(guó)際市場(chǎng)，尤其擅長(zhǎng)制造用于大量不同流水線速度的設(shè)備，擅長(zhǎng)設(shè)計(jì)彈性很大的設(shè)備。并且，加拿大的出口商在量身定做塑料設(shè)備方面建立了市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，為客戶提供靈活、創(chuàng)新、定做式解決方案10 11。總體說(shuō)來(lái)，國(guó)外的包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn)12：(一)、生產(chǎn)高效率。生產(chǎn)線高度自動(dòng)化，生產(chǎn)規(guī)模大型化，以獲得最佳勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益； (二)、資源的高利用率，高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；(三)、產(chǎn)品高度重視節(jié)能，重視降低成本；(四)、高新技術(shù)實(shí)用化，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品上水平、上檔次；(五

13、)、科研成果商品化，使包裝機(jī)械產(chǎn)品向知識(shí)密集化、技術(shù)綜合化，產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。國(guó)外醫(yī)藥包裝機(jī)械普遍而言在包裝機(jī)械行業(yè)中的市場(chǎng)占有比例并不高。也很少有相關(guān)的文獻(xiàn)記載和報(bào)道。 1.2.2 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械及醫(yī)藥包裝設(shè)備研究概況隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展壯大，包裝工業(yè)也快速發(fā)展，但是在我國(guó)包裝工業(yè)快速發(fā)展的進(jìn)程中，大量高技術(shù)含量的設(shè)備生產(chǎn)線還以進(jìn)口為主。例如塑料薄膜雙向拉伸設(shè)備，一條生產(chǎn)線就近1億元，從上世紀(jì)七十年代開始引進(jìn)，到目前為止，國(guó)內(nèi)相繼進(jìn)口該類生產(chǎn)線100余條。還有乳制品行業(yè)大量使用的無(wú)菌包裝盒、灌裝設(shè)備等大都為國(guó)外公司生產(chǎn)的。國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)對(duì)國(guó)外高端技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備的過(guò)度依賴，已成為制約我國(guó)包

14、裝工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的一個(gè)絆腳石。因?yàn)榇蠖鄶?shù)包裝產(chǎn)品的技術(shù)含量體現(xiàn)在加工工藝和技術(shù)裝備上，工藝是核心，裝備是關(guān)鍵，而包裝設(shè)備在裝工藝中居于主導(dǎo)地位。雖先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)大大加快了我國(guó)包裝工業(yè)的發(fā)展速度，但是，我們不能依賴國(guó)外的高端技術(shù)與技術(shù)裝備，這是因?yàn)閲?guó)外的技術(shù)裝備價(jià)格昂貴，一些中小企業(yè)無(wú)力引進(jìn)，不利于我國(guó)包裝行業(yè)技術(shù)水平的整體提高；不利于發(fā)展自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不利于培育自己的專業(yè)設(shè)計(jì)人員，長(zhǎng)此以往我們只能跟在別人后面，這將喪失發(fā)展的控制權(quán)和市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)13。我國(guó)和其它國(guó)的在這方面的差距主要出于以下幾方面：141)產(chǎn)品技術(shù)方面：控制技術(shù)和產(chǎn)品可靠性方面較差，且技術(shù)更新的速度太慢，新技術(shù)、新材料、新

15、工藝推廣的范圍太窄。整體水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要落后20年，現(xiàn)在我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品中僅有5左右能夠達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家90年代初期的水平.還有20的產(chǎn)品僅能和國(guó)外80年代的產(chǎn)品相比，其余60左右僅能達(dá)到國(guó)外70年代的水平。我國(guó)的包裝機(jī)械在產(chǎn)品的開發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、價(jià)格、服務(wù)等方面與進(jìn)口產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，抵擋不了進(jìn)口產(chǎn)品的大量涌入。在進(jìn)口設(shè)備中，一般是技術(shù)含量高或大型設(shè)備，大都是國(guó)內(nèi)不能制造或達(dá)不到使用技術(shù)要求的。如無(wú)菌包裝機(jī)大型高速飲料灌裝機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、組合電子秤等。有的設(shè)備國(guó)內(nèi)雖然也能制造，但可靠性不好，生產(chǎn)出的食品質(zhì)量、保質(zhì)期等都不如進(jìn)口設(shè)備，如冰淇淋包裝機(jī)。包裝機(jī)械進(jìn)出口比例相差太大，以1998年

16、為例：包裝機(jī)械進(jìn)出口總額148億美元，進(jìn)口總額144億美元，比1997年增長(zhǎng)213，出口僅為045億美元，比1997年還下降89，進(jìn)口為出口比例的近33倍。從1998年我國(guó)出口產(chǎn)品看，我國(guó)出口的大多是低檔次、低附加值或勞動(dòng)密集型產(chǎn)品，而進(jìn)口產(chǎn)品都是大型成套設(shè)備和高技術(shù)含量的產(chǎn)品。2)產(chǎn)品品種方面: 目前國(guó)外包裝機(jī)械產(chǎn)品的品種大約有2300多種，成套數(shù)量多，并且不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品出現(xiàn)。國(guó)外的包裝機(jī)械產(chǎn)品一方面向高精度、大型化發(fā)展，另一方面向多功能方向發(fā)展。如意大利ilapak公司的小劑量顆粒包裝機(jī)采用機(jī)械轉(zhuǎn)鼓式計(jì)量，連續(xù)式封合并裁切，一機(jī)多工位，包裝速度可達(dá)120袋分，其控制系統(tǒng)采用微機(jī)和可編

17、程控制器。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品品種及配套數(shù)量少，只有1300多種。缺少高精度和大型化包裝機(jī)械產(chǎn)品，在鋼制兩片罐成型設(shè)備、高精度電子計(jì)量裝置、高速電阻焊機(jī)、大型中空容器成型機(jī)械等方面仍屬空白。3)生產(chǎn)技術(shù)與企業(yè)管理方面：目前，國(guó)外包裝機(jī)械企業(yè)大多采用了cadcam技術(shù)，數(shù)控加工中心和柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用也較廣泛。發(fā)達(dá)國(guó)家包裝機(jī)械企業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)、銷售等管理工作基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化。而我國(guó)的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)裝備水平偏低、設(shè)備陳舊、效率低、精度差等問(wèn)題較突出，從而造成了企業(yè)缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)未來(lái)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：1）生產(chǎn)規(guī)模：小批量少品種大批量多品種變批量。2）資源配置：勞動(dòng)密集

18、型設(shè)備密集型信息密集型知識(shí)密集型。3）生產(chǎn)方式：手工機(jī)械化單機(jī)自動(dòng)化剛性流水自動(dòng)線柔性自動(dòng)線智能自動(dòng)線。4）工藝方法：重視加工前后處理、重視工藝裝備，使制造技術(shù)成為集工藝方法、工藝裝備、工藝材料為一體的成套技術(shù)。5）過(guò)程控制：把對(duì)物流、檢驗(yàn)、包裝、儲(chǔ)存過(guò)程的控制作為制造技術(shù)的組成部分。6)建立產(chǎn)品循環(huán)系統(tǒng)：設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備加工制造銷維修回收利用，整個(gè)過(guò)程形成一個(gè)良性循環(huán)15。以國(guó)內(nèi)同類型的包裝機(jī)械來(lái)說(shuō)，圖l-1是舟山市普陀雙魚藥機(jī)包裝廠研制的bcs-120120i型自動(dòng)沖塞機(jī)。用于制藥、食品、化工等行業(yè)的塑料瓶及玻璃容器，在封口過(guò)程中，將盤帶狀鋁箔片，先沖裁成圓片，自動(dòng)塞入瓶蓋。已經(jīng)是國(guó)內(nèi)少有的沖

19、裁塞一次性連續(xù)完成的設(shè)備。但其生產(chǎn)能力只有40、60個(gè)/分鐘，其速度只是國(guó)外同樣設(shè)備的1/3，1/4。但其功能，可靠性，自動(dòng)化程度已經(jīng)屬于國(guó)。內(nèi)相當(dāng)領(lǐng)先的水平了16。 圖1-1 bcs-120/120型自動(dòng)沖塞機(jī) 圖1-2 sz-1型自動(dòng)塞紙機(jī)圖1-2是黑龍江迪爾制藥機(jī)械有限責(zé)任公司研制的sz-1型自動(dòng)塞紙機(jī)。主要用于醫(yī)藥行業(yè)的片、丸類藥品裝瓶后的塞紙工序。該機(jī)能自動(dòng)完成送瓶、送紙、剪紙、制紙片預(yù)變形、塞紙全部過(guò)程。通用性好，能適應(yīng)幾種常用規(guī)格瓶和紙帶盤。已經(jīng)是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的一款設(shè)備。但是制約其大范圍推廣的還是4060瓶/分鐘的較低生產(chǎn)速度。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，在沖塞機(jī)這一款醫(yī)用包裝機(jī)械中

20、，還有若干小廠家也有生產(chǎn)。但是其性能和技術(shù)水平均難以達(dá)到bcs-120/120i型的水準(zhǔn)。自動(dòng)化程度最低的，沖裁圓鋁箔片功能由機(jī)器完成，而塞入蓋是由人手工操作。相對(duì)先進(jìn)一點(diǎn)的設(shè)備，也是先沖裁鋁箔片，然后理好，進(jìn)入下一個(gè)工序，用類似吸盤的裝置，每次吸5片圓鋁箔，然后同時(shí)塞入五個(gè)瓶蓋。自動(dòng)化程度相對(duì)提高了，但是沖裁和塞的動(dòng)作分成兩步，系統(tǒng)集成化程度較低。這些機(jī)械無(wú)論是在可靠性還是穩(wěn)定性方面都難以達(dá)到要求，而且機(jī)器使用壽命短。最關(guān)鍵的是加工速度相當(dāng)?shù)?，最快也只?0-70個(gè)/分鐘。1.3 本課題的主要內(nèi)容及意義1.3.1主要研究?jī)?nèi)容1）了解醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀，要求總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足

21、。2）研究并掌握醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作原理。3）設(shè)計(jì)出一種新的雙排式進(jìn)蓋機(jī)制，保證鋁箔片沖裁和瓶蓋能在很短時(shí)間間隔內(nèi)按順序完成。要求完成醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制各零件圖和整機(jī)裝配圖。對(duì)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，據(jù)此選擇合適的控制電機(jī)，使機(jī)器工作穩(wěn)定可靠。1.3.2 本課題的意義隨著全球化的提高，國(guó)外企業(yè)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)一些無(wú)力競(jìng)爭(zhēng)的包裝機(jī)械企業(yè)將被國(guó)外企業(yè)收購(gòu)、兼并、甚至破產(chǎn)，其壟斷化的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，并且壟斷的范圍逐漸從香煙，飲料包裝機(jī)械產(chǎn)品擴(kuò)大到其他包裝機(jī)械產(chǎn)品2既要把握市場(chǎng)機(jī)遇，又要抵御國(guó)外包裝機(jī)械強(qiáng)國(guó)的沖擊，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)設(shè)備，就成了當(dāng)務(wù)之急。研制醫(yī)用瓶蓋沖塞

22、機(jī)對(duì)提高國(guó)內(nèi)醫(yī)藥包裝行業(yè)的技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)藥用瓶蓋快速高效的沖塞、提高生產(chǎn)率和合格產(chǎn)品率有十分重要的意義。此外，醫(yī)用瓶蓋沖塞機(jī)還能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、錯(cuò)誤報(bào)警等一系列功能。通過(guò)提出一種新的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而大幅提升瓶蓋沖塞機(jī)的加工速度，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值；在中國(guó)已經(jīng)加入wto之際，通過(guò)自主研發(fā)，讓國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械跟國(guó)外先進(jìn)水平的對(duì)抗中，在質(zhì)量和價(jià)格上能更多一些競(jìng)爭(zhēng)力；為醫(yī)療衛(wèi)生部門提供合乎醫(yī)療衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的封裝瓶蓋；在包裝行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，能高度沖塞、穩(wěn)定可靠、基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作、價(jià)格相對(duì)較低的瓶蓋沖塞機(jī)，是有很大市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)潛力的5。2 瓶蓋沖塞機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 簡(jiǎn)介一部機(jī)器的質(zhì)量基本取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量。制造過(guò)程對(duì)

23、機(jī)器質(zhì)量所起的所用，本質(zhì)上就在于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的質(zhì)量。因此，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。本設(shè)備采用雙排式同時(shí)進(jìn)蓋機(jī)制，振動(dòng)上料器的理蓋機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)單的卡輪送蓋機(jī)構(gòu)，消極定向原理，滾筒送鋁箔片等簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)擁有投入少，效率高，生產(chǎn)方便，容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本章將一一介紹其工作原理及機(jī)構(gòu)組成。2.2 總體設(shè)計(jì)有別于傳統(tǒng)作坊及單排機(jī)械機(jī)構(gòu)，本課題振動(dòng)料斗理蓋，然后用卡輪雙排送蓋，雙刀口沖裁鋁箔片，電磁閥控制兩個(gè)活塞同時(shí)塞紙等設(shè)計(jì)。本設(shè)備可以分為：理蓋機(jī)構(gòu)，送蓋機(jī)構(gòu)，送紙機(jī)構(gòu)，沖裁機(jī)構(gòu)和塞紙機(jī)構(gòu)五大部分。其流程如圖2-1所示。 圖2-1 機(jī)械加工工序流程圖這五部分的具體功能如下：理蓋機(jī)構(gòu)：將

24、雜亂無(wú)章的瓶蓋整理成一排，剔除不合格的瓶蓋重新排列，使所有的蓋口朝上，以便于鋁箔片的壓入。送蓋機(jī)構(gòu)：將整理出來(lái)的瓶蓋傳送到塞紙機(jī)構(gòu)的地方，所以要保證傳送的速度用于沖塞的時(shí)間間隔，并且作為瓶蓋前進(jìn)的動(dòng)力源。送鋁箔片機(jī)構(gòu)：這個(gè)機(jī)構(gòu)是將卷著的鋁箔片壓成平面，然后送入沖裁機(jī)構(gòu)，控制的電機(jī)必須保證配合沖裁機(jī)構(gòu)的沖刀。沖裁機(jī)構(gòu)：當(dāng)瓶蓋到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，沖裁鋁箔片，使之落到瓶蓋上面。就是這個(gè)動(dòng)作決定了這個(gè)過(guò)程的加工速度，各個(gè)機(jī)構(gòu)將的協(xié)調(diào)是整個(gè)機(jī)器平穩(wěn)運(yùn)行的保證。塞紙機(jī)構(gòu)：此設(shè)備的目的是將落在瓶蓋上的紙片壓入瓶蓋里，并保證瓶蓋翻轉(zhuǎn)的時(shí)候不會(huì)掉出來(lái)。這個(gè)設(shè)備的動(dòng)作應(yīng)該與沖裁機(jī)構(gòu)同步。整個(gè)機(jī)器的中心在于沖裁和壓入兩

25、個(gè)動(dòng)作中。為了完成這兩個(gè)動(dòng)作，必須保證瓶蓋送到?jīng)_刀刀頭下的時(shí)候，瓶蓋的圓心要對(duì)正沖刀得圓心，塞入鋁箔片的時(shí)候，塞桿的圓心也要對(duì)正鋁箔片的圓心，這里需要準(zhǔn)確定位，這個(gè)將在接下來(lái)的導(dǎo)軌章節(jié)提及。另外瓶蓋前進(jìn)的速度要和沖裁和壓入的速度調(diào)節(jié)好，本課題采用1對(duì)刀頭，沖裁一次，沖塞一次，這里的電機(jī)選擇要準(zhǔn)確。為了解釋時(shí)間以及簡(jiǎn)化設(shè)備，我采用塞入機(jī)構(gòu)和沖裁機(jī)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)，由于兩個(gè)機(jī)構(gòu)連接在一起。3 理蓋機(jī)構(gòu)和送蓋機(jī)構(gòu)3.1 振動(dòng)料斗的機(jī)械原理及機(jī)構(gòu)組成本課題中理蓋機(jī)構(gòu)主要是由振動(dòng)料斗組成。它是利用振動(dòng)的定向機(jī)構(gòu)自動(dòng)定向送料的料斗。振動(dòng)料斗常用于機(jī)床上下料裝置，在儀器儀表和電子元件等行業(yè)中較多應(yīng)用。振動(dòng)料斗工

26、作比較平穩(wěn)，適用于已經(jīng)過(guò)部分精加工的各類小型工件。振動(dòng)料斗具有一定的通用性，當(dāng)用于尺寸，重量相近的不同工件時(shí)只需要更換定向機(jī)構(gòu)。 （a） （b） (c) 1 料盤；2 彈簧；3 電磁振動(dòng)器；4 底盤；5 減振底腳圖3-1 振動(dòng)上料器外形及結(jié)構(gòu)示意圖 動(dòng)料斗由料斗、定向機(jī)構(gòu)、支承彈簧、電磁鐵和底座等組成。料斗多數(shù)為圓盤式(也有直槽式)，圓盤內(nèi)側(cè)有螺旋上升的斜料槽。定向機(jī)構(gòu)設(shè)置在料槽近出口處，工件經(jīng)過(guò)出口時(shí)沿斜料槽進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)。支承彈簧通常為3或4根板彈簧，傾斜安裝。電磁鐵作為振動(dòng)源，接交流電源或通以半波整流的脈動(dòng)電流。銜鐵裝在料斗底部，氣隙可以調(diào)節(jié)。通電后，電磁鐵以一定頻率吸放銜鐵，于是帶動(dòng)料斗

27、在傾斜安裝的支承彈簧支撐下往復(fù)扭轉(zhuǎn)和上下振動(dòng)。有的振動(dòng)料斗不用電磁鐵激振，而用凸輪、曲柄連桿機(jī)構(gòu)或偏心塊等機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)作用。其外形圖如圖3-1所示。振動(dòng)送料的原理是借助料槽的微小振動(dòng)使工件依靠慣性力和摩擦力的綜合作用沿料槽斜坡向前向上移動(dòng)。當(dāng)料斗作扭轉(zhuǎn)和上下振動(dòng)時(shí),斗內(nèi)工件靠離心力向外貼著料斗壁進(jìn)入螺旋上升的斜料槽底部。斜料槽連同工件在向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還稍微向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)工件與料槽表面的摩擦阻力減?。ㄉ踔了矔r(shí)騰空），工件慣性力克服摩擦阻力，工件相對(duì)料槽向前爬坡滑動(dòng)。當(dāng)工件向右時(shí)還稍微向上運(yùn)動(dòng),工件與料槽表面的摩擦力加大,摩擦力克服慣性力，工件在斜料槽上并不或僅少許向后滑動(dòng)。這一過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，工件

28、便在料斗扭轉(zhuǎn)和上下振動(dòng)的過(guò)程中沿著斜料槽一步步爬坡前進(jìn)。中小型振動(dòng)料斗的工件移動(dòng)速度v28米/分，主要與料槽振動(dòng)斜角和料槽升角有關(guān)，一般1025，105。料斗振動(dòng)系統(tǒng)的自振頻率f0應(yīng)稍大于電磁鐵的激振頻率f，f0=(1.051.1)f 。f0決定于支承彈簧的剛度和振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量。為了增加容納量而又不過(guò)多地改變自振頻率，可安裝固定的附加料斗，使工件不全壓在振動(dòng)料斗上。3.2 瓶蓋的定向在后續(xù)的工序中，要求瓶蓋的瓶口必須朝上，這是這里必須解決的一個(gè)問(wèn)題。我采用在螺旋形供蓋處加個(gè)小設(shè)計(jì)。瓶蓋在料斗的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，瓶蓋會(huì)呈現(xiàn)四個(gè)姿勢(shì)，如圖3-2所示。 圖3-2 瓶蓋在料斗的姿勢(shì)圖其中的三種姿勢(shì)，即b，c

29、，d都不符合要求，必須剔除。姿勢(shì)b，c從圖中就可以看出，側(cè)立著，必然不能保持平衡，自動(dòng)會(huì)掉落到原料中。對(duì)于姿勢(shì)d我在螺旋道上加一個(gè)“e”形口，如圖3-3所示。 圖3-3 螺旋形供蓋上的“e”形缺口從圖中很明顯可以看出瓶口朝下的瓶蓋在經(jīng)過(guò)e形口的時(shí)候會(huì)掉回原料中。3.3 瓶蓋在理蓋機(jī)軌道上的運(yùn)動(dòng)分析在離心力的作用下，運(yùn)動(dòng)到螺旋形供蓋軌道上的瓶蓋會(huì)一邊靠到料斗的內(nèi)壁上，一邊向上移動(dòng)：因瓶蓋與料斗的內(nèi)壁是“線接觸”，摩擦力很小，所以，在下面的運(yùn)動(dòng)分析中就沒(méi)有考慮該摩擦力對(duì)瓶蓋的運(yùn)動(dòng)的影響。另外，“受力和運(yùn)動(dòng)分析”是只截取一小段滑道進(jìn)行的。電磁鐵斷電時(shí)瓶蓋的受力分析：料斗受電磁鐵和支撐板彈簧的交替作用

30、，當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，在彈簧的力作用下，料斗內(nèi)壁上的滑道以加速度a1向右上方運(yùn)動(dòng)，這是的瓶蓋受力情況如圖3-4所示。 圖3-4 電磁鐵斷電時(shí)瓶蓋的受力情況由此可得瓶蓋的受力平衡方程組為：式中m瓶蓋的質(zhì)量 a1滑道的加速度 滑道的振動(dòng)升角或瓶蓋的拋射角 滑道的升角 f瓶蓋與滑道之間的摩擦力摩擦系數(shù)n滑道對(duì)瓶蓋的反作用力電磁鐵通電時(shí)瓶蓋的受力分析：當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，滑道在電磁力的作用下，以加速度向左下方運(yùn)動(dòng)。此時(shí)（即電磁鐵通電瞬間），瓶蓋的受力情況如圖3-5所示。 圖3-5電磁鐵通電時(shí)瓶蓋的受力分析由此得到瓶蓋的受力方程組為： 瓶蓋在滑道上的運(yùn)動(dòng)分析：在彈簧的作用力下，滑道以加速度向右上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，也帶動(dòng)

31、瓶蓋向上運(yùn)動(dòng)，而在電場(chǎng)力的吸引下，滑道以加速度向左下方加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，瓶蓋在慣性力的作品用下脫離滑道，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)（即做瞬時(shí)微小的向前跳躍）。當(dāng)瓶蓋脫離滑道時(shí)，n =0，由式可得：，所以，瓶蓋產(chǎn)生向前跳躍的條件為 ： 3.4 送蓋機(jī)構(gòu)3.4.1 簡(jiǎn)述送蓋機(jī)構(gòu)作為一個(gè)中間的機(jī)構(gòu)，可以看出它是將上面整理出來(lái)的瓶蓋，更加精確的整理成一排緊密連接，具有確定位置的隊(duì)列。作為中間機(jī)構(gòu)，它又必須為后面的加工提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。所以它要提供瓶蓋前進(jìn)的動(dòng)力。并且本課題研究的是雙排式的進(jìn)蓋機(jī)構(gòu)，于是，送蓋的軌道就有了簡(jiǎn)單的初始模型，其大致的瓶蓋前進(jìn)的過(guò)程示意圖如圖3-6所示。 圖3-6 瓶蓋前進(jìn)的過(guò)程示意圖 圖中黑

32、色的圓圈代表瓶蓋，水平方向的線條代表軌道壁。從圖中就可以看出，瓶蓋的排列形式。3.4.2 瓶蓋在送蓋軌道上大的運(yùn)動(dòng)與定位由于振動(dòng)料斗理蓋機(jī)的出口比較高，所以瓶蓋是從軌道的高處滑下。因?yàn)槠可w是塑料的，并且軌道是金屬材料的，摩擦力將會(huì)比較小，這樣瓶蓋就會(huì)前進(jìn)一段路程。但這樣不能完全保證瓶蓋的穩(wěn)定前進(jìn)，如果會(huì)停止不前，將會(huì)給后面的加工帶來(lái)很大的麻煩。還有一個(gè)問(wèn)題就會(huì)后面的加工必須要有一個(gè)準(zhǔn)確的定位，這樣沖裁出來(lái)的鋁箔片才會(huì)準(zhǔn)確掉入瓶蓋中。于是這里我就加入了一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，一種簡(jiǎn)單的卡輪。其外形和工作原理如圖3-7所示。 圖3-7 卡輪外形結(jié)構(gòu)圖因?yàn)橐髢蓚€(gè)卡輪的轉(zhuǎn)速一樣，所以采用兩個(gè)型號(hào)一樣的步進(jìn)電動(dòng)

33、機(jī)，其中一個(gè)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。每旋轉(zhuǎn)90的圓心角，這個(gè)送蓋機(jī)構(gòu)就向前推了一排(2個(gè))瓶蓋。旋轉(zhuǎn)一整周，將有4排(8個(gè))瓶蓋經(jīng)過(guò)特型齒輪，往前推進(jìn)，周而復(fù)始。該機(jī)構(gòu)不但能給瓶蓋自口進(jìn)以足夠的推力，而且能保證瓶蓋在進(jìn)入沖裁位置時(shí)排列整齊，起到定位功能。這個(gè)定位功能是通過(guò)驅(qū)動(dòng)卡輪的電機(jī)與沖裁的電機(jī)一起協(xié)調(diào)所完成的。由于加工的對(duì)象是塑料瓶蓋，其總重量在20克左右，而且摩擦力也是較小，其產(chǎn)生的扭矩也就非常的小。雖然卡輪是塑料制造的，但也不會(huì)使卡輪受太大的扭矩而斷裂，這里就不用計(jì)算受力校核了。3.4.3 送蓋機(jī)構(gòu)軌道的設(shè)計(jì)對(duì)于現(xiàn)在復(fù)雜繁多的瓶蓋，要設(shè)計(jì)好軌道，這里可以有必要強(qiáng)調(diào)一下關(guān)于柔

34、性制造的重要性。柔性制造可以表現(xiàn)為兩個(gè)方面：第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來(lái)衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾情況下，系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無(wú)干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來(lái)衡量?！叭嵝浴笔窍鄬?duì)于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線主要實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率很高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但設(shè)備價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件，難于應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替代，一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力在很大程度上取決于它是否有能力在很

35、短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出成本低，質(zhì)量高的不同品種產(chǎn)品的能力。本課題面對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品型號(hào)，最新設(shè)計(jì)一種大小可調(diào)的軌道。它可以適用與多種的瓶蓋，這樣就側(cè)面的減低了產(chǎn)品加工的成本，在市場(chǎng)劇烈的競(jìng)爭(zhēng)中，可以適應(yīng)復(fù)雜多變的市場(chǎng)，無(wú)形中提高的企業(yè)的生存能力。一般的軌道設(shè)計(jì)如下圖3-8所示。從圖中可以看出這種軌道只能適應(yīng)一種瓶蓋的加工，非常不符合現(xiàn)在復(fù)雜多變的市場(chǎng)。 圖3-8 傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出，傳統(tǒng)的導(dǎo)軌只適合一種型號(hào)的瓶蓋。忘了適應(yīng)市場(chǎng)的要求，一定會(huì)生產(chǎn)不同的型號(hào)的瓶蓋，也就是說(shuō)，要更換設(shè)備才能適應(yīng)。這樣就會(huì)加大生產(chǎn)的成本。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌。其結(jié)構(gòu)圖如圖3-9所示。 圖3-

36、9 可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出，本課題的導(dǎo)軌只是把兩邊的導(dǎo)軌壁和導(dǎo)軌底面分離開來(lái)，然后用螺栓固定在導(dǎo)軌底面。并且這個(gè)螺栓連接是可調(diào)的，并沒(méi)有被卡死。當(dāng)要求加工新型號(hào)的產(chǎn)品時(shí)，只要松開螺栓，調(diào)節(jié)好導(dǎo)軌的寬度，在擰緊螺栓就可以了。因?yàn)閷?dǎo)軌在水平面上收到的力可以忽略不計(jì)，螺栓也就不用計(jì)算強(qiáng)度，更加不用強(qiáng)度校核。 3.4.4 送蓋機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析與電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī)必須為卡輪提供足夠的轉(zhuǎn)矩，來(lái)克服(1)卡住的瓶蓋和軌道的摩擦力；(2)卡輪本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；(3)卡輪位置之后瓶蓋列和軌道的磨擦力。才能保證送蓋機(jī)構(gòu)能推動(dòng)瓶蓋在軌道上前進(jìn)?？ㄝ喫蜕w過(guò)程中，瓶蓋和金屬材質(zhì)軌道底以及軌道壁產(chǎn)生摩擦阻力，但是因?yàn)槠?/p>

37、蓋質(zhì)量太輕(約12克)的緣故，磨擦力幾乎可以忽略不計(jì)?？ㄝ啿牧蠟榫鬯姆蚁滟|(zhì)量較輕(大約269)，其本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也很?。浩可w在送到卡輪位置之前，傾斜的軌道能給瓶蓋下滑提供動(dòng)力。在卡輪位置之后的軌道很短(大約34個(gè)瓶蓋直徑的長(zhǎng)度)，雖然瓶蓋列完全依賴卡輪的撥動(dòng)才能前進(jìn)，但是瓶蓋列的和軌道底的摩擦阻力也非常小。 圖3-10 42bygh250a型四相步進(jìn)電機(jī)由于扭矩實(shí)在太小，不可能超過(guò)軸的材料承受范圍，因此無(wú)需對(duì)卡輪的傳動(dòng)軸進(jìn)行校核。直接選取上海固若金電子有限公司型號(hào)為42bygh250a的四相步進(jìn)電機(jī)，其外形如圖3-10所示。他的參數(shù)為：額定電壓12v，保持轉(zhuǎn)矩0.25n.m，額定電流0.

38、4a，定位轉(zhuǎn)矩，0.12kg.cm，電阻30，步矩角1.8電感37mh，運(yùn)行矩頻特性分別為0.2/300、0.12/500、0.10/1000n.m/hz。4 送鋁箔片機(jī)構(gòu) 4.1 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本設(shè)備所用的墊片材料，是單面鍍金屬膜的紙條，有一定厚度和硬度。初始狀態(tài)是卷在軸筒上，就如同日常生活所用卷筒紙。但是在紙條到達(dá)沖裁機(jī)構(gòu)時(shí)，事先要拉直攤平，再傳送到排列好的瓶蓋正上方?？紤]到在裁減之后，紙條中間會(huì)有規(guī)則排列的圓形孔洞，如果在沖裁機(jī)構(gòu)后面用拉的方式送紙，可能會(huì)因?yàn)槭芰c(diǎn)過(guò)小而將紙條拉斷。所以本課題擬在沖裁機(jī)構(gòu)之前，用兩個(gè)圓形滾筒來(lái)送紙。如圖4-1所示，主動(dòng)滾筒由步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)。只要滾筒間距適當(dāng)

39、，能產(chǎn)生足夠的摩擦力，而帶動(dòng)滾筒的電機(jī)功率足夠，滾筒送紙還能有將原本卷曲的紙條壓直的效用。 圖4-1 鋁箔片傳送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)4.2 傳動(dòng)軸強(qiáng)度校核滾筒軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或者扭轉(zhuǎn)變形，若變形量超過(guò)允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)械應(yīng)有的工作性能。1 主動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件17為： （4-1）其中和分別表示扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位mpa：t表示軸所受扭矩，單位為nmm；wt表示軸的抗扭截面系數(shù)，單位為；n表示軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min；p表示軸傳遞功率，單位kw；d表示計(jì)算截面處軸的直徑，單位mm。由上式可得軸的直徑必須滿足條件： （4-2） 送紙滾筒軸承

40、材料為45鋼，=25-45mpa，則ao=103126，取ao=103。又直徑d ioomm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%7。滾筒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為轉(zhuǎn)135角停一次，總共耗時(shí)大概1秒鐘，轉(zhuǎn)速n =45r/min。據(jù)此計(jì)算軸不會(huì)被扭斷的最小直徑為6mm，而設(shè)計(jì)用軸直徑為15mm，因此送紙滾筒的主動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度足可滿足要求。2. 從動(dòng)軸彎曲強(qiáng)度校核 p =100n =50n f2=50n 1875n 250n.mm 250n.mm 圖4-2 從動(dòng)軸彎曲強(qiáng)度校核已知軸的彎矩和扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面，作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按照第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力。通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力盯是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)變力，而有扭矩產(chǎn)

41、生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則不是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)變力，為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算公式為： （4-3）約為0.6 從動(dòng)軸的截面如圖4-3所示。 圖4-3 從動(dòng)軸的截面圖根據(jù)上面這個(gè)圖可以得到一下公式18： （4-4） （4-5）彎曲應(yīng)力 （4-6） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （4-7）將式(4-4)、(4-5)、(4-6)、(4-7)代入式(4-1)，45鋼的許用彎曲應(yīng)力=55mpa,容易得到設(shè)計(jì)的軸承滿足條件，因此從動(dòng)軸的彎曲強(qiáng)度可滿足要求。4.3 控制電機(jī)的選擇 根據(jù)滾筒的直徑尺寸、要求的加工速率、待加工瓶蓋的直徑等參數(shù)，可以計(jì)算出帶動(dòng)滾筒的電機(jī)額定速度。根據(jù)紙片的厚度和硬度，調(diào)整兩個(gè)滾筒之間的距

42、離。通過(guò)試驗(yàn)，可以測(cè)得帶動(dòng)滾筒送紙所需要的轉(zhuǎn)矩。以磨擦力30n，主動(dòng)軸直徑15mm計(jì)，則步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須不小于30x7.5=225n.mm，根據(jù)上述參數(shù)要求，送紙滾筒選取上海固若金電子有限公司型號(hào)為57byg007-4的四相步進(jìn)電機(jī)。其外觀如圖4-4所示。 圖4-4 57byg007-4型四相步進(jìn)電機(jī)它的參數(shù)為：額定電壓12v，保持轉(zhuǎn)矩34.3n.m，額定電流0.38a ，定位轉(zhuǎn)矩5.88kg.cm，電阻32，步矩角1.8，電感30mh，運(yùn)行矩頻特性分別為：30/100、30/200、25/400、12/600n.m/hz。5 沖裁機(jī)構(gòu)和塞紙機(jī)構(gòu)5.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖5-1所示。它是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化而來(lái)。當(dāng)機(jī)架4和搖桿3的長(zhǎng)度同時(shí)無(wú)限增長(zhǎng)，鉸鏈d無(wú)限延移時(shí)，這時(shí)桿3上c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡由左圖中弧mm變?yōu)橹本€，桿3的運(yùn)動(dòng)變?yōu)橐苿?dòng)，此運(yùn)動(dòng)可用與桿3固連的滑塊及機(jī)架固聯(lián)的導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)，就演化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。此機(jī)構(gòu)為含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，若不考慮哪個(gè)桿作機(jī)架，就是含有一個(gè)移動(dòng)副的4構(gòu)件系統(tǒng)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為導(dǎo)路，c點(diǎn)在兩個(gè)極限位置之間的距離稱為行程，用h表