冠蓋壓蓋技術(shù)的研究

冠蓋壓蓋技術(shù)的研究

送送系統(tǒng)是現(xiàn)代包裝機(jī)械不可或缺的一部分，可以說(shuō)是整個(gè)設(shè)備的“喉嚨”。其結(jié)構(gòu)和操作性能的質(zhì)量對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量效率和自動(dòng)化水平起著重要作用，對(duì)整體布局和整體結(jié)構(gòu)的形成有直接影響。王冠蓋理蓋器作為供送系統(tǒng)的一種,在灌裝機(jī)械方面有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中,生產(chǎn)量大的瓶裝啤酒、汽水、白酒等基本上采用的是王冠蓋,這就使我們研究王冠蓋理蓋的方法有一定的普遍性。目前,王冠蓋理蓋的方法基本上有下列三種方法:(1)機(jī)械攪拌理蓋法(2)電磁振動(dòng)理蓋法(3)磁力回轉(zhuǎn)式理蓋法前兩種方法在處理其它蓋子方面雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但在處理王冠蓋方面,隨著產(chǎn)量的增大,機(jī)械攪拌式存在著容易劃傷瓶蓋表面商標(biāo)甚至?xí)蛊可w變形的缺陷,電磁振動(dòng)法雖然也能滿足大產(chǎn)量的理蓋,但同時(shí)存在著噪音大的缺點(diǎn),而磁力回轉(zhuǎn)式理蓋法就克服了以上的缺點(diǎn),是一種高效、可靠、簡(jiǎn)便的王冠蓋理蓋方法。目前,國(guó)內(nèi)只有進(jìn)口機(jī)上采用了這種方法,因此,本人在學(xué)習(xí)、消化吸收國(guó)外技術(shù)中對(duì)此進(jìn)行了深入細(xì)致的研究和探索,基本上掌握了該技術(shù)的機(jī)理,并應(yīng)用在我所設(shè)計(jì)的FYP12型高速王冠蓋壓蓋機(jī)上,從而提高了該機(jī)的技術(shù)性能和檔次,率先在國(guó)內(nèi)占領(lǐng)了一定市場(chǎng)。磁力回轉(zhuǎn)式理蓋器是利用王冠蓋的外形特征和本身的材質(zhì)屬性(它的材料為錫游離鋼或馬口鐵)來(lái)實(shí)現(xiàn)蓋子的定位、定向,并把理出的正向蓋逐步送到滑道,供給壓蓋機(jī)構(gòu)。其原理示意圖及理蓋過(guò)程圖分別如圖1、圖2所示。我們所處理的王冠蓋標(biāo)準(zhǔn)尺寸及外形如圖3所示,蓋緣標(biāo)準(zhǔn)褶數(shù)21個(gè),其整個(gè)蓋子的重心靠上。由圖1所示的原理圖中,我們可以看出動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸傳給萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)10,經(jīng)軸傳給小齒輪11,小齒輪11通過(guò)和大齒輪3(即理蓋盤)嚙合,使理蓋盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),從而進(jìn)行理蓋。當(dāng)無(wú)序的蓋子從料斗6的底面滑下,在理蓋盤上攪拌銷5的攪動(dòng)下,蓋子處于立式狀態(tài)進(jìn)入理蓋環(huán)7和理蓋盤3形面的間隙內(nèi),間隙δ取值范圍為:7mm<δ<10mm。而蓋子處于臥式狀態(tài)或重疊狀態(tài)(如圖4a所示)的則又不能進(jìn)入,又回到料斗內(nèi)重新改變狀態(tài),然而這樣處于立式狀態(tài)的蓋子又有兩種,一種是凹面對(duì)著理蓋環(huán)(反蓋),另一種是凹面對(duì)著理蓋盤(正蓋),其狀態(tài)分別如圖4(b)、(c)所。當(dāng)凹面對(duì)著理蓋環(huán)時(shí),即為反蓋時(shí),蓋子的褶裙剛好卡在理蓋環(huán)的凸臺(tái)處,而不能滑到下面的斜面間隙處,在彈性推頭8的推動(dòng)下,在轉(zhuǎn)到理蓋環(huán)的上部沿切線拋出,并在拋出的前方安裝有緩沖裝置2用以緩沖,以免拋出蓋子碰傷,使其落入料斗中,重新下一個(gè)循環(huán)。這里推頭8和板彈簧9形成了一個(gè)彈性推頭系統(tǒng),也是為了在推未進(jìn)入斜面中的蓋子量,以免擠傷蓋子,當(dāng)凹面對(duì)著理蓋盤時(shí),即為正蓋時(shí),這時(shí)蓋子由于凸面圓角不會(huì)卡在理蓋環(huán)的凸臺(tái)處,而在隨理蓋盤旋轉(zhuǎn)的同時(shí),在離心力的作用下,逐漸滑入下面的斜面間隙處,并在轉(zhuǎn)盤上磁鐵的作用下,吸附到轉(zhuǎn)盤磁鐵處,并隨著盤轉(zhuǎn)到理蓋器的上部的出口處,在撥條1的作用下,使蓋子脫離轉(zhuǎn)盤在慣性的作用下進(jìn)入滑道里去,然后沿著滑道流入壓蓋頭的壓頭處,以便壓蓋(如圖5所示)。而撥條在這里除有幫助蓋子進(jìn)入滑道外,還有一個(gè)重要的作用,就是剔除反蓋的作用,如果有反蓋混在正蓋序列中,當(dāng)它轉(zhuǎn)到出口處時(shí),由于撥條給蓋子一個(gè)力F,使其克服磁力,脫離轉(zhuǎn)盤,在重力作用下從理蓋環(huán)出口處的缺口處落入料斗(如圖6所示)。在此理蓋器中使用的磁鐵為16mm的磁化鉻鋼1Cr13。我們知道1Cr13為硬磁材料,它一經(jīng)在外磁場(chǎng)中充磁磁化以后則保留相當(dāng)?shù)氖４?而不易失去,從而成為永久磁鐵,這就是磁滯現(xiàn)象,是鐵磁質(zhì)的重要特性之一。根據(jù)實(shí)踐證明,吸住王冠蓋Bz約為6000~8000高斯就足夠了,這樣我們就需給鉻鋼1Cr13充磁使其剩磁的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6000~8000高斯。要使理蓋轉(zhuǎn)盤周邊形成均勻的磁場(chǎng),就需把磁化的鉻鋼均勻的鑲在理蓋盤的周邊上,但這里需要提出的是一個(gè)數(shù)量多少的問(wèn)題。我們知道磁力線要求是一個(gè)閉合線,為了在盤的周邊有一個(gè)均勻的磁場(chǎng),那么磁鐵需成對(duì)出現(xiàn),N、S極間隔分布(如圖7所示)且相鄰兩磁鐵的距離L≤d蓋(d蓋為王冠蓋外徑),這樣磁鐵的個(gè)數(shù)N就可求得(如圖8所示)。(R:理蓋盤的有效半徑)然后把M圓整取相鄰較大的偶數(shù)N,那么磁鐵的個(gè)數(shù)就不能少于N的個(gè)數(shù)。3確定磁力回轉(zhuǎn)式理蓋器的理蓋盤直徑d、轉(zhuǎn)速n成正比(1)理蓋盤旋轉(zhuǎn)速度和理蓋器的實(shí)際生產(chǎn)能力的確定。我們知道由于本理蓋器主要和20000瓶/h的12頭壓蓋機(jī)配套,那么設(shè)計(jì)時(shí)就要求理蓋器的理蓋能力略大于這個(gè)產(chǎn)量,取為Q=25000瓶/h設(shè)計(jì)。根據(jù)以上的理蓋原理,如果設(shè)理蓋盤上磁鐵位置的中心圓直徑為D,那么每轉(zhuǎn)一周所理出的正蓋為(預(yù)計(jì)正、反蓋出現(xiàn)的概率各占50%),本理蓋器由于設(shè)計(jì)時(shí)要和FYD12型壓蓋機(jī)2d蓋相配套,在外形上相協(xié)調(diào),所以理蓋器的外形尺寸不能大于壓蓋機(jī)中心圓,反之顯得整機(jī)頭重腳輕,因此理蓋盤的尺寸D只能取500~550mm左右,那么此理蓋器的實(shí)際生產(chǎn)能力為:所以當(dāng)理蓋盤的旋轉(zhuǎn)速度為16r/min,理蓋器的理蓋能力為25000個(gè)/h,符合設(shè)計(jì)要求。如果理蓋盤轉(zhuǎn)速低于16r/min,會(huì)出現(xiàn)供蓋不足而引起停機(jī),而高于16r/min時(shí)會(huì)出現(xiàn)供蓋遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓蓋能力,因而沒(méi)有必要取高。25000個(gè)/h供蓋能力和20000瓶/h12頭壓蓋機(jī)相配,當(dāng)滑道集滿蓋子時(shí),轉(zhuǎn)盤上理出的蓋子會(huì)出現(xiàn)在出口處,因前面有蓋而從理蓋環(huán)的缺口處被碰落到料斗,重新理蓋。從以上計(jì)算分析可知,磁力回轉(zhuǎn)式理蓋器的理蓋能力和理蓋盤直徑D、轉(zhuǎn)速n成正比。(2)如何保證理出蓋子的正確性。這里所說(shuō)的蓋子正確性包含以下兩種含義:1)保證進(jìn)入滑道的蓋子均為正蓋。這個(gè)從前面的原理敘述中可以知道,此理蓋器采用了兩道工序?qū)φw進(jìn)行了篩選,第一道工序通過(guò)理蓋環(huán)的凸臺(tái)及凹面和王冠蓋凹面的朝向來(lái)實(shí)現(xiàn)剔除反蓋,這里的間隙δ與蓋子的高度和理蓋環(huán)凸面的高度有關(guān),要求δ的取值能使正蓋順利進(jìn)入斜面間隙而使反蓋不能進(jìn)入,通過(guò)作圖法(如圖9所示)得,要達(dá)到此要求,δ要求為7mm<δ<10mm。第二道工序,對(duì)于吸到磁鐵上的正蓋進(jìn)入滑道前利用撥條除引導(dǎo)正蓋進(jìn)入滑道外,還有一個(gè)鑒別正、反蓋的作用,把反蓋撥入料斗,重新排序,這里要求說(shuō)明的是為什么要加第二道工序呢?因?yàn)榈谝坏拦ば螂y免由于個(gè)別蓋子不標(biāo)準(zhǔn),如直徑偏小或高度偏低而呈反蓋時(shí)進(jìn)入斜面間隙混在正蓋序列中,所以經(jīng)過(guò)第二道工序就保證了進(jìn)入滑道后均為正蓋,萬(wàn)無(wú)一失。2)保證進(jìn)入滑道的正蓋表面無(wú)明顯的劃傷和形狀無(wú)任何的變形,由于正蓋是利用磁力被送到(上接第10頁(yè))滑道里去的,所以蓋子在這過(guò)程中無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),表面避免了因摩擦而引起的劃傷,反蓋也在彈性推頭的推動(dòng)下,隨著轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)也無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),不存在表面劃傷,并在理蓋環(huán)右上部缺口處隨慣性拋出,前面裝有緩沖裝置2,使蓋子緩沖并落入料斗中,避免了形狀的變形。4轉(zhuǎn)式冠蓋理蓋器在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),我們?nèi)裟芙沂酒鋬?nèi)在的關(guān)系和規(guī)律,抓住問(wèn)題的關(guān)鍵,就能做到學(xué)有進(jìn)步,給我們以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。磁力回轉(zhuǎn)式王冠蓋理蓋器,由于分析了蓋子本身形狀的特點(diǎn)和蓋子材質(zhì)的特點(diǎn),利用這些特點(diǎn)理蓋,使整個(gè)王冠蓋理蓋方法有了新的突破,這種方法簡(jiǎn)便實(shí)用,效率高。如2萬(wàn)瓶/h,只需轉(zhuǎn)到16r/mi