冷霜自动灌装改进工艺培训模板.doc
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1、南京工业职业技术学院 -冷霜自动灌装机 班 级:机电1113 指导老师:刘滨 学 号: 姓 名:陈凤浩 目录1. 绪论32. 工作原理及工艺动作过程63. 原始数据及设计要求64. 设计过程65. 运动循环图76. 机构选型97. 机械运动方案评定和选择148. 确定机械传动方案209. 机械运动简图2010. 运动尺寸计算及分析2111. 参考书目2912. 心得体会29 绪论冷霜也称香脂或护肤霜,多为油包水型乳状液,最早冷霜是用1份蜂蜡,4份橄榄油和部分玫瑰水溶液制成,限于当初(公元1002)条件,制得乳状液不够稳定,涂于皮肤上便有水分离出来,水分蒸发吸热,使皮肤有清凉感觉,所以而有冷霜名
2、称。伴随科学技术不停发展、新技术不停采取、生产专业化,产品产量不停提升,原来单机生产已不能满足现代生产需求。现代化大规模工厂将由电子计算机、多种高级自动化机械和智能检测、控制、调整装置等按产品生产工艺要求而组合成全自动生产系统进行生产。 为了实现生产过程自动化,就必需首先考虑各行各业工艺过程特点,工艺方案选择是否合理,将直接影响到自动机生产率、产品质量、机器运动和结构原理、机器工作可靠性和机器技术指标。再者因为工业产品生产常常是成批大量。在生产过程中要把工件按一定节拍和方位送到工作位置,经过加工、装配或包装后再取下,为了提升生产率,确保加工质量,很多工序需要采取自动上、下料装置来完成。双转盘式
3、冷霜灌装是经过俩个转盘12个工位协调进行并完成冷霜灌装,但十二个工位中共有四个工位是空闲,机械并没有得到充足利用;而且双转盘式占地面积较大,造价较高。我们能够将双转盘式设计成单转盘式冷霜灌装机,合理增大其直径,合理安排其工位使用,其工作原理为在转动工作台上对包装容器(如玻璃瓶)连续灌装流体(如饮料、酒、冷霜),转台有多工位停歇,以实现灌装,封口等工序为确保这些工位上能够正确地灌装、封口,应有定位装置。据此,依据实习内容做此冷霜自动灌装工艺设计。 冷霜自动灌装机设计说明书1、 工作原理及工艺动作过程 冷霜自动灌装机是经过出料活塞干上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。其关键工艺动作有:1) 将空盒送进
4、六工位盘,利用转盘间歇运动变换不一样工位;2) 在灌装工位上空盒上升灌入冷霜;3) 在贴锡纸工位上粘贴锡纸(利用锡纸下降);4) 在盖盒盖工位上将盒盖压下;5) 送出成品。2、 原始数据及设计要求1) 冷霜自动灌装机生产能力:60盒min。2) 冷霜盒尺寸:直径D=3050mm,高度h=1015mm。3) 工作台面里地面距离约11001200mm。4) 要求机构结构简单紧凑,运动灵活可靠,易于制造。3、 设计过程1) 按工位动作要求确定运动循环图。四个基础运动:1. 输送带连续运动;2. 六工位盘间歇转动;3. 灌装顶杆往复运动;4. 贴锡、压盖压杆往复运动。5. 送出成品。运动循环图:运动循
5、环图设计:a) 灌装、贴锡、加盖工艺步骤:1) 空盒经过输送带至六工位盘位置1。2) 六工位盘做间歇转动,每次转动60,转动是其它机构不实施动作。3) 当转盘停止时,灌装顶杆上升至工位2进行灌装,同时贴锡、加盖压杆远休结束后进行工艺动作。4) 灌装机构达成顶端完成灌装后回到初始位置,同时贴锡、加盖杆升到高位,一次循环结束。b) 工艺过程实施构件:1) 送料机构:该机构关键是实现输送带连续运动,把空盒送入工位,并将成品输出。2) 槽轮机构:它是在轴II上经过变向连接槽轮,带动六工位盘实现间歇运动。3) 灌装机构:该机构有固定在轴I上直动推杆凸轮机构组成,经过高低往复运动实现灌装动作。4) 贴锡、
6、加盖机构:又凹槽凸轮和压杆及压杆上固定贴锡、加盖部件组成,经过高低往复运动,一次性完成两个动作。c) 各实施构件运动协调:1) 协调标准:输送带是连续运动,且它置于六工位盘1、5工位下面,既不能于工位盘发生摩擦,也要求它不干涉其它多个机构完整运动,所以传动轮尺寸要求有限制。六工位盘间歇时要实现三个实施动作,设计凸轮尺寸不应太大,各动作之间应互不影响,一个是上升、下降,一个是下降、上升,六工位盘转动时,它们不进行任何动作。各构件要正确定位,以免回撞到其它构件。定标构件选择:设计时下边两根轴转动同时,但转向相反,选择轴I为定标构件,六工位盘开始转动时为运动循环图起始点。 2) 计算机械运动循环周期
7、:因为生产率Q=60盒/min,所以周期T=60s/60=1s,此时定标构件对应分配轴转角=360。3) T时间个实施构件行程区段:输送带区段:连续传动(0360)。六工位盘区段:六工位盘转动盒停歇,所占时间比:K=(z-2)/(z+2)=(6-2)/(6+2)=1:2,所以在一个循环周期内,六工位盘1/3(120)时间转动,2/3(240)时间停歇。灌装顶杆行程区段:1=120(停)、2=90(上升)、3=60(停)、4=90(下降)。贴锡、加盖机构行程区段:1=120(停)、2=90(下降)、3=60(停)、4=90(上升)。4) 绘制运动循环图:1.圆周式循环图:输送带连续传动转盘转转盘
8、停止顶杆停顶杆上顶杆停顶杆下压杆停压杆下压杆停压杆上2.直线式循环图:实施机构1:送料机构连 续 运 动实施机构2:槽轮机构转 动停 歇实施机构3:灌装机构停上 升停下 降实施机构4:贴锡、加盖机构停下 降停上 升分配轴转角 : 0 120 210 270 360 选型:转盘间歇运动机构凸轮式间歇机构:优点:结构比较紧凑,定位可靠,正确。能够经过选择合适从动盘运动规律来减小动载荷,避免刚性冲击和柔性冲击,承载能力高。可用于大扭矩间歇运动场所,分度范围大,使用范围广,设计上限制较少,能够方便地实现多种运动规律。 缺点:凸轮工作曲面复杂,加工难度大,成本高。从动盘加工也比较困难,而且装配调整要求严
9、格,所以经济成本较高。加之若分度数超出24时,预紧易卡死,该机构优势变得不显著,故舍去。不完全齿轮: 优点:结构简单,工作可靠,轻易制造。和其它间歇机构相比,其从动轮每转一周停歇次数,运动和停歇时间百分比,可在较宽广范围内调整。 缺点:啮合传动开始和终了时,速度有突变,且加速度也不连续,故冲击较大,运动不平稳,连续,故舍去。槽轮机构:优点:结构简单,工作可靠,轻易制造。转位快速,其机械效率高,故能平稳地,间歇地进行转位。缺点:其运动规律不能选择,调整性能差,在拨销进入和脱出槽轮时会产生柔性冲击,故常使用于速度要求不太高运动中,我们所需要设计冷霜自动灌装机中六工位转盘转速为6每秒,转速不高,此缺
10、点能够忽略,故比较合理,所以选择此机构。空盒上升机构曲柄滑块机构:优点:就其理想运动特征来说,此机构完全能实现直线往复移动。假如连杆设计适当,此机构含有传输平稳运动正确优点。缺点:因为连杆机构运动链较长,各运动副运动误差可能会引发机构较大误差累积,尤其是当运动副磨损以后,运动副间隙难以赔偿。而且因为运动副尺寸过大,会造成机构体积增大,故舍去。几何封闭凸轮机构: 优点:只要合适地设计出凸轮轮廓曲线,就能够使推杆得到各项预期运动规律,而且机构简单紧凑,机构可承重较大,运动平稳。缺点:凸轮廓线和推杆之间为点线接触,易磨损,不能很好缩短空程时间,影响效率,故舍去。直动滚子盘形凸轮机构:优点:只要合适地
11、设计出凸轮轮廓曲线,就能够使推杆得到各项预期运动规律,而且机构简单紧凑。缺点:凸轮廓线和推杆之间为点线接触,易磨损,不过综合比较之下,这种机构最为适宜。贴锡纸 压盒盖机构连杆、凸轮组合机构:。焊接优点:力均衡,传动正确,动力充足,安全可靠。缺点:机构复杂,所占空间大,不利于设计制造。故舍去。曲柄推杆机构:优点:结构简单,制造轻易,省材,压力小,承载能力较大,磨损小。缺点:易产生惯性力,无间歇运动。故舍去。直动滚子推杆封闭式凸轮机构:优 优点:结构简单,传动正确,可靠。可满足使用要求。缺点:易磨损,制造较通常凸轮难,不过综合比较之下,这种机构最为适宜。机械运动方案评定和选择:三种方案比较参数电动
12、机(r/min)动力传输减速装置轴选择六工位转盘空盒上升装置贴锡纸压盒盖装置1500窄V带2K-H行星轮系两根槽轮机构直动滚子盘形凸轮机构直动滚子推杆封闭式凸轮机构1500轮系轮系一根几何封闭凸轮机构曲柄推杆机构1500轮系轮系两根连杆机构连杆、凸轮组合机构方案:方案说明:1.电动机2. 2K-H行星轮系7.窄V带传输14.槽轮机构11 12.锥齿轮19 20. 直动滚子推杆封闭式凸轮机构22.皮带 24.空盒25.灌霜机构31 33.锥齿轮方案一方案:方案说明: 1. 几何封闭式凸轮机构2. 输送带3. 冷霜盒4. 凸轮式间歇运动机构5. 冷霜6. 六工位盘7. 曲柄贴锡、压盖机构8. 传动
13、轴9. 变向传动机构10. 变速机构11. 电动机方案二下面是左视图:方案:方案说明:对方案可行性分析A、该方案关键由四个机构来实现预定功效1、传动功效电动机-变速箱-直齿圆柱齿轮-蜗杆和锥齿轮2、顶杆机构圆柱齿轮 直动平底推杆盘型凸轮机构3、灌霜机构齿轮 连杆4、压盖机构凸轮 弹簧 连杆B、对方案中四种机构替换1、压盖替换可用导杆机构或曲柄滑块机构2、压顶两用式3、顶杆替换可选择移动凸轮C、系统说明电动机开启后,经过变速箱变速后,再带动两基轴转动,其中轴A上装有蜗杆,变换转向,和不完全齿系连接,完成六工位盘间歇式运动,轴A上也装有一凸轮。它带动连杆,利用杠杆起到压盖效果。B轴另一端为一锥齿轮
14、,它和顶杆机构底端圆柱齿轮相连。而圆柱齿轮上又焊接有凸轮,凸轮上又平底推杆可将空盒抬起,和此同时,和上圆柱齿轮相连接另一个圆柱齿轮上焊有连杆,这么便可实现在定顶杆上举空盒和冷霜下降动作相配合。D、方案评定经过对该机构各方面观察发觉,最少存在以下多个方面问题:1、 利用连杆对冷霜下降量进行控制不能很好满足恐吓要求。2、 在轴传动面,B轴使用锥齿在顶端和圆柱齿轮啮合。首先因为题目中要求效率为60盒每分钟,恐难实现;其次,在传输平稳性和易制造性方面欠缺考虑。3、 压盖受力情况,利用凸轮完成压盖工作,但用力不能过大,盒底垫有传送带,带速较高,不能确保不会倾倒。4、 通观整个系统,不是很协调,在构件配合
15、和部署上还应改善。 在电动机选择过程中,经过对该机构进行功率初步计算,确定选择转速为1500r/min电动机完全能够满足工作要求,而且在相同输出功率情况下,选择电动机转速越高,其尺寸和质量也就越小,价格也越低,综合比较之下应选择n=1500r/min交流异步电动机是能够满足设计要求。在动力传输时,既能够选择由部分标准直齿轮组成轮系进行动力传输,也能够选择皮带传输。轮系在进行动力传输同时还能够起到减速作用,传动比恒定,正确,传动效率高,使用寿命长,不过远距离传输需要多个齿轮啮合,从而加大了制造成本和整个机构重量,从经济性和实用性考虑是不合理。而相比较之下皮带传动,传动平稳,噪音小,可缓冲和吸震,
16、不过它传动效率低,寿命较短。考虑到它加工制造成本较低,故优先选择V带传动。在获取适应于此机构所需转速所需用减速装置选择上,能够选择直齿轮系,也能够选择行星轮系。因为行星轮系含有易取得较大传动比,而且所需要齿轮数较少等显著优点,故在此设计中选择2K-H行星轮系完成第一次减速。在减速装置确实定上,本设计采取两次减速,一次是经过2K-H行星轮系实现i=5减速,;另一次是经过皮带轮在传输动力同时完成i=5减速,经过两次减速,从而取得所需要传动比。在轴选择过程中,开始本计划选择一根轴,将两个凸轮和两个齿轮全部安装在上面,以后考虑到其承载能力和使用寿命,改为两根轴,一根上面安装凸轮和齿轮,另一根轴上也一样
17、。两根轴之间采取完全相同两个标准直齿齿轮啮合来完成动力传输,而不采取皮带传送原因同上,所以为了取得较平稳,正确传动,在轴选择上采取完全相同两根轴。在实现六工位转盘机构间歇转动工序中,有槽轮,不完全齿轮及凸轮式间歇机构能够选择。因为不完全齿轮啮合传动开始和终了时,速度有突变,且加速度也不连续,故冲击较大,运动不平稳,连续,故在此处不适宜。凸轮式间歇机构凸轮工作曲面复杂,加工难度大,成本高。从动盘加工也比较困难,而且装配调整要求严格,所以经济成本较高。从经济性角度考虑,舍去。而对于槽轮机构,它在克服上述缺点基础上,含有结构简单,外形尺寸小,机构效率高,并能够稳定,间歇进行转位,而且转位正确性较高,
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