《包装机械传动系统》PPT课件.ppt

包装机械传动系统设计 机器组成有三大部分：原动机、传动系统、执行机构。 传动系统传递运动和动力的中间装置； 影响机器结构的复杂程度和加工质量。 本节介绍： 一、 传动系统的基本任务和功用 二、 传动系统的设计步骤 三、 传动链的设计 四、 执行件传动机构的设计 五、 传动机构组合方案的拟定 六、 传动系统实例. 一、传动系统的基本任务和功用 传动系统的两个基本任务或两方面作用： 实现预期运动实现速度改变和运动形式的转变，使执行机构 完成预定运动； 传递动力传递功率和扭矩到执行件。 传动系统功用的具体表现： （1）起变速作用（多数需降速）； （2）转换运动形式将原动机的旋转运动转换为执行机构要求 的运动形式： 转动直线运动：可采用齿轮齿条、丝杠螺母、曲柄滑块、凸轮等机构。 连续转动连续转动：可采用皮带、齿轮、链、蜗杆蜗轮等机构。 连续转动间歇转动：可采用棘轮、槽轮、蜗形凸轮等机构。 转动摆动：可采用曲柄连杆、偏心轮及凸轮机构。 转动平面曲线或空间曲线运动：可采用双凸轮、双曲柄连杆或组合机构。 （3）传递功率和扭矩将原动机的动力传递到执行机构，使其 完成预期任务； （4）改变自动机生产节拍。 二、传动系统的设计步骤 （1）拟定运动方案（确定执行构件数、构件的运动、各运动间的关系） ； （2）确定各执行构件的运动参数； （3）绘制机构运动简图（包括选择机构类型、拟定组合方案）； （4）确定各执行机构的运动参数（依据以上几点）； （5）确定和计算有关动力参数（力、扭矩、载荷强度等）。 三、传动链的设计 传动链分：外联传动链和内联传动链； 每一运动必须且只能有一条外传动链，而内联传动链可有多条。 概念 选用传动 功用 设计时 主要考虑 组成 外（联）传动链内（联）传动链 联系动力源和自动机械主轴或分配轴 主轴至执行机构的传动链， 决定加工特性和质量。 可采用传动比不准确的传动副、摩擦 传动、液压传动等； 不能用传动比不准确的传动副 。 （1）传递动力； （2）保证执行机构一定的转速和调速范围 ； （3）进行运动的起停、换向、制动。 （1）传递运动和功率； （2）保证各运动之间严格的速 比，完成运动间协调配合； 保证要求的速度和传递的功率，对传动 精度无要求。 保证传动精度，与执行件间 的运动关系和循环图有关，常 受分配轴控制。 变速、定比传动、操作控制等机构。 变速机构有：分级变速和无级变速机构 。药剂自动机为大批量生产，为便于调整 、简化传动等，常采用无级变速。 定比传动、凸轮、四杆、间 歇运动及各种组合机构等。 内外传动链比较 四、执行件传动机构的设计 执行件传动机构的选择：满足加工工艺，同时考虑设计制造 。 执行件传动机构选择原则： 1）根据执行件运动特性（简单运动、复合运动等） 简单运动（转动、直线运动、摆动等）采用简单的摩擦、 齿轮、偏心轮、凸轮、丝杠螺母、连杆等传动； 复合运动常需要组合机构来实现。 例图8-5 2）根据执行件运动精度（如运动规律要求等） 要求严格常采用凸轮机构； 反之较多采用单圆弧凸轮机构。 3）根据执行件运动速率 对中低速率（200r/min）的执行件可采用凸轮机构； 对高速（200r/min）执行件驱动机构常采用偏心轮机 构（运转平稳、无冲击） 。 图8-5 凸轮-蜗杆组合机构. 1-输入轴；2-凸轮；3-滚子； 4-蜗杆；5-蜗轮 五、传动机构组合方案的拟定 按机器预期职能合理选择传动机构组合安排。 组合传动方案时的基本要点： 1）尽量简化和缩短运动链 误差小、成本低、能耗少 ； 2）较高的机械效率：机器的总效率=运动链中各环效率之积； 3）合理安排传动机构顺序考虑运动形式、传递扭 矩和速度等； 4）合理分配传动比注意传动比范围、转速和扭矩 等传动性能、及前小后大等分配原则； 5）安全性能。 六、传动系统实例 例一 灭菌隧道烘箱的传动示意图 1）采用直流电机进行无 级调速； 2）根据传送带速度要求 较低采用两级蜗杆蜗轮传 动进行减速； 3）停机和手动操作控制 采用电磁离合器4； 4）主输送带和两侧输送 带的同步由两对圆锥齿轮 9的传动保证； 5）该传动主要要求是运 动速度。 例二 超声波安瓿清洗机传动示意图 1）采用直流电机进行无级调速； 2）根据清洗机速度要求采用蜗轮减速箱进行减速； 3）清洗机传动系统具有1条外传动链和7条内传动链（参见图）； 4）各执行机构的动作（针鼓转盘1间歇转动、进瓶斗18往复抖动、放瓶栅门17往 返运动、安瓿引导器16往复运动、推瓶板15往复运动、翻瓶器14往复摆动、出瓶 机构间歇运动）之间具有严格的运动和速比关系由分配轴控制。 例三 转盘式数粒机传动 1）传动形 式有：皮带 、齿轮、蜗 杆蜗轮、凸 轮及槽轮机 构等； 2）系统中 有定比传动 、变速传动 ； 3）两执行 机构转 盘和定瓶器 之间的运动 ，要求协调 配合，由蜗 杆轴控制。 例四 电气-机械式间歇供料传动 1）采用电气-机械 组合控制； 2）根据不同机构 速度要求具有多级 减速装置； 3）通过偏心轮2、 曲柄4等机构将分 配轴的连续转动转 为间歇往复摆动， 再通过电磁离合器 5等使送料辊8单向 间歇送料； 4）各执行机构 送料辊8、纵封 器22、切断器20、 夹钳18等的运动由 分配轴控制。 例五 安瓿灌封机主传动系统示意图. 1-直流调速电机；2-齿条前后左右凸轮；3-出瓶凸轮；4，11-定位凸轮； 5-拉丝钳架上下 凸轮；6-开闭钳凸轮；7-火头凸轮；8-压瓶凸轮；9-针架上下凸轮；10-灌液凸轮； 12-缺瓶止灌凸轮；13-主轴；14，15-传动轴；16-进瓶螺杆；17-交接盘；18-输送齿条 全自动胶囊充填机 例六 全自动胶囊充填机 传动原理图 拨轮21-分度盘20-粉剂回 转盘17； 拨轮19-分度盘18-回转盘 16(十二个工位 )； 盘凸轮4-胶囊送进 盘凸轮3-工位a-胶囊分离 槽凸轮6-工位e-粉剂充填 盘凸轮5-工位g-废囊剔出 盘凸轮2-工位j -胶囊锁合 槽凸轮1-工位k-成品排出 。 包装机械的控制系统 包装机械是以自动供料、自动加工、自动输送等环节相 联起来进行连续作业的机器； 组成自动机的各个环节都必须协调工作 每台自动机都须有一个准确可靠的控制系统（类似于人 类神经系统：操纵工作机的传动、各执行机构的动作顺序和时间、故障诊断 和维护等）。 控制系统的完善程度常是自动机自动化水平的重要标志 。 本节介绍： 一、控制系统的分类 二、控制系统的构成 三、药物制剂机械控制系统实例 . 一、控制系统的分类 控制系统种类繁多，根据被控制量是否被反馈，分开环 控制系统和闭环控制系统； 按控制方式分为三类： 机械程序控制系统 行程控制系统 数码电子程序控制系统. 1、机械程序控制系统 按时间先后顺序发令的集中时序控制系统。 发指令可采用：凸轮分配轴、转鼓、数字脉冲发生器等 。 机械程序控制的特点： （1）能完成任意工作循环； （2）调整后动作顺序确定，机构不易干涉； （3）控制简单、工作严格稳定； 但（4）灵活性小； （5）安全性不够，缺乏自检 。 2、行程控制系统 按动作位移行程信号相互控制的控制系统。 行程控制的特点： （1）控制方式为“命令-回答-命令”，安全可靠； （2）机动灵活（改动行程即可改变控制）； 但（3）循环时间长，不适合高速自动机。 3、数码电子程序控制系统 用计算机和伺服电机控制各执行机构顺序协调动作 。 数码控制的特点： （1）控制灵活机动； （2）适应性广； （3）减少机械传动结构。 包装机械的控制系统，多数兼有时序控制和行程控制 。 DGA水针灌封机控制即是一典型。 二、控制系统的构成 控制系统主要组成：输入装置、控制器和执行机构。 输入装置包括给定装置和检测装置： 给定装置是人对机器下命令的装置 有手动发讯和程序发讯两种方式； 分稳定给定装置（如按钮、定位器等）、程序给定装置（如凸轮分配轴 、计算机键盘、磁盘等）和跟踪给定装置（如闭环控制中输入量的给定装置） 。 检测装置是检测现场工作情况并以信息形式传给控制器的装置。 控制器是对给定指令和检测信号进行逻辑处理的、使被 控参数按某一规律变化的装置，它相当于人的大脑. 控制器也称为调节器、数据处理装置或运算装置等。 执行机构是根据执行指令忠实地执行动作的机构. 按运动形式分，有直线式和回转式； 按能源分，有电气式（直流、交流、脉冲）、液压式、气动式。 三、包装机械控制系统实例 薄膜上商标位置由光电系统检测，信号经放大后去 控制电磁离合器6； 电磁离合器6根据有无色标到位信号而断电脱开或 继续运动，从而使薄膜准确停位和运动； 该控制系统显然是控制商标纸定长切断的装置。 1-进给轮；2-定位色 标；3-薄膜；4-塑料 薄膜卷料；5-机器主 轴；6-电磁离合器 1、塑料薄膜位置控制系统 2、膏剂灌装机商标对准控制系统 膏剂在灌装过程中，软管尾端在夹扁时，其平面必须与 商标一致。 灌装好的膏剂传送到管尾 端夹扁工位时被托起，并 由步进电机4带动慢速旋转 当软管上标记3与光电头对 准时，有色标记将无反射光 ，光电接收头将发出信号 放大、整形后，控制步 进电机4迅速停止转动 在此位置进行膏剂管尾端 夹扁即能与商标面一致 。 灌装机上的商标对准控制系统采用光电控制： 3、回转式贴标机控制系统 为保证贴标工艺过程完全自动完成，需要有可靠的控 制系统（圆圈中的字号代表控制系统中电气控制元件的序号）。 本机控制系统工作原理为： 主传动和进、出瓶装置的输送带的电机均由智能化的变频器 2A1进行同步控制。 机器的实时运行速度是通过进、出瓶装置的输送带上的瓶流 检测用接近开关、对机器生产速度进行自动控制。 3xu 机器的贴标生产过程（包括止瓶控制、自动取标、打印等）由FX2系列 可编程控制器进行自动控制，它是基于可编程控制的移位控制： 当瓶子进入机器后，瓶位检测开关检测到瓶子信号，此信号在 开关产生的一连串移位