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千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计【12张图纸】【优秀】【机械毕业设计】

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[A0055]千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计.zip
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a0055 豆腐 自动 铺盘机注料 装置 设计
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目录

摘要I

AbstractII

1引言- 1 -

1.1本课题的目的和意义- 1 -

1.2本课题的主要研究内容和需要解决的关键问题- 1 -

1.2.1主要研究内容- 1 -

1.2.2预计设计结果- 1 -

1.2.3需要解决的关键问题- 2 -

2千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点- 3 -

2.1千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点- 3 -

2.2千叶豆腐铺盘注料的设计思路- 3 -

3设计方案确定- 4 -

3.1方案一的优缺点- 4 -

3.2方案二的优缺点- 4 -

3.3方案的确定- 5 -

3.4材料的选择- 5 -

4动力源的选择- 7 -

4.1动力源的选择- 7 -

4.2气缸的选择- 8 -

4.3气缸行程限位设计- 9 -

5注料模块的设计- 10 -

5.1利用SolidWorks进行三维建模- 10 -

5.1.1 SolidWorks的简介- 10 -

5.1.2 Solidworks的3D实体建模优势- 10 -

5.2千叶豆腐注料盘- 10 -

5.3平铺板- 11 -

5.3.1平铺板的设计- 11 -

5.3.2平铺板加工要求- 12 -

5.3.3平铺板密封结构设计- 12 -

5.4注料口及排气口- 12 -

5.4.1注料口及排气口切断设计- 12 -

5.4.1支撑龙门与平铺板的连接- 13 -

5.4.2支撑龙门受力分析- 14 -

6上升模块的设计- 17 -

6.1上升模块机构设计- 17 -

6.2限位装置的设计及功能- 17 -

6.3上升机构导向设计- 18 -

6.4盘子到位的限位机构设计- 18 -

6.5打余料和接余料设计- 19 -

7三维图及CAD图纸- 20 -

8结束语- 23 -

参考文献- 24 -




摘要

文章叙述了千叶豆腐的加工现状,无法满足了人们饮食上的需要,再消费量不断的提高,为了使千叶豆腐满足市场的需求,加工上采用机械化生产,把手工生产的模式转变成机械化生产,需要了解加工的工艺,设计出豆腐加工的流水线,从而实现生产模式的转变。设计过程中,利用SolidWorks软件进行三维建模,着重对重要的部位进行优化修改,参考现实中类似的机械设备,达到所要实现的功能。对整个流水线,最为核心的部位是铺盘和注料装置。

关键词:千叶豆腐加工现状、机械化生产、SolidWorks、铺盘、注料



Abstract

Article describes the chiba tofu processing present situation, unable to meet the needs of the people's diet, consumption continuously improve, in order to make the chiba tofu to satisfy the demand of the market, adopts the mechanized production processing, the manual production mode into mechanized production, need to understand processing craft, design a bean curd processing line, so as to realize the transformation of production mode.The design process, use SolidWorks software for 3 d modeling, optimization of important part of the modification, reference reality similar machinery and equipment, to achieve the function.To the whole assembly line, the most core part is traying and injection device.

Keyword:Chiba tofu processing situation、Mechanized production、SolidWorks、Traying、Note material



1引言

1.1本课题的目的和意义

在于把纯手工制造的千叶豆腐,实现机械化生产,随着社会的不断发展,人们的消费水平在不断提高,日常的基本食物,需求也在不断的加大,传统的手工工艺生产速度已经满足不了日常的需要,在这种条件下,企业寻求不断地发展和改进,将制作千叶豆腐的工艺不断的改进,了解到制作豆腐的工序,为了节约整个工艺的时间,选取其中一道时间长的工序,需要人力最多的地方,进行机械化的设计,保证整个工艺的时间的缩短,大大提高工艺的加工效率。目的主要是在豆腐的充料和平铺豆腐的工艺上进行改进,这个工艺步骤不仅需要大量的人力,还需要在豆腐冷却凝固前完成对豆腐的平铺,所以这个工艺步骤换成机械加工可以更有效的解决这个问题,并且不会改变整个豆腐的质量。


内容简介:
本科毕业设计任务书机电系 填写时间:2015 年 3月 28日课题名称千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计学生姓名专业、学号机械设计制造及其自动化 毕业设计基本要求、重点需要研究的问题基本要求完成对豆腐机充料平铺的部位进行优化设计改造,并且达到功能需要。重点需要研究的问题是当豆腐盘到位顶起的装置是否能准确的导入上方的充料平铺的模具中盘槽中,完成充料前的就位动作。并且是否密封性良好。计划进度安排第一周:确定设计目的及所要实现的功能,并查阅大量相关资料,生成设计任务书及完成开题报告第二周到第四周:分析设计总体结构,并进行分功能结构设计,并用相关软件生成三维实体图纸及二维零件图和装配图。第五周到第七周:装配实体样机,并且试运行查找问题,同时编写设计说明书初稿。第八周:查找问题并修改设计,确定最终方案,完善设计书和图纸。应收集的资料及主要参考文献机械设计手册气动元件手册机械设计实用机构与装置手册指导教师(签名):职称: 系(教研室)主任(签名):分管院长(签章):本科毕业设计开题报告设计题目: 千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计 专业年级: 机械设计制造及其自动化2011级 学 号: 姓 名: 指导教师、职称: 2015年 3 月 1 日一、 本设计课题的目的意义,主要及拟解决的关键性问题本设计的设计意义:在于把纯手工制造的千叶豆腐,实现机械化生产,随着社会的不断发展,人们的消费水平在不断提高,日常的基本食物,需求也在不断的加大,传统的手工工艺生产速度已经满足不了日常的需要,在这种条件下,企业寻求不断地发展和改进,将制作千叶豆腐的工艺不断的改进,了解到制作豆腐的工序,为了节约整个工艺的时间,选取其中一道时间长的工序,需要人力最多的地方,进行机械化的设计,保证整个工艺的时间的缩短,大大提高工艺的加工效率。目的主要是在豆腐的充料和平铺豆腐的工艺上进行改进,这个工艺步骤不仅需要大量的人力,还需要在豆腐冷却凝固前完成对豆腐的平铺,所以这个工艺步骤换成机械加工可以更有效的解决这个问题,并且不会改变整个豆腐的质量。本设计的设计目的:千叶豆腐自动铺盘机充料装置结构设计目的是对豆腐原浆均匀注料并平铺在盘子里的过程,这个过程要工作稳定。本设计主要解决关键性问题:豆腐原浆注料到平铺的最后,盘子和上面的平铺注料模块的密封问题。二、 本设计课题的主要设计、预期设计结果本设计的课题主要设计:千叶豆腐自动铺盘机充料装置结构设计的核心部位是上升机构模块,因为盘子上跟随的薄膜上的孔,以及盘子和平铺板上的注料孔,排气孔和卡盘密封槽相对应。预期设计的结果:上升机构能准确的把盘子送到上方卡盘密封槽内,盘子到位的限位模块能使盘子准确到达指定位置,再者理论联系实际,编写设计说明书,生成三维实体图,二维装配图纸,并最终达到设计目的和要求。 三、 设计方法和步骤设计方法是如何实现装置的功能设计方法:1. 整体设计:从大体上设计总的结构框架并将其分成若干模块,并开始各个模块的设计,并且保证各个模块的联系。2. 软件建模:把具体的设计思路运用相应的软件画出三维图和二维图。设计步骤:1.根据设计的要求查找相应的资料,了解具体的千叶豆腐铺盘充料的过程2.确定整体的设计思路,并设计多种方案,绘制草图3.分析各个方案的草图结构是否合理,并且选出最优的方案,确定零部件的结构4.结构设计和计算5.完善整体的设计四、 设计工作的总体安排及进度设计工作安排:第一周:确定设计目的及所要实现的功能,并查阅大量相关资料,生成设计任务书及完成开题报告第二周到第四周:分析设计总体结构,并进行分功能结构设计,并用相关软件生成三维实体图纸及二维零件图和装配图。第五周到第七周:装配实体样机,并且试运行查找问题,同时编写设计说明书初稿。第八周:查找问题并修改设计,确定最终方案,完善设计书和图纸。五、指导教师审查意见:签字: 年月日六、系(教研室)审查意见: 签字: 年月日七、学院审查意见: 分管院长签章: 年月日说明书设计题目:千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计 专业年级: 机械设计制造及其自动化2011级 学 号: 姓 名: 指导教师、职称: 2015年5月27日目录摘要IAbstractII1引言- 1 -1.1本课题的目的和意义- 1 -1.2本课题的主要研究内容和需要解决的关键问题- 1 -1.2.1主要研究内容- 1 -1.2.2预计设计结果- 1 -1.2.3需要解决的关键问题- 2 -2千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点- 3 -2.1千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点- 3 -2.2千叶豆腐铺盘注料的设计思路- 3 -3设计方案确定- 4 -3.1方案一的优缺点- 4 -3.2方案二的优缺点- 4 -3.3方案的确定- 5 -3.4材料的选择- 5 -4动力源的选择- 7 -4.1动力源的选择- 7 -4.2气缸的选择- 8 -4.3气缸行程限位设计- 9 -5注料模块的设计- 10 -5.1利用SolidWorks进行三维建模- 10 -5.1.1 SolidWorks的简介- 10 -5.1.2 Solidworks的3D实体建模优势- 10 -5.2千叶豆腐注料盘- 10 -5.3平铺板- 11 -5.3.1平铺板的设计- 11 -5.3.2平铺板加工要求- 12 -5.3.3平铺板密封结构设计- 12 -5.4注料口及排气口- 12 -5.4.1注料口及排气口切断设计- 12 -5.4.1支撑龙门与平铺板的连接- 13 -5.4.2支撑龙门受力分析- 14 -6上升模块的设计- 17 -6.1上升模块机构设计- 17 -6.2限位装置的设计及功能- 17 -6.3上升机构导向设计- 18 -6.4盘子到位的限位机构设计- 18 -6.5打余料和接余料设计- 19 -7三维图及CAD图纸- 20 -8结束语- 23 -参考文献- 24 -福建农林大学金山学院本科毕业设计说明书摘要文章叙述了千叶豆腐的加工现状,无法满足了人们饮食上的需要,再消费量不断的提高,为了使千叶豆腐满足市场的需求,加工上采用机械化生产,把手工生产的模式转变成机械化生产,需要了解加工的工艺,设计出豆腐加工的流水线,从而实现生产模式的转变。设计过程中,利用SolidWorks软件进行三维建模,着重对重要的部位进行优化修改,参考现实中类似的机械设备,达到所要实现的功能。对整个流水线,最为核心的部位是铺盘和注料装置。关键词:千叶豆腐加工现状、机械化生产、SolidWorks、铺盘、注料AbstractArticle describes the chiba tofu processing present situation, unable to meet the needs of the peoples diet, consumption continuously improve, in order to make the chiba tofu to satisfy the demand of the market, adopts the mechanized production processing, the manual production mode into mechanized production, need to understand processing craft, design a bean curd processing line, so as to realize the transformation of production mode.The design process, use SolidWorks software for 3 d modeling, optimization of important part of the modification, reference reality similar machinery and equipment, to achieve the function.To the whole assembly line, the most core part is traying and injection device.Keyword:Chiba tofu processing situation、Mechanized production、SolidWorks、Traying、Note material- 24 -1引言1.1本课题的目的和意义在于把纯手工制造的千叶豆腐,实现机械化生产,随着社会的不断发展,人们的消费水平在不断提高,日常的基本食物,需求也在不断的加大,传统的手工工艺生产速度已经满足不了日常的需要,在这种条件下,企业寻求不断地发展和改进,将制作千叶豆腐的工艺不断的改进,了解到制作豆腐的工序,为了节约整个工艺的时间,选取其中一道时间长的工序,需要人力最多的地方,进行机械化的设计,保证整个工艺的时间的缩短,大大提高工艺的加工效率。目的主要是在豆腐的充料和平铺豆腐的工艺上进行改进,这个工艺步骤不仅需要大量的人力,还需要在豆腐冷却凝固前完成对豆腐的平铺,所以这个工艺步骤换成机械加工可以更有效的解决这个问题,并且不会改变整个豆腐的质量。1.2本课题的主要研究内容和需要解决的关键问题本设计的设计目的:千叶豆腐自动铺盘机充料装置结构设计,目的在于对豆腐原浆从注料到均匀的平铺在盘子里,这个过程工作稳定。本设计主要解决关键性问题:豆腐原浆注料到平铺的最后,盘子和上面的平铺注料模块的密封问题。1.2.1主要研究内容设计的主要的研究内容分为两个方向,一个是注料,一个是铺盘,注料机构主要是利用软管将千叶豆腐原浆注入盘子当中,其中要满足千叶豆腐原浆能均匀的平铺在盘子中,要对千叶豆腐原浆注入速度进行控制,设计切断装置,并且在盘子密封的情况下,需要把气体从盘子中排出去,设计排气孔,利用排气的速度来控制注料的速度。铺盘机构,将盘子从送盘区送到指定的位置,将盘子顶到上方的密封槽内并且使盘子上水平。1.2.2预计设计结果本设计的课题主要设计:千叶豆腐自动铺盘机充料装置结构设计的核心部位是上升机构模块和注料模块,因为盘子要和平铺板之间要处于密封的环境,所以要求盘子通过上升机构向上顶到指定的密封槽内到达密封的作用。预期设计的结果:上升机构能准确的把盘子送到上方卡盘密封槽内,盘子能和注料模块相配合,再者理论联系实际,编写设计说明书,生成三维实体图,二维装配图纸,并最终达到设计目的和要求。1.2.3需要解决的关键问题需要解决的关键问题主要有两个方向,一方面是如何才能在千叶豆腐原浆还未凝固的情况下注料能均匀快速的平铺在盘子中,另一方面,盘子和平铺板的密封问题,需要保证在注料的过程中千叶豆腐原浆不会从盘子和平铺板之间溢料出来,这样就要保证盘子在初始状态下和平铺板之间保持空间的平行并且一一对应,并且在上升机构顶盘子的过程中,也要保持平行,才能使盘子和平铺板上的密封槽紧密的接触,达到密封的作用。2千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点2.1千叶豆腐自动铺盘机注料装置的特点整个注料装置分为注料和盘子上升装置,整个动作简单快捷稳定,需要的时间少,相比于人工注料和平铺的时间上,机器要优于人工,总体效率上,可以设计成左右两边差时,在左边正在注料的同时右边正好将盘子推到位,当完成左边的注料盘子下来,推出注料区,右边顶起注料,这样完成一个盘子的注料铺盘的时间就缩短了一半,大大提高了生产效率。2.2千叶豆腐铺盘注料的设计思路根据千叶豆腐的制造工艺,豆腐原浆在一段时间内会发生凝固状态,这样不利于豆腐的均匀平铺,所以需要把盘子的位置状态,和注料的速度,平铺的状态调到一个合适的范围,需要做出相应的设备,进行多次的实验和验证,来达到最终我们所需要的参数,并根据这些参数,来优化千叶豆腐铺盘注料设备的结构。3设计方案确定3.1方案一的优缺点方案一的设计思路优点在于整个工作台形成一个整体,使得盘子的到位更为方便,不用调节各个功能区的高低,节省了不必要的环节,使这个机器区分层次感,也便于安装。但是整个注料模块更为的拥挤,并且在注料的模块上各个零部件以及管路都要上下的运动,会缩短使用的寿命。如下3-1的简图所示。图3-1 方案一的结构简图3.2方案二的优缺点方案二的设计思路,正好解决了注料模块上的管路跟随升降装置运动,在下方设计顶盘的装置,但是在盘子的运动过程中,需要保证推盘取与注料区空盘的位置之间形成一个阶梯,阶梯不能过大,不然这样会使盘子和机器产生不必要的声音加大了生产的噪音,也使盘子造成一定的损害,例如,掉防粘涂层,角有凹坑。但是整体结构便于安装,也利用了下方空余的空间。如下3-2的简图所示。图3-2方案二的结构简图3.3方案的确定结合美观、实用性和安装的的便利性,方案二的设计方案更加的符合要求。3.4材料的选择在材料上采用食品级别的304不锈钢,食品机械接触食品的部分,必须符合一定食品安全的要求。因为食品制作过程要使用很多酸碱,而不锈钢含铬,不合格的不锈钢,会溶出各种价位的铬,有毒;而且要求限制铅、镉等多种合金杂质元素的含量。在食品的制造上,材料要求严格的把关。根据机械设计手册第五版钢材的介绍,304不锈钢具有一下特性:抗拉强度b (MPa)520条件屈服强度0.2 (MPa)205伸长率5 (%)40断面收缩率 (%)60硬度:187HB;90HRB;200HV密度(20,g/cm3):7.93熔点():13981454比热容(0100,KJkg-1K-1):0.50热导率(Wm-1K-1):(100)16.3,(500)21.5线胀系数(10-6K-1):(0100)17.2,(0500)18.4电阻率(20,10-6m):0.73纵向弹性模量(20,KN/mm2):1931 304不锈钢是一种铬-镍不锈钢,作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(使用温度-196800)。在大气中耐腐蚀,适合用于食品的加工、储存和运输。具有良好的加工性能和可焊性。304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢。4动力源的选择4.1动力源的选择在动力的提供方面,可以选择液压油缸驱动,电动驱动,气缸驱动。目前机械的动力源主要有电动、液动和气动。电动驱动优点:1、 适用性比较好,外界环境的影响小。2、 输出转矩范围大。3、 控制方便,能自由的采用交、直流、短波、脉冲等各种信号。4、 可实现超小型化。5、 安装方便、维护检修方便。电动驱动缺点:1、 结构复杂。2、 机械效率低。3、 容易受电源电压、频率变化的影响。4、 怕水。液动装置是用液压力启闭或调节阀门的驱动装置。它由控制、动力、执行机构三大部分组成。控制部分有压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、等和电气控制系统组成。动力部分有电动机或液压泵、油箱等构成,是把电动马达旋转轴上的有效功率转变成液压传动的流体压力能。执行机构有两种,一种是液压缸执行机构,一种是液压马达执行机构,实现回转运动。液动驱动的优点:1、结构简单,体种小2、输出力大3、容易获得低速或高速,能无级变速4、能远距离自动控制5、由于液压油的黏性而效率较高,有自润滑性能和防锈性能液动驱动的缺点:1、油温变化引起油粘度的变化2、液压元件和管道易渗漏3、配管,维修不方便4、不适于对于信号进行各种运算阀门气动装置安全、可靠、成本低,使用维修方便,是阀门驱动结构中的一大分支。目前气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。阀门气动装置采用气源的工作压较低,一般不大于0.82MPa。又因结构尺寸不宜过大,因而阀门气动装置的总推力不可能很大。气动驱动的优点:1、结构简单2、气源容易获得3、能得到较高的开关速度4、可安装调速器,使开关速度按需要进行调整5、气体压缩性大,关闭时有弹性气动驱动的缺点:1、与液动装置相比结构较大,不适于大口径高压力的阀门2、因气体有压缩性所以速度不易均匀在这里选择气缸作为动力源,其原因有以下2点。1. 在整个设计的思路上,以直线运动为主,所以在选择上选择气缸和油缸会比较合适。2. 在整个工作的环境里,涉及到饮食方面的问题,就需要考虑到工作时卫生环境,相比之下,气缸就很合适,动力来源是来自空气的压缩,只要配置一台空压机,就可以实现气缸的运作。而油缸就比气缸相对的容易污染,而且油缸的运动速度较慢,这取决去油泵的工作效率和功率。4.2气缸的选择在气缸的选择上,选择单活塞杆气缸,根据所需要的气缸推力和行程来选择所需要的气缸,为了便于安装。查询机械设计手册气压传动与控制,该气缸是作用是阻性负载,速度不高,气缸动态参数要求一般,工作频率低,所以选择负载率。当拉力做工时,由公式(24.2-7):(4-1)按照代入公式(24.2-7)得公式(24.2-8):(4-2)系数在缸径较小时取大值,取1.09。 D=32.2mm根据表24.4-2 缸筒内经系列,选取缸径为40mm。根据该气缸的工作特性和工作位置,采用法兰式固定气缸,并且采用双作用气缸。由于在质量上的保证采用亚德客的气缸作为产品气缸,选取缸径为40mm,行程为100mm的气缸。同4-1和4-2的公式计算得出上升气缸选择选取缸径为80mm,行程为200mm的气缸。4.3气缸行程限位设计由于气缸的规格是国家标准的,所以在行程是一定的,采用机械式的限位装置,如图4-1所示,是上升注料模块的限位装置,采用大螺栓去限制上升板的高度,避免对注料模块的平铺板过多的力,这样会使密封槽造成一定的损坏,导致密封失效。注料模块上的气缸因为推动曲柄杆在推动刀片槽内的刀具,这个过程刀片的旋转角度已经被限死,整个气缸只要运动到行程范围内就会停止,如图4-2所示,道具的活动范围是扇形的道具槽,道具只需要可以完全切断和开启冒气口和注料口。但是气缸推动的力气比较到大,在长时间的撞击下,会导致道具损坏,导致食品中掺杂着铁屑,影响产品的质量,就需要设置缓冲装置,如图4-3所示,安装缓冲橡胶弹簧棒,达到减缓撞击速度。图 4-1 图4-2 图4-3如图4-3所示的结构,利用曲柄滑块机构,来驱动刀具进行运动,如图4-4结构简图气缸推动曲柄杆带动刀具旋转杆来控制刀具的旋转。刀具旋转部件是由刀具旋转杆和2个深沟球轴承及其外壳组成。从而实现利用气缸的直线运动,准却完成旋转运动。图4-45注料模块的设计5.1利用SolidWorks进行三维建模5.1.1 SolidWorks的简介使用solidworks 3D设计软件中的3D实体建模功能,可以加快设计速度,节省时间和开发产品,并提高生产效率。3D实体建模时现代化产品开发的关键方面,为设计、仿真和制造各个行业、应用领域和产品的零件和装配体提供了基础。5.1.2 Solidworks的3D实体建模优势1. 加快设计开发和出详图的速度2. 改进直观显示和交流;3. 消除设计干涉问题;4. 检查设计功能和性能(减少样机的生产);5. 在对CNC加工编程时,可自动向制造流程提供所需的3D实体模型,并加快设备的制造速度。5.2千叶豆腐注料盘根据千叶豆腐注料盘的规格设计并制造千叶豆腐千叶豆腐自动铺盘机注料装置,如图5-1所示的千叶豆腐注料盘的三维图其规格尺寸是长为710mm,宽为385mm,高为52mm。图5-1注料盘三维图5.3平铺板5.3.1平铺板的设计平铺板设计的工艺需要在平板上面开注料口和排气口,为了保证注料的均匀,开口位置要偏向中心线,排气口的位置偏向两边,这样才能使豆腐原浆均匀的铺料和最后的溢料,加工过程中需要把平铺板底下边框设计密封槽,以及切断槽,如图5-2所示,设计平铺板由2个注料口和2个冒气口及相应的运动机构组成。如图5-3所示。利用密封槽,对盘子进行密封,使注料盘和平铺板形成一个密闭的空间,当盘子到位后,豆腐原浆从注料口进行注料,均匀的将豆腐原浆注入盘内,当豆腐原浆从冒气口溢出后,整个注料口和冒气口利用气缸和曲柄杆运动切断刀,将其关闭。整个注料就结束。图5-2图5-35.3.2平铺板加工要求对于整个注料平铺装置的核心在于就是这个平铺板的密封性,所以对平铺板的加工要求就要进行工艺的要求,确保平铺板的能符合所设计的要求。图纸参见附录1.加工过程中需要保证平铺板的下底面的粗糙度,避免与塑料薄膜相互摩擦。使薄膜破裂,影响豆腐的质量。并且要与上表面的平行度,以便后续安装该部位的时候可以调整水平,为了保证平铺板在盘子向上顶的过程中,发生变形,选择25mm的304不锈钢板,其四边有加工方形的矩形密封槽,并起到了加强板的结构,如图5-4和5-5所示,该部分的加工需一次加工完成,利用燕尾槽铣刀,铣出密封槽。图5-4密封槽横截面5.3.3平铺板密封结构设计根据图5-3设计的槽,设计充气气囊,可以实现两种状态,充气状态下,盘子处于顶起状态,使气囊弹性变形,利用气囊的变形,使薄膜和盘子可以紧紧的贴合,达到密封效果。放气状态下,气囊和盘子脱离,不在对盘子有任何力的作用。使薄膜不会粘附在气囊上。由于在设计过程中,实验所得,气囊会受到铁屑毛刺的影响比较大,容易破裂,到不到密封的效果,就需要对气囊进行保护,就需要在密封槽内浇筑软性硅胶并且早进行硅胶的选择上,选择食品安全级别的,才能保证最后盘子下落过程中不会掉落到豆腐盘里,影响豆腐质量。5.4注料口及排气口5.4.1注料口及排气口切断设计注料口主要是对已经处理过的豆腐原浆进行注料,注料过程中,注料口需要实现开关的功能,以保证在注料结束后,豆腐原浆不会继续注料,导致工作环境遭到破坏。排气口主要是对注料到盘子中的豆腐原浆的检测,当豆腐原浆从注料口注料后,铺满整个盘子,由于注料口只能进行注料,无法实现其他的排气的功能和判断是否注料完成,所以在注料模块上设计排气口,当注料过程中,豆腐原浆将气体挤出盘子,而不会从密封面出去;当豆腐原浆从排气口出去后,标志着盘子已经注满了。从而通过传感器,结束注料任务。根据要实现的功能设计以下切断装置。注料口和排气口都要有一个关闭状态。注料口的开合,决定着注料的开始和结束。排气口的开合,决定着豆腐原浆是否注满盘子和排气的效果。对于切断的设计,要达到一个很好的密封性,使豆腐原浆不会跑到平铺板上面的元件。根据这个条件,在设计切断的功能的时候,需要添加密封位置,可以放O型圈。为了加工的方便,将切断装置设计成扇形,整个驱动的结构利用连杆的方式,利用气缸的伸缩,来实现对注料口和排气口的开关。如图5-4所示,根据扇形的面积,设计扇形刀具,并且保证刀具和切断槽端面不会相互干涉,如图5-5和 5-6所示。图5-5 图5-6 图5-75.4.1支撑龙门与平铺板的连接平铺板的位置固定,需要置于空盘的正上方,这样有利于上升模块向上顶空盘,使其到位,开始工作。根据这种方式,采用龙门的方式来固定平铺板,如图5-8所示,采用4根圆柱拉杆,拉住平铺板,使其悬挂并且用螺帽调节平铺板的的上下位置,在平铺板上设置水平尺,利用螺帽调节平铺板的水平。为了保证定位的准确性,在龙门上设计类似于圆柱销的定位孔,利用铜套提高定位的精度,从而使其不过定位。并且每个龙门的2根圆柱拉杆不能过于集中于龙门的中心线上,这样会使向上顶起的力量集中在龙门中央,会使龙门发生变形,影响使用寿命。图5-85.4.2支撑龙门受力分析支撑龙门的强度关系着整个注料模块的稳定性,和使用寿命,强度不足,会导致整个结构不稳定,影响工作的性能。两个龙门作为整个注料模块的支撑左右,受到上升气缸总共2500N的力,横梁长度L=700mm如图5-9所示的受力分析图5-9受力分析图由于用两根杠支撑,所以只计算一根。一根杠上所受的气缸压力.,由平衡方程: (5-1)得:求的支座约束力为=1250N=1250N作剪力图:图5-10:剪力图作弯矩图:图5-11:弯矩图查询304不锈钢参数得304不锈钢的弯曲许用应力为137Mpa。材料力学中弯曲正应力的强度条件为(5-2)其中W为抗弯截面系数,为最大弯矩。其中,如图5-11所示的截面图。代入数据得.图5-12截面图则:=44.6Mpa所以整个龙门的强度符合要求。6上升模块的设计6.1上升模块机构设计如图6-1和6-2所示三维图,整个上升机构分为2个部分,一部分是盘子到位的限位装置,一部分是上升机构的导向装置。图6-1限位装置图6-2上升机构6.2限位装置的设计及功能如图6-1所示,限位装置是为了使盘子能在外力的作用下到达指定的地区,在有盘过来的时候,气缸向上顶起,将限位柱伸出平板上表面,起到限位的作用,在盘子完成注料铺盘的工序后,限位柱下降,使盘子顺利从平板上过去。利用气缸将限位装置向上顶起。图6-2为设计简图图6-2限位装置设计简图6.3上升机构导向设计上升机构是由1个推力达到2000N的气缸和气缸支撑板推动上面的的平板,利用导向柱,使其只上下运动,并在导向柱的导向作用下,平板能保持水平的状态把空盘正确的顶到密封槽内,这个过程需要使导向装置的精度要求很高,在加工气缸支撑板上,导向孔和气缸的固定位置要精准,在加工方面要采用CNC数控加工,保证孔位的准确度。在导向的精度上,选择光轴和铜套的组合,因为精度上有保证,所以在导向柱的数量上选择四个角均布一根导向光轴,这样就可以使气缸向上顶的力不会偏移,气缸的顶的力要位于整个装置的中心位置,保证力和气缸定位孔的中心轴线重合,这就需要在气缸定位板和气缸法兰面的接触面保证水平。需要在CNC加工中对板的表面铣一刀。确定一个基准面。6.4盘子到位的限位机构设计由于盘子要准确的进入注料模块上,就需要把盘子推到平板上指定的位置才能够完成把盘子顶到密封槽内,这个可以通过2个方法实现,一个是通过推盘区的气缸,通过控制气缸的行程,促使盘子在匀速的情况下推到指定的位置。二是通过限位的装置,将盘子顶到注料区,因为限位的缘故,所以盘子可以到达指定区域。经过两种方案的对比,选择第二种方案,第一种方案需要调节推盘的速度和行程,就要改变气缸的进气量和排气量来改变。第二种方案只需要利用机械结构,就可以完成盘子到位的功能。如图6-3和6-4所示的结构,是改进前后的结构,图6-3的结构利用一个弹性联轴器,来减少因为精度不高所带来的限位装置憋死,无法正常工作,但是在实际的操作中,联轴器不能解决所需要的问题,气缸向上顶的力通过弹性联轴器不会垂直于工作平板,导致导向柱在导向的铜套中憋死,无法起到限位的作用。图6-4的结构,将弹性联轴器去掉,采用直接将力作用在导向杆支架上,通过刚性连接,力直接通过气缸向上顶导向柱支架,但是需要气缸支架和平板保证垂直度,在通过气缸支架上的长槽孔来调节气缸的前后位置,保证导向柱能正
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本文标题:千叶豆腐自动铺盘机注料装置设计【12张图纸】【优秀】【机械毕业设计】
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