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啤酒瓶全自动装箱机设计含7张CAD图

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啤酒瓶 全自动 装箱 设计 CAD
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啤酒瓶全自动装箱机设计摘 要当今社会,人们的生活水平越来越高,于是,越来越多的人喜欢喝瓶装饮料,啤酒、橙汁、矿泉水,于是,对于饮料包装机械的要求越来越高了。如今的关于这方面的新闻真是越来越多了。比如说法国Aries Packaging公司在2005年国际包装展(interpack)上推出新一代装箱机;多功能全自动装箱机在中德合作江西德赛特包装机械设备有限公司诞生由此可见,瓶装装箱所用的装箱机已经成为了罐装饮料生产线上的一道必要工序。现在,我们最常见的装箱机一般是由抓头充、排气来实现抓、放瓶子的。通过机械的运转、气动和电控把瓶子准确、可靠地放进箱子里。并且通过独特的四连杆机构,使瓶子的提升和降落运动准确平稳。随着社会的不断进步,科技的快速发展,全自动装箱机也在不停的发展。本文介绍了其工作原理,气动原理,总体方案设计和进瓶抓瓶部件的设计过程。关键词:全自动装箱机;双四连杆机构;抓瓶头;导瓶装置;The paper of automatic packing machine of beer bottleAbstractToday, more and more people prefer to drink bottled drinks, like beer, orange juice, mineral water and so onSo, the demand of packaging machineries is increasing very fast. There are a lot of news of the packing machine. For example, Aries Packaging, France Corporation was on the launch of a new generation of packing machine in the international packaging exhibition (interpack) in 2005. Multifunction automatic packing machine was produced in which, Jiangxi Dorset Packaging Machinery Equipment Co. Ltd, with Sino-German cooperation.Bottled packing crates used by the machine have become a necessary process of a canned beverage production line. The most common packing machine is the first fully grasp the exhaust to grasp and put the bottles. The machine controls by mechanical operation, pneumatic and electric control to put bottles into boxes accurate and reliable. Through a unique four-bar linkage, the machine put bottles with a accurate and smooth movement. As society progresses, the rapid development of science and technology, automatic packing machines have been undergoing development.And this paper introduces its working principle, aerodynamic principle, the overall program design and the design of components of bottle grasping.Key Words: Automatic packing machine,twin four linkage mechanism,,claw,the device of transportation bottles 目 录引言 1 第一章 装箱机工作原理 1.1 装箱工作原理 21.2 装箱过程的运动分解 21.2.1 瓶的运动 21.2.2 箱的运动 31.2.3 抓头部分的运动 4 1.3 工作原理流程图 5第二章 机械结构总体设计2.1 输瓶装置和导瓶装置 6 2.1.1输瓶装置 6 2.1.2导瓶理瓶原理 62.2 输箱装置 7 2.2.1输箱带II 9 2.2.2输箱带I 9 2.2.3输箱带上的光电管102.3 主传动机构 10 2.3.1 主传动机构的四种状态11 2.3.2 收缩盘 112.4 连杆机构 12 2.4.1 机构的分解 12 2.4.2 轴衬套 142.5 抓瓶装置 15第三章 气动控制原理 16第四章 进瓶及抓瓶装置设计 4.1 进瓶装置 17 4.1.1导瓶板的设计174.1.2 输瓶带 184.1.3 电动机的选配184.2抓瓶装置 19 4.2.1 抓头定位 19 4.2.2 气缸选配 20 4.2.3 安全装置 20第五章 进瓶抓瓶常见故障及处理21第六章 安全22结论 23致谢 24参考文献 25引 言如今,越来越多的人喜欢喝瓶装饮料,啤酒、橙汁、矿泉水,于是,对于饮料包装机械的要求越来越高了。因此,瓶装装箱所用的装箱机成了罐装饮料生产线上的一道必要工序。全自动装箱机是为生产瓶装饮料(含酒类及其它各种饮料) 时,实现装箱自动化的专用设备,其装箱速度大约为每小时300箱以上,并且能和各种灌装机配套。最常见的装箱机是由抓头充、排气来实现抓、放瓶子的。通过机械运转、气动和电控把瓶子准确、可靠地将瓶子放进箱子里。通过独特的四连杆机构,使瓶子提升和降落运动准确平稳。如今,一般的装箱机的整个装箱过程的动作基本可分解为三部分运动:瓶的运动;箱的运动;连接瓶箱的连杆机构带动的抓头运动。根据“全自动装箱”这一目标要求,作如下的设计安排:第一,设计一个自动走瓶台,使从灌装线涌来的饮料瓶能自动进入并按规定的排列格式到达指定位置;第二,设计一个自动走箱槽,使空箱能自动进入,并到达指定位置;装满饮料的箱子能自动退出;第三,按前两项设计所确定的抓瓶点(起点) 和装箱点(终点) 设计一个机械臂,带动其手爪沿所定的轨迹运行。带动曲柄转动的主传动机构,减速电机直接套在转动轴上,然后用无键联接装置收缩盘把减速器与轴联结起来。采用带制动的电机,并采用变频器调速,主传动速度为双速,保证本机生产能力与整个生产线相匹配。在机器的前方,左、右两侧及机器上方均有安全光电开关,当这些光电开关被进入机器的人或物挡光时,机器就立刻停止,从而达到安全的目的。要设计一套完整实用的装箱机,还要注意以下几点:工作可靠,运行平稳,生产效率高,操作容易,结构合理,安全可靠,符合卫生要求,全自动控制。因此,对其的设计是要多方面的。全自动装箱机是适用于饮料行业(含白酒、啤酒和各种瓶装饮料) 的自动灌装线上的设备,属机电一体化产品。它与自动灌装线中的洗瓶、灌装等其它设备构成一个自动化系统。本说明书介绍了其工作原理,气动原理,总体方案设计和进瓶抓瓶部件的设计过程。第一章 装箱机工作原理1.1装箱工作原理:1.1.1抓头从输瓶台上 抓住瓶子(横梁 在后位置)1.1.2瓶子前移到输箱 带上方(横梁在 前位置) 1.1.3瓶子被放在箱子 里(横梁在最低 位置)1.2装箱过程的动作分解:整个装箱过程的动作可分解为三部分运动:瓶的运动;箱的运动;连接瓶箱的连杆机构带动的抓头运动。1.2.1瓶的运动: 在整线中,从灌瓶机来的灌好的瓶子被输送到待装箱工位。在输运过程中,首先经过理瓶装置,分隔出的几条槽,每槽只能走一列瓶子,理瓶板前后移动,使得瓶子有序地经过理瓶板,分成一排一排地进入前面的导瓶板,到达导瓶板最前面的瓶子被挡瓶定位杆挡住,在抓头抓瓶的时候,挡瓶定位杆松开,于是抓头抓住瓶子向上运动。在这个过程中,输瓶带输瓶,瓶到位后输瓶带停止,等候抓头抓瓶。瓶的运动的现实按上下位置分为三层:上层:瓶与上方抓头的联系:瓶未到位; 瓶到位被抓头抓起。中层:瓶的有序准备:理瓶板将瓶子一排一排分开; 导瓶板导瓶,瓶子沿着导瓶板向前; 瓶子到位后被前面的挡瓶定位杆挡住。下层:瓶被输送: 输瓶带输瓶; 输瓶带停止。 1.2.2箱的运动: 箱子从整线的输箱带进入本机输箱带,首先进入输箱带,通过这部分的挡箱装置,将箱分为四箱一组,进入输箱带,第五个箱子被挡在后面,而进入输箱带的四个箱子又被前面的挡箱臂挡住,同时分箱装置将这四个箱子分开定位,定位后的一组箱子停在输箱带上,抓着瓶子的抓头将瓶子准确地放在这一组箱子里。箱的运动的现实按上下位置分为三层: 上层:箱与上方抓头的联系:箱未到位; 箱到位抓头放瓶。中层:箱的有序准备:输箱带上的挡箱装置挡住后面的箱子; 输箱带上的挡箱臂挡住前面的箱子; 分箱拨杆分箱。下层:箱被输送:输箱带输箱; 输箱带停止。1.2.3 抓头部分的运动:由装箱机的主传动带动双四连杆机构,实现抓瓶装箱所需要的曲线运动,抓头部件装在头架部分,在主传动处于曲线的两个特征点上时,在输瓶带上抓头充气抓瓶,在输箱带上抓头放气放瓶。机械手臂的动力采用电机,臂的升降采用双速电机,由电脑控制转换。这样既平稳又能快速准确到位。抓瓶头采用压缩空气鼓胀橡皮套箍紧瓶头来抓瓶,是软接触,不会损伤瓶子,抓得又牢放气即可放瓶,这样既快又可靠。抓头运动的现实在主传动曲线上依次为: 在输瓶带上方,等待抓瓶; (空行程) 在抓瓶点,抓头充气抓瓶; (工作行程) 在输箱带上方,等待放瓶; (工作行程) 在放瓶点,抓头放气放瓶。 (工作行程)1 3工作原理流程图:综上所述,在装箱过程中,瓶和箱均经过有序的准备,分别排成一定的间距,与抓头的间距相同,使得抓头能够准确无误地抓瓶放瓶,完成装箱。第二章 机械结构总体设计2.1 输瓶装置和导瓶装置: 2.1.1输瓶装置:本装置以平顶链作为输送带输送瓶子,由减速电机通过链传动带动平顶链运行。输瓶传动是采用变频电机带动的,设有高低两速,其速度与主传动匹配,在PC程序中已设定。输瓶装置在整个运动过程中有三种状态: 输瓶带输瓶:高速:供瓶正常。 低速:供瓶不足。 输瓶带停止:抓头抓瓶。2.1.2 理瓶导瓶原理: 导瓶装置的作用是把送入本机的瓶子排列整齐,输送到等待抓瓶的位置。瓶子不断地由输瓶系统送到装箱机,进入本机的输瓶带,瓶带启动,把瓶子送向前直至被挡瓶定位杆阻挡,瓶子停在等待抓瓶的位置,在这个过程中,瓶子穿过输瓶带上方的导瓶装置,瓶子一个挨一个地自然排列成行。为了使瓶子顺利进入导瓶装置,本机设有理瓶装置,理瓶导板作前后摆动,使入口处的瓶子排列有序地进入导瓶装置。瓶子排列整齐后,电机停转,输瓶带停下来以减小瓶子相互挤压力和噪音,当抓头把瓶子抓牢往上提时,瓶定位杆在气缸的作用下向前移动,消除瓶子间的挤压力,使瓶顺利提升,也避免擦伤商标纸。导瓶板的间隔一般设计为瓶径尺寸加3,导瓶板在使用一段时间后,可能发生变形,需要定期检查和调整。2.2输箱装置:本装置以平顶链作为输送带传送箱子,它分为输箱带和输箱带二部分,分别由二个减速电机通过链传动带动平顶链运行。本装置的作用是把空箱子输入机器里,装进瓶子后,再把箱子输出机器。按照每次装箱数(啤酒四箱、汽水五箱),把空箱子分组送入机器,进入机器的空箱组到了装瓶子的位置就停下来等待装瓶,装进瓶子的箱子迅速被送出机器。 空箱子源源不断地由输箱系统送到装箱机,进入输箱装置(如图4-2a),由于挡箱装置降低于输箱装置,箱子被阻止。当气缸动作,挡箱装置上升与输箱装置平,箱子又继续向前输送(图4-2b),到了一组箱最后一个箱子的大部分都进入输箱时,气动复位,挡箱装置下降,后面的箱子又被阻停下来而进入输箱的一组箱继续向前,直至箱子被挡箱装置阻挡,箱子停留在等待装箱的位置(图4-2c)。 瓶子装入箱子后,挡箱臂放下,装满瓶子的箱子送出机器,在此同时,挡箱装置上升,空箱输入。输箱装置就是这样周而复始地完成箱子分组输入,停止等待装瓶,装瓶后输出的工作。 为了提高生产效率,输箱装置是由双速电机带动的,输送箱子时,电机高速运转,接近挡箱装置时,转为慢速,箱子被挡停下后,电机停止转动。 整个工作程序是由PCL控制的,电机的开、停、变速或者出现缺箱、箱不到位、箱子排列不整齐、机器停转等故障时,都由PCL处理。2.2.1输箱带:输箱带由双速电机带动,低速是高速的1/3,在整个运动过程中输箱带有两种状态: 高速:正常输箱。 低速:前面的箱被挡住,后面的箱继续送上来。输箱带的挡箱装置由气缸与摆杆机构组成,活塞杆伸出,挡箱装置抬起,活塞杆复位,挡箱装置落下,从而实现挡箱动作。 2.2.2输箱带:输箱带由双速电机带动,低速是高速的1/3,在整个运动过程中输箱带有三种状态: 高速:正常输箱。 低速:箱将到挡箱臂时,起缓冲作用。 停止:装箱,抓头放瓶。 输箱带的挡箱臂由气缸与挡箱摆杆机构组成,活塞杆伸出,挡箱装置抬起,活塞杆复位,挡箱装置落下,从而实现挡箱动作。 2.2.3输箱带上的光电管:光电管的位置及作用: 光电管1:距输箱带上的挡箱臂半箱距离, 输箱带 的电机高低速切换。 光电管2:一组箱内侧,检测有无四箱。 光电管3:一组箱外侧,检测是否只有四箱。 光电管4:距挡箱臂四箱,在整线输箱带上,堵箱检测。 光电管5:距挡箱装置最前端八箱,在整线输箱带上,满箱检 测。2.3主传动机构: 带动曲柄转动的主传动机构,减速电机直接套在转动轴上,然后用无键联接装置收缩盘把减速器与轴联结起来。 收缩盘是靠拧紧高强度螺栓使包容面间产生的压力和摩擦力实现扭矩传递的,由于无键槽,轴的材料有效利用率高,对轴不产生机械损伤,可承受变载荷和冲击载荷,还具有过载保护等优点。本机采用带制动的电机,并采用变频器调速,主传动速度为双速,保证本机生产能力与整个生产线相匹配。2.3.1 主传动的四种状态: 主电机正转:高速:供箱正常,供瓶正常。 低速:供箱正常,供瓶不足。 主电机反转:放瓶遇障碍(在输箱带处)。 停止:瓶不到位; 箱不到位; 各种障碍(缺瓶、缺箱、安全光电管)。2.3.2 收缩盘:减速电机收缩盘的装配:装配前,将减速机内套与主传动轴仔细擦净。拧紧固紧螺栓的方法: 反复地依次拧紧(不在对角线方向); 用相同的夹紧力矩; 保持外环平面平行; 每次螺栓转30-60; 2.4 连杆机构:抓头抓瓶后,带着瓶子提升、前移、下降。把瓶子放入箱后,抓头返回。这一个过程的运动轨迹是由左右两边的双四连杆机构实现的。2.4.1 机构的分解:这个机构实现运动轨迹的部分可分解为二个四杆机构:曲柄摇杆机构和双摇杆机构。而实现平移运动的部分是平行杆机构。各杆件名称:1. 曲柄 2.连杆 3. 摇杆 4. 摇杆 5.摆杆 6.摇杆 7.平动连杆 8.连杆 曲柄1在主传动轴带动下,匀速地转动,而摇杆3周期性往返摆动,同样摇杆4也作周期性往返摆动,于是在摆杆5的A点处形成符合要求的运动轨迹,抓头就是悬挂在A点。 瓶子在整个抓瓶运动中,必须保持垂直悬挂,尽量避免摆动,这就要求抓瓶装置(包括抓头)按A点的轨迹平移。本机采用平行杆机构实现抓瓶装置平移运动。2.4.2 轴衬套(自润滑轴承):材料:本机连杆机构所用的轴衬套是采用塑料-青铜-钢背三层复合自润滑钢材制成的,以钢背为基体,青铜球粉为中间层,聚四氟乙烯为表层。原理:在正常使用条件下,自润滑轴承的磨损分为三个阶段:跑合期、工作期和寿命结束期。在跑合期时,初始磨损较快,聚四氟乙烯等一部分转移到配磨面上,配磨面上的微小凹坑被填平,并形成一层极薄的固体润滑膜,磨损速度明显变得缓慢;进入工作期,这时铜球粉大约露出10%左右,在正常运转中,聚四氟乙烯等在温度和压力的作用下,不断从青铜层的间隙中溢出,辅充到对磨表面间,使磨损速度大大降低,经过较长时间的工作后,铜球粉大约露出70-80%时,铜球粉间隙中的聚四氟乙烯等不足以维持对磨面之间的润滑膜时,意味着寿命即将结束。轴承的装配方法:自制一导向杆,用小型压力机压入,必须保证轴套垂直地压入座孔。座孔倒角并涂少量黄油,以利压入,避免敲打轴套端面。轴衬套工作表面不得再进行加工。2.5抓瓶装置:本机抓瓶装置是采用气动抓头,通过压缩空气(0.150.25MPa),抓头充气抓头胶囊变形抓牢瓶子,排气时抓头胶囊复原,放开瓶子,抓头的进、排气是由一个两位三通电磁阀控制的。 本机抓头组件采取特殊的楔形结构,并且采用压缩弹簧,遇到异常情况时,抓头会抬高,这样,抓头在抓瓶时对不准瓶子或者抓着瓶子的抓头对不准箱子时不会损坏瓶、箱和机器。本抓头的另一特点是采用全塑料结构代替金属结构,因而重量轻强度高,而且制造容易。第三章 机器气动控制原理控制系统的具体任务是:监测有关状态信息;作出相应判断;发出相关控制信号,以控制上述诸多部分协调工作。其结构框图见图,状态信息从状态检测电路获取,控制信号经驱动放大,一路接交流接触器,控制相关电机启/ 停;另一路去驱动气阀,以控制有关气缸的工作状态。 此装箱机器是由抓头充、排气来实现抓、放瓶子的,通过机械运转、气动和电控把瓶子准确、可靠地将瓶子放进箱子里的,因此它的气动控制就必不可少。首先,用一个气源联件连接各个部分所用到的气动控制装置,气源由灌装线上现成的空气压缩机供给。其次,一方面选用一个减压阀和一个二位三通换向阀链接夹持装置上的各个抓头,DT1得电,夹持器夹头的松开和夹紧就通过换向阀的换向来实现。具体选用可见上面的3.2部分。另一方面经气源处理装置静化,分别进入5只二位五通电磁气阀,去驱动7只气缸,实施对饮料瓶定位、饮料箱定位、空箱定位、摆动杆和扩箱器等的控制。作为装箱机器上重要的一部分输箱装置,分箱气缸、的分箱复位;定位气缸的定位松开;挡箱气缸、的挡箱和复位,我们选用二位五通换向和单向节流阀来控制。为了提高整个机器工作的环境,提高系统的工作性能、效率,减少噪音,必需要在系统中加入一些气动辅助装置。通常气源系统中有三大必不可少的元件,即分水滤气器,减压阀,和油雾器。又因为排气处压力大,引起的噪音很大,于是加一个消音器。装箱机的工作方式分手动和自动两种,正常装箱工作于自动方式,手动的设置主要便于人工干予,如维修、排除偶发性故障等。第4章 进瓶及抓瓶装置设计4.1 进瓶装置作为装箱机上最重要的环节之一,抓瓶的完成是一个比较复杂的动作,因此,在设计过程中我们还是想了很多的办法来完成它。以标准的640ml瓶装啤酒为例,市场上装载啤酒的箱子分为两大部分:塑料箱和纸箱,塑料箱又分两种:4*6和3*4两种装箱方式,而纸箱基本上都为3*4这一种装箱方式,啤酒瓶从输瓶台通过抓头部件被放入箱子中,而箱子中啤酒瓶的排放是规则的,这就要求啤酒瓶在抓头上被放入箱子以前是一定顺序排列的,啤酒瓶从进入输瓶台的无序状态到根据箱子的状况有规则的排列,这里是通过两个步骤来完成的:其一在输瓶台上完成前后一整列的排序,左右方向则通过抓头来完成。4.1.1 导瓶板啤酒瓶在输瓶台上排成列状,这个动作的完成主要是通过导瓶部件实现的。标准的啤酒瓶中间最大直径为75mm,高度为289mm,因此可以把它看成是一组宽度为75mm的条状,把它放在两块夹板(件1、件2和件23导瓶板)之间。在导瓶时,根据任务需要,按照24000瓶/小时的机型计算,需要每一次抓放装满6箱(3*4纸箱),一共18列,也就是由19块导瓶板组成18个通道。每次抓瓶=6x3x4=72个=18x4瓶子直径:75mm瓶子高度:289mm 啤酒瓶进入导瓶板后,因为存在挤压所以有一定的压力,这就需要导瓶板具有相当的刚性,我们选用厚度为4mm比较合适,考虑到经常和酒液接触,另外还需冲洗,材质需选用不锈钢(牌号为1Cr18Ni9Ti)。为了能自如运动,留有间隙3mm,于是,导瓶板的间隔设计为瓶径尺寸加3mm。导瓶板总宽度:(75+4+3)x 18=1476mm。一般情况下,如果一起把19个导瓶板捆绑在一起会有很大的不方便,无论是运输,更换还是调节间距,因此考虑分成3组,在挂钩处由于承重力大,则选用M20的长螺杆连接,组与组间用M20的短螺杆连接。而在另一面每一组用长螺杆M12连接,用螺母并紧固定,同时也方便调节,组与组间用短螺杆M12连接,这个工作可以在输瓶台上完成。输瓶台链板带动啤酒瓶运动,而导瓶板是需要固定的,所以导瓶板组件底部需要与链板之间留有间隙,同时间隙也不能过大,我们把这个间隙定位10mm。导瓶板前端开了一个矩形的缺口225mmx80mm,把它架在链板罩上,后面部分连上挂钩(件5支承块)架在横梁上,横梁焊接在机器两侧的侧板上,其距离以保证导瓶板底部与链板间隙为10mm即可。挂钩和横梁接触部分受力比较大,因此必须从导瓶板上分离来,设计成一个单独的零件,厚度要较大,为8mm。导瓶板前端是抓头抓瓶的位置,为了保证抓头和啤酒瓶瓶颈接触面较多,同时也不能碰到导瓶板,所以整个上边设计成锥形,并且,导瓶板抓瓶部分最高高度应低于抓头最低点,但需高于瓶子的重心,因此,设计为140mm。这是对于啤酒瓶在输瓶台上形成规则排列状态我所做的一些设计。4.1.2 输瓶带 输瓶带选用链板结构,主要由输瓶托板,输瓶链板,主动轴和被动轴组成。 输瓶托板的组成比较简单,在整个机器上架上四根要求不是很高的托板,我选用Q235,厚度在60mm左右,由于导瓶板共宽1100mm,所以托板宽度略大于1100mm,则每两根间隔405mm。在这四根上面再垂直架上10根托板,高度为27mm,为了安装主要的链板。但是由于是灌装设备,对其卫生要求很高,因此,在其上端还要固定3mm左右的超高分子聚乙烯材料的塑料板。由于需要平稳运输,选用最普遍的不锈钢的平顶链。所选的链节尺寸大小,要让链节正好在卡在超高分子聚乙烯材料的塑料板的中间空隙处,选用C30D*89。于是套在被动轴上的惰轮的最大直径为89mm,其宽度为链结大小,即空隙的宽度,略大于链结选95mm。当然,为了安装拆卸,并与设定尺寸配合,尺寸往往不会正好,于是,通常在大链结中掺入小链结,选用C13S*89。输瓶台前后距离为1.5M,因此链板的总长度为30M。轴的直径为35mm,因此,选用的键为bxh=10x8,L根据链轮大小选用36mm,45mm,56mm的。4.1.3 电动机的选配整个链板的运动是由电动机驱动的,通过键连接让主动轴转动,主动轴上的链轮带动链板运动。因此,合理选择电动机的功率是至关重要的。输瓶台前后距离为1.5M,链板每分钟7.5转,所以,每块链板在1小时内的行程为1.5x7.5x60,大链板每块重量为0.28KG,小链板每块重量为0.12KG,运动中摩擦系数为0.95,所以,链板在每小时内做功为:W1=(89x10x0.28+89x0.12)x9.8x0.95x1.5x7.5x60=1633150.9(J)根据每小时装箱24000瓶的保险系数为1.2,每瓶酒重量约为1KG(包含酒瓶),摩擦系数为0.7,因此,每小时做功为:W2=24000x1.2x9.8x0.7x1.5=296352(J)P=W/T=(W1+W2)/T=(1633150.9+296352)/3600=536(W)=0.54(KW)考虑到系统的联接精度,机械传动为链传动,工作状况为一般工况,以及工作中需要变换速度等综合考虑,加上一个保险系数1.41.5,因此,选用功率为0.75KW的电机。4.2 抓瓶装置 根据共要抓瓶个数6x3x4个,所以共需要抓头72个。4.2.1 抓头定位当啤酒瓶在输瓶台上按列状排列后,就要考虑如何通过抓头的变化来使左右方向也能满足箱子的状况。这时候就需要再反过来仔细研究一下啤酒瓶放在纸箱中的排列状况和啤酒瓶在导瓶部件中排列状况的不同,前后都排成列紧挨在一起,可是在左右横向方向上则有所不同,瓶子在纸箱中也是紧挨在一起的,而导瓶部件中的瓶子由于本身的3mm间隙以及4mm厚度的导瓶板,有7mm的间隙,因此设计的重点就是要在保持前后列状的前提下让左右的间隙消除。抓头本身不好控制,因此把抓头嵌入硬铝板(件12、件13和件14夹持板),选用硬铝板既是重量轻而且还能保证刚度。硬铝板的宽度和啤酒瓶的最大直径相同,4个孔的间距同样也和啤酒瓶的最大直径相同,都为75mm,一共需要18个硬铝板,架在由硬质铝合金型材组成的框架上,两端连接小滑板,带动硬铝板在型材(件1、件2)滑槽中左右自由滑动。为了减小摩擦而且又有刚性,小滑板由两块超高分子聚乙烯板(件18)夹一块4mm厚度的钢板(件19加强板)组成。同时最重要的是对嵌有抓头的硬铝板进行抓瓶和放瓶的限位,对此,选用了带腰形槽的限位条(件15、件17定位条),在抓瓶状态时,由气缸(件44)充气带动硬铝板达到最大状态,限位条发挥作用,每一块铝板对准每一组在导瓶板的列状啤酒瓶,此时,抓头充气把啤酒瓶瓶颈包裹提升,抓头头架动作,在空中时,气缸动作,把铝板在型材的滑道中收缩,抓头的排列(即啤酒瓶的排列)和纸箱相吻合,在抓头部件到达装瓶状态前,动作完全完成,通过导向装置,抓头紧抓啤酒瓶顺入纸箱,同时抓头松开,啤酒瓶进入纸箱。4.2.2 气缸的选配气缸选用了两组平行作用的缸径为25mm的,长度根据抓瓶时的最大状态(648mm)和装箱时的最小状态(630mm),得出气缸运行距离为18mm(实际选用行程20mm,略大于理论行程)。4.2.3 保护装置同时,考虑到啤酒瓶有状况时没有正好在装箱位置时,啤酒瓶顶在导向装置的隔板上,顶住抓头向上顶,如果此时抓头头架部件继续向下动作很可能把铝板顶弯,整个头架损坏,这是很重大的损失,因此,设计了一组保护装置,具体如下:在抓头上方的铝板上覆盖一大块10mm厚的超高分子聚乙烯板(件9感应板),两端打两个孔,利用螺杆竖两块小金属板(件10感应板),头架两端架设两组光电检测设备,一旦啤酒瓶没有达到指定位置,往上顶,抓头又把超高分子聚乙烯板顶起,板上的小金属板进入光电射区,光电检测设备接受到信号,整个机器停止工作,从而避免了设备的损坏。 结 论毕业设计是理论与实际相联系,培养工科学生机械工程设计能力的必要步骤。涉及到了机械设计,机械原理,机械制图,机械制造基础,材料学,力学等多门课程,是巩固学过的课程的有效途径。经过这次毕业设计,提升了我对全自动装箱机的认识。知道了它的市场需求,了解了它的结构,明白了它的运行方式。虽然,这次,由于时间的限制,我只能对其中的一部分进行设计,但是仍然对我受益匪浅。设计的过程中,不但结合了在学校里学到的机械和自动化的知识,还有很多在书本上学不到的东西,培养了我综合运用所学的理论知识和实践技能,开阔了我的眼界,提升了我的设计的能力。而且图纸的绘制也让我更加熟练的运用cad等专业绘图软件。总之,作为罐装饮料生产线上的一道必要工序,设计它不但能巩固在学校期间学到得知识,还能为以后得工作打下基础。致 谢非常感谢学校以及老师对我在外做毕业设计的支持。我的毕业设计工作在企业进行,在这期间我遵守企业的各项规章制度,可以说我预先熟悉了工作环境,这对我以后的工作有一定的帮助.我感谢企业给我这次机会,同时在企业毕业设计期间得到了一些同事的热心指导,在这里表示衷心的感谢。由于我在企业做毕业设计这无形中给学校的指导老师增添了麻烦,在这里感谢我的导师范真老师。同时也感谢我的朋友给我的帮助。参考文献1 邹子良、刘晔、朱景环,全自动装箱机的研制(I)控制系统设计, 南昌大学学报(理科版), 1997 Vol.21 No. 3.2 孙健,装箱机工作原理, Krones magazine(中文版),2005 Vol.4.3 邹文生、朱景环、刘晔,全自动装箱机的研制(II)自动趟瓶台和自动走箱槽的设计,南昌大学学报(理科版),1998 Vol,22 No.34 邹文生、朱景环、刘晔,全自动装箱机的研制()自动趟瓶台和自动走箱槽的设计,南昌大学学报(理科版),1998 Vol,22 No.35 邹文生、刘晔、朱景环,全自动装箱机的研制(四)自动装箱机械手的设计,南昌大学学报(理科版),1998 Vol.22 No. 36 何志坚,进口曲柄四杆机构型装箱机抖动问题的改进,包装与食品机械,2005 Vol.23 No.5.7 krones备件手册8 蒲良贵、纪名刚,机械设计(第七版),高等教育出版社,20019 ehert ,packing machine in China,Krones magazines,2005 vol.410Making the case for lead screws,.Machine Design, 10/26/2006, Vol. 78 Issue 20, pS1-S1, 1p11 熊良山,严晓光,张福润.机械制造技术基础.华中科技大学出版社,2000,(11):157-260.12方昌林.液压、气压传动与控制.机械工业出版社,2000,(9):149 - 154.13王之栋,王大康.机械设计综合课程设计.机械工业出版社,2003:127 - 140.14濮良贵,纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2000,(12):227 - 230.15Patton W.J. Mechanical Power Transmission. New Jersey:Printice-Hall,1980- 29 - 啤酒瓶全自动装箱机说明书摘 要当今社会,人们的生活水平越来越高,于是,越来越多的人喜欢喝瓶装饮料,啤酒、橙汁、矿泉水,于是,对于饮料包装机械的要求越来越高了。如今的关于这方面的新闻真是越来越多了。比如说法国Aries Packaging公司在2005年国际包装展(interpack)上推出新一代装箱机;多功能全自动装箱机在中德合作江西德赛特包装机械设备有限公司诞生由此可见,瓶装装箱所用的装箱机已经成为了罐装饮料生产线上的一道必要工序。现在,我们最常见的装箱机一般是由抓头充、排气来实现抓、放瓶子的。通过机械的运转、气动和电控把瓶子准确、可靠地放进箱子里。并且通过独特的四连杆机构,使瓶子的提升和降落运动准确平稳。随着社会的不断进步,科技的快速发展,全自动装箱机也在不停的发展。本文介绍了其工作原理,气动原理,总体方案设计和进瓶抓瓶部件的设计过程。关键词:全自动装箱机;双四连杆机构;抓瓶头;导瓶装置;The paper of automatic packing machine of beer bottleAbstractToday, more and more people prefer to drink bottled drinks, like beer, orange juice, mineral water and so onSo, the demand of packaging machineries is increasing very fast. There are a lot of news of the packing machine. For example, Aries Packaging, France Corporation was on the launch of a new generation of packing machine in the international packaging exhibition (interpack) in 2005. Multifunction automatic packing machine was produced in which, Jiangxi Dorset Packaging Machinery Equipment Co. Ltd, with Sino-German cooperation.Bottled packing crates used by the machine have become a necessary process of a canned beverage production line. The most common packing machine is the first fully grasp the exhaust to grasp and put the bottles. The machine controls by mechanical operation, pneumatic and electric control to put bottles into boxes accurate and reliable. Through a unique four-bar linkage, the machine put bottles with a accurate and smooth movement. As society progresses, the rapid development of science and technology, automatic packing machines have been undergoing development.And this paper introduces its working principle, aerodynamic principle, the overall program design and the design of components of bottle grasping.Key Words: Automatic packing machine,twin four linkage mechanism,,claw,the device of transportation bottles 目 录引言 1 第一章 装箱机工作原理 1.1 装箱工作原理 21.2 装箱过程的运动分解 21.2.1 瓶的运动 21.2.2 箱的运动 31.2.3 抓头部分的运动 4 1.3 工作原理流程图 5第二章 机械结构总体设计2.1 输瓶装置和导瓶装置 6 2.1.1输瓶装置 6 2.1.2导瓶理瓶原理 62.2 输箱装置 7 2.2.1输箱带II 9 2.2.2输箱带I 9 2.2.3输箱带上的光电管102.3 主传动机构 10 2.3.1 主传动机构的四种状态11 2.3.2 收缩盘 112.4 连杆机构 12 2.4.1 机构的分解 12 2.4.2 轴衬套 142.5 抓瓶装置 15第三章 气动控制原理 16第四章 进瓶及抓瓶装置设计 4.1 进瓶装置 17 4.1.1导瓶板的设计174.1.2 输瓶带 184.1.3 电动机的选配184.2抓瓶装置 19 4.2.1 抓头定位 19 4.2.2 气缸选配 20 4.2.3 安全装置 20第五章 进瓶抓瓶常见故障及处理21第六章 安全22结论 23致谢 24参考文献 25 对全自动装箱机的初步研究摘要:法国Aries Packaging公司在2005年国际包装展(interpack)上推出新一代装箱机。多功能全自动装箱机在中德合作江西德赛特包装机械设备有限公司诞生随着社会的不断进步,科技的快速发展,全自动装箱机也在不停的发展。本文着重介绍了全自动装箱机的工作原理,发展的概况以及其经常会产生的问题。关键词:全自动装箱机,双四连杆机构,抓瓶头,自动走箱台 The preliminary study of Automatic packing machine Qu Xiaoye 3030301002Department of mechanical manufacture 0301 School of mechanical engineeringAbstract: Aries Packaging, France Corporation was on the launch of a new generation of packing machine in the international packaging exhibition (interpack) in 2005 . Multifunction automatic packing machine was produced in which, Jiangxi Dorset Packaging Machinery Equipment Co. Ltd, with Sino-German cooperation . As society progresses, the rapid development of science and technology, automatic packing machines have been undergoing development. This paper introduces a fully automatic loading of the working principle, and an overview of the development, and its regular trembling .Key Words: Automatic packing machine,twin four linkage mechanism,,claw,the channel for transporting boxes引言:瓶装装箱是啤酒、饮料等包装的一道必要工序。全自动装箱机是为生产瓶装饮料(含酒类及其它各种饮料) 时,实现装箱自动化的专用设备,其装箱速度大约为每小时300箱以上,并且能和各种灌装机配套。(1)最常见的装箱机是由抓头充、排气来实现抓、放瓶子的。通过机械运转、气动和电控把瓶子准确、可靠地将瓶子放进箱子里。通过独特的四连杆机构,使瓶子提升和降落运动准确平稳。全自动装箱机的工作原理1.1装箱工作原理:(2) 1.1.1抓头从输瓶台上 抓住瓶子(横梁 在后位置,如图1) 1.1.2瓶子前移到输箱 带上方(横梁在 前位置,如图2) 1.1.3瓶子被放在箱子 里(横梁在最低 位置,如图3)1.2装箱过程的动作分解:整个装箱过程的动作可分解为三部分运动:瓶的运动;箱的运动;连接瓶箱的连杆机构带动的抓头运动。1.2.1瓶的运动: 在整线中,从灌瓶机来的灌好的瓶子被输送到待装箱工位。(3)在输运过程中,首先经过理瓶装置,分隔出的几条槽,每槽只能走一列瓶子,理瓶板前后移动,使得瓶子有序地经过理瓶板,分成一排一排地进入前面的导瓶板,到达导瓶板最前面的瓶子被挡瓶定位杆挡住,在抓头抓瓶的时候,挡瓶定位杆松开,于是抓头抓住瓶子向上运动。在这个过程中,输瓶带输瓶,瓶到位后输瓶带停止,等候抓头抓瓶。 图4 进瓶示意图(2)1.2.2箱的运动:自动走箱槽的功能是输送空箱到装箱工位,并把装满的箱子继续送到出口。(3)首先,空箱进入输箱带,通过这部分的挡箱装置,将箱分为四箱一组,然后进入输箱带,第五个箱子被挡在后面,而进入输箱带的四个箱子又被前面的挡箱臂挡住,同时分箱装置将这四个箱子分开定位,定位后的一组箱子停在输箱带上,抓着瓶子的抓头将瓶子准确地放在这一组箱子里。图5 输箱示意图(2)1.2.3 抓头部分的运动:由装箱机的主传动带动双四连杆机构,实现抓瓶装箱所需要的曲线运动,抓头部件装在头架部分,在主传动处于曲线的两个特征点上时,在输瓶带上抓头充气抓瓶,在输箱带上抓头放气放瓶。(4)机械手臂的动力采用电机,臂的升降采用双速电机,由电脑控制转换。这样既平稳又能快速准确到位。抓瓶头采用压缩空气鼓胀橡皮套箍紧瓶头来抓瓶,是软接触,不会损伤瓶子,抓得又牢放气即可放瓶,这样既快又可靠。抓头运动的在主传动曲线上依次为:(如图6) 在输瓶带上方,等待抓瓶; (空行程) 在抓瓶点,抓头充气抓瓶; (工作行程) 在输箱带上方,等待放瓶; (工作行程) 在放瓶点,抓头放气放瓶。 (工作行程)图6 抓瓶运动轨迹(2)综上所述,在装箱过程中,无论是瓶还是箱均经过有序的准备,分别排成一定的间距,与抓头的间距相同,使得抓头能够准确无误地抓瓶放瓶,完成装箱。全自动装箱机的发展概况如今,越来越多的人喜欢喝瓶装饮料,啤酒、橙汁、矿泉水,于是,对于饮料包装机械的要求越来越高了。从前,装箱机均是由人工控制,把走瓶台上的瓶子(如酒一箱20瓶)一次抓起来,装入走箱槽上的空箱内。这个工序虽然很简单,但是工人操作时,因速度很快,是一项繁重的体力劳动。
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本文标题:啤酒瓶全自动装箱机设计含7张CAD图
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