【《双挤胶涂覆机总体设计案例》3900字】

双挤胶涂覆机总体设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u9867双挤胶涂覆机总体设计案例 1241631.1双作用涂胶机设计要求 2316191.2双挤胶涂覆机的方案分析 2188481.4传动系统设计 4253901.4.1主传动系统 4154701.4.2副传动系统的确定 5100361.5主电动机功率的确定 5122951.5.1涂覆力 5297081.5.2涂覆速度 578551.5.3计算功率 5174351.5.4电机功率 619281.6涂胶机总体设计 6304961.6.1方案设计 6153411.6.2涂胶机整体结构设计 8120891.6.3胶辊电机的选择 91.1双作用涂胶机设计要求第一：结构简单、高可以按照以下公式进行计算效，能够使用较为简单的结构实现双挤胶涂覆的目的；第二：能够实现对不同结构的产品进行双挤胶涂覆，进行差异化处理，提高可以按照以下公式进行计算双挤胶涂覆的效率；第三：本结构应当能够十分方便的实现装配、拆分；因为双挤胶涂覆结构一般都是在固定台上进行装配，只有十分容易装配、拆分的结构采用实现产品加工的高可以按照以下公式进行计算效、快速；第四：双作用涂胶机能够保证表面涂覆后产品不会受损严重。1.2双挤胶涂覆机的方案分析目前常用的涂覆机结构主要有以下特性：(1)x,Y,z轴采用“伺服电机+滚珠丝杠”进行控制，U轴采用“伺服电机+同步轮”进行控制，重复定位精度达到士0.02mm;(2)胶阀可以实现360°旋转，可以环形喷涂;(3)具有设计编程和离线编程两种编程模式，使使用者能够在脱机状态下进行编程。(4)X轴和Y轴的最高运行速度能够达到600mm/s;(5)配备CCD相机，可以自动识别和校准PCB板位置;(6)设计多级账号模式，区分不同级别账号的权限，防止误操作，保护设备安全;(7)集成涂覆机的基本运动功能，添加相对应的轨迹功能，以及CCD相机的显示功能，很大程度上方便了程序员编程。对上位机控制技术方面的调查研究表明，目前，一共主要有三种控制表面涂覆系统的控制系统的设计方案，第一种方案:控制单元是单片机的方案。近年来，单片机的应用己经比较成熟了。由于单片机体积小、价格低廉，在市场上的应用很受欢迎。但是单片机也有它的缺点:它的脉冲频率低、扩展电路比较复杂，并且由于单片机主要是用汇编语言来编写，所以它的可读性较差，而且还需要专门的编程人员，并且单片机一般只能控制一个轴，所以需要自己重新编写新的程序才能够实现多轴联动，这就会导致了程序开发时间太久的问题。第二种方案:控制单元是PLC的方案。此方案的优点是:其设备体积小，设备维护问题相对于其他两个方案来说更加方便，而且PLC在时序和逻辑控制方面具有明显的优势，抗干扰能力比较厉害。并且采用这种方式的话，表面涂覆机器线路的设计问题就非常之简单了。但这种方式也有其缺点:首先，如果控制单元是PLC的话就需要有一个专业的PLC程序员，当更换了下一种需要涂覆的产品时，就需要PLC程序员编写新的程序，这在很大程度上会影响生产的效率，而且PLC编程查错相对于其他两个来说更加困难，软件所需要的开发时间也较长。第三种方案:控制单元是运动控制卡的方案。这个方案的缺点就是：体积较大，设计和开发最初的桌面软件时间较长，成本高昂。但是，这种方案的优势也十分的突出:首先，工控机的抗干扰能力非常厉害，它的可维护性能比PLC更好。第二，运动控制卡在设计过程中有许多自带的函数，并且是专门为运动控制设计的，所以以后如果进行开发的话会很方便。因此，当机器设计结束之后，后面新的产品设计进行编程更加方便，普通的操作员也可以设计涂覆机的程序，就不需要配备专门的程序员了。第三，编程主要是用高级语言来编写程序，可读性高，后期的维护与开发更加容易。1.3双挤胶涂覆机最终方案本文主要研究的内容为双作用涂胶机，所以在本文之中，对产品大小检测机构不在本课题的研究范围以内，为实现双作用涂胶机构的功能，其主要的工作原理如下：首先产品通过检测对产品大小进行区分，然后通过调节上辊的高可以按照以下公式进行计算度实现合适的高可以按照以下公式进行计算度进行双挤胶涂覆处理，最后当电机启动时，实现对产品双挤胶涂覆的操作。如图1.1所示，是本课题设计的双作用涂胶机构整体图图1.1双挤胶涂覆机整机结构图在除双挤胶涂覆的过程之中，双挤胶涂覆是最为重要的一个步骤，通过上辊以及两个下辊对产品进行摩擦，通过调节上辊使得产品能够和上下辊之间进行充分摩擦，摩擦使得表面涂覆。1.4传动系统设计传动系统作为机械运行的重要结构，对其进行设计，能够保证设计的合力性，如图1.2所示，是本课题选定的传动系统，由电机带动减速器，通过离合装置对辊进行转动，实现双挤胶涂覆过程，本设计结构能够满足使用要求，且成本不高可以按照以下公式进行计算，所以能够满足使用要求。在本次课题设计中一共有两种传动系统，分别是：一个是主传动系统，主传动系统的作用是能让下辊实现运动过程；另一个是副传动系统，副传动系统的主要作用是能够让上辊实现上下移动的过程。图1.2传动系统1.4.1主传动系统传动系统如图1.3所示：通过该图我们可以看出，整体的结构能够运行的过程如下，当动力系统通过电机、减速器、离合装置进行下辊齿轮时，下辊齿轮啮合作用，能够使得下辊两轴实现滚动，通过对其减速器的设计，能够让其满足要求。上辊传动压下系统下辊传动系统上辊传动压下系统下辊传动系统图1.3传动系统图1.4.2副传动系统的确定副传动系统是指能够实现上辊上下运动的传动系统，能够根据产品的大小对上辊调节，实现对产品的挤压摩擦功能。保证表面涂覆的稳定性。1.5主电动机功率的确定1.5.1涂覆力为了计算双作用涂胶机的功率，对其需要的主涂覆力进行计算：(2—1)式中：m——产品的质量(kg)f——摩擦系数（N/kg）——修正系数本课题之中假如需要一次性双挤胶涂覆的产品重量为20kg，其中f=0.4，取1.1，那么算的kN1.5.2涂覆速度为了保证涂覆速度的稳定性以及除双挤胶涂覆效果，需要使得机构和产品进行充分的接触，结合实际情况，一般涂覆速度保证在0.08-0.12mm/S之间较为合适，本课题采用的涂覆速度为0.1mm/S。1.5.3计算功率对其功率进行计算，可以算得计算功率为：(2—2)V取0.1m/skW1.5.4电机功率(2—3)kW1.6涂胶机总体设计1.6.1方案设计我们从多方面查阅了有关这次课题设计的资料，并且进行了一系列的假设分析，最终得出了以下三种可能性方案：第一种方案的设计如图所示：图2-1方案设计一第二种方案的设计如图所示：图2-2方案设计二第三种方案的设计如图所示：图2-3方案设计三这三种设计方案之间也有所不同：方案一和方案二的不同之处是：方案一的传动方式是通过链条来达到的，方案二的传动方式是利用张紧在带轮上的柔性进行运动或者动力传递来达到的带传动的优点：(1)皮带可以通过自身的柔性使得在短时间内施加在构件上的载荷不那么强烈；(2)皮带的传动性能好，效率也低，其产生的扭转变形程度也轻，所以我们要想改善发动机的机能可以从本体结构上面下功夫；，(3)因为皮带具有柔性所以运作过程中不会发出太大的声音；(4)皮带的结构，形状都比较单一，工作时的震动幅度也不会有太大的起伏，所以它能够在运作时使振幅变小并且可以在一定程度上保护机器；皮带传动的缺点：(1)由于是皮带，它的制作材料导致了一个没法改变的问题，会容易在机器传动时造成打滑现象并且由于皮带的弹性容易引起带于带轮之间的相对滑动问题；(2)不能够得到比较精确的传动比；(3)当圆周力达到统一数值时，压力比啮合传动大；(4)耐高温性能不好，只能承受比较低的温度，并且可以使用的时间较短，需要经常更换，工作效能不高。链传动优点：(1)链条可以使用的时间比较长，工作时发生问题的概率不高；(2)它的传动比不容易发生改变，并且数值准确度高，其工作效能也好，可以超过90%接近100%；(3)轴上载荷小，不容易在机器传动时造成打滑现象并且也不容易发生带轮传动时会发生的相对滑动问题；(4)其结构设计连接比较密切，在比较差的环境中也可以进行运作；(5)由于链条的特殊性能造成了它正向传动时可以正常运作，反之也可以运作。链传动的缺点：(1)它只能带动位置处于平行方向的轴的运作；(2)它工作时的平稳性比较差，所以导致了它在一瞬间的传动比数值有可能会发生改变；(3)链传动只能够在载荷变动小和速度较缓的正反传动中运用；(4)因为是链条，所以在正常的运作过程中会发出不小的声音；(5)并且因为链条的制作材料不同于皮带，它的生产成本也会比较贵。综上所述，我们比对了三种方案各自的优缺点，最终我们决定选择第一种方案进行设计，以下就是我们选择方案一的原因：(1)在日常生活中，人们肯定都偏向于使用寿命更长，更简单，不需要过多操作，保养的设备，因此选择链条来传动比较合适；(2)这种设计方案不需要过多的人员操作，可以降低生产成本，使利益可以达到最高；(3)其传动比数值较为稳定和精确，没有打滑系数；(4)轴上载荷小，运作时发生突发问题的情况比较少；(5)该种方案可以应用的场合也比较多，如果中心距比较大，制造准确度也不高的同时，该方案的设计也是可以应用的。方案一与方案三的不同之处主要是动力源的不同。方案一和方案三相比，其优势是：(1)其操作方法简单，工作人员上手容易，编程也难度较低，机器反应速度灵敏；(2)该设备的能源消耗较少，机器性能好；(3)承受过载能力高，空间利用范围较小；(4)其电动机的使用和控制比较简单，易上手，能满足各种运行要求。经过上面的分析研究可以得出，方案一相对于其他两个方案更合适。1.6.2涂胶机整体结构设计涂胶机装置传递要求精度很高，滚珠丝杠螺母作用将旋转运动转化为直线运动，位移传感器作用检测辊子与辊子之间的距离。整体设计需要功率大，运动平稳。大体结构框架如下：图2-4涂胶机结构框架1.6.3胶辊电机的选择辊子由金属芯轴和塑料胶组成,选取辊子的直径d=400mm，金属芯轴的直径d1=130mm,塑料胶厚10mm，辊子芯轴用45钢（芯轴为空心轴，厚度10mm），密度，塑料胶为氯丁橡胶，密度，辊子的长L=2000mm芯轴体积V1：（2-1）式中，d1表示芯轴的直径，d1=130mm；L表示辊子的长度，L=2000mm；求得，。1.4链轮传动的设计确定传动比i（2-17）一般链传动的传动比i=2-