包装机械传动系统

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8-52）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。

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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。