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包裝機(jī)供料機(jī)構(gòu)是包裝機(jī)中的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一, 其主要作用是把待包裝的若干個(gè)工件從料堆中分離出來(lái), 并按照包裝機(jī)的節(jié)拍和工件在加工中的方位, 將工件送到指定的工位上, 完成待包裝工件的定時(shí) 、定量和定向的供送 , 為接下來(lái)的包裝動(dòng)作做好準(zhǔn)備。包裝機(jī)供料機(jī)構(gòu)選型是否正確、設(shè)計(jì)是否合理將直接影響包裝機(jī)的正常工作。
1自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)的基本組成部分
1.1定時(shí)部分
這一部分是解決工件供送與包裝機(jī)加工節(jié)奏協(xié)調(diào)一致的問(wèn)題, 通常是由包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)與供料機(jī)構(gòu)之間的一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)中, 應(yīng)將供料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖與包裝機(jī)的工作循環(huán)協(xié)調(diào)起來(lái), 使供送工件的速度符合包裝機(jī)生產(chǎn)率的要求。
1.2定量部分
定量部分是根據(jù)包裝機(jī)工藝加工的數(shù)量要求, 對(duì)包裝機(jī)每一工作循環(huán)給出一定數(shù)量的工件。
1.3定位部分
定位部分在包裝機(jī)中具有重要的意義, 它迫使待包裝的工件具有正確的方位, 或根據(jù)包裝機(jī)工藝要求保證一組工件中工件與工件之間具有一定的間隔。
1.4其他部分
根據(jù)被包裝工件的自身特點(diǎn), 供料機(jī)構(gòu)還應(yīng)包括一些附屬部分。如為避免供料機(jī)構(gòu)發(fā)生堵塞或缺料現(xiàn)象, 可設(shè)置不合格工件的剔除或缺料檢測(cè)機(jī)構(gòu), 在應(yīng)用料斗作為儲(chǔ)料裝置的供料機(jī)構(gòu)中, 有些工件在料斗中會(huì)出現(xiàn)相互擠壓而形成拱形, 妨礙工件的流動(dòng), 為消除拱形, 可在料斗中設(shè)置攪動(dòng)器。
2自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求
1)送料快而準(zhǔn)確 , 以提高包裝機(jī)工作效率和包裝質(zhì)量。
2)供料平穩(wěn)、無(wú)沖擊 , 保證被包裝工件或機(jī)構(gòu)桿件不受損壞。
3)供料機(jī)構(gòu)的適應(yīng)范圍廣 , 以減少因產(chǎn)品規(guī)格變化而更改機(jī)構(gòu)桿件的種類及停車時(shí)間。
4)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 、工作可靠 , 以降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及維修費(fèi)用。
3自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)
由于產(chǎn)品的品種繁多 、形式多樣 , 因此, 包裝機(jī)自動(dòng)供料裝置的種類很多。本文以方便針包裝機(jī)自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)為例, 對(duì)細(xì)長(zhǎng)桿類零件包裝機(jī)的自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。方便針的包裝采用如圖 1所示的形式, 首先將 6 支相同規(guī)格的方便針按規(guī)定的間隔排列并插在包裝紙上, 然后再將包裝紙裝入透明的塑料盒或紙袋中。
方便針包裝機(jī)供料裝置需滿足的具體要求是 :在包裝機(jī)的每一工作循環(huán)中, 將 6 支方便針從料斗中送出, 并按規(guī)定的間隔 (4mm)排列。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求和方便針的形狀、尺寸特點(diǎn)對(duì)包裝機(jī)自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)思和設(shè)計(jì), 并得到了四種設(shè)計(jì)方案, 方案示意圖如圖 2 ～ 圖 5 所示。

圖 1 包裝形式

圖 2 方 案 1

圖 3 方案 2

圖 4方案 3

圖 5方案 4
4供料機(jī)構(gòu)方案分析
在圖 2所示的方案 1中自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)的定量部分采用的是開(kāi)有六個(gè)接針槽的做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分針盤, 分針盤每旋轉(zhuǎn)一周, 從料斗中帶出 6 支針, 完成定量功能。當(dāng)?shù)谝恢п樎淙虢俞槹宓牡谝粋€(gè)導(dǎo)槽時(shí), 接針板開(kāi)始做等速運(yùn)動(dòng), 與分針盤保持同步, 以保證其余的 5支針?lè)謩e落入相應(yīng)的導(dǎo)向槽中,   從而實(shí)現(xiàn)定位功能。根據(jù)包
裝機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的要求, 通過(guò)合理地設(shè)計(jì)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的廓線, 實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。與其他方案相比, 該方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜, 但供料可靠性較高。圖 3所示的方案 2結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單, 其定位及定量功能均由作間歇運(yùn)動(dòng)的絲杠實(shí)現(xiàn), 但由于傳動(dòng)系統(tǒng)必須包含間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)而使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
圖 4、圖 5所示的方案 3、方案 4工作原理基本相同, 料斗的特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了定量功能, 依靠圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。其差別主要 在于定位部分略有差異, 目的均是為了提高插針機(jī)構(gòu)推桿的截面面積, 提高推桿剛度。方案 3采用串聯(lián)式凸輪 -連桿機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)推動(dòng)接有 6 支方便針的接針板作往復(fù)移動(dòng), 并使 6支方便針?lè)謩e落入插針導(dǎo)槽板的 6個(gè)導(dǎo)槽中, 為接下來(lái)的插針動(dòng)作做好準(zhǔn)備。在方案 4中, 同樣采用串聯(lián)式凸輪 -連桿機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)推動(dòng)接有 6支方便針的接針板作往復(fù)移動(dòng), 并在圖 5所示位置停歇, 以便插針機(jī)構(gòu)完成插針動(dòng)作。除上述四種方案外, 還有其他方案可供選擇, 如將料斗設(shè)計(jì)成往復(fù)擺動(dòng)的形式等。
上述四種方案優(yōu)劣的定量評(píng)價(jià)采用了評(píng)分法。
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用 10分制, “理想狀態(tài)”取為 10分, “不能用”取為 0分, 具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表 1 所示。方案的評(píng)價(jià)目標(biāo)主要包括 :工作性能、制造及運(yùn)行成本、運(yùn)行可靠性, 取其加權(quán)系數(shù)分別為 0.5、0.2、0.3。對(duì)上述四種方案各項(xiàng)性能的評(píng)分如表 2所示。按加權(quán)法求各方案總分:
N1 =0.5 ×9 +0.2 ×6 +0.3 ×8 =8.1 N2 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×9 =8.3 N3 =0.5 ×8 +0.2 ×7 +0.3 ×7 =7.5 N4 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×6 =7.4
由于 N2 >N1 >N3 >N4, 故方案 2最佳, 方案 1也是比較好的設(shè)計(jì)方案。在確定機(jī)械系統(tǒng)總體方案時(shí), 還應(yīng)考慮供料機(jī)構(gòu)與其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否易于實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、在整個(gè)機(jī)器中所占空間大小及其工作位置是否合理、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否易于實(shí)現(xiàn)等因素。最終確定了方案 2為方便針包裝機(jī)供料機(jī)構(gòu)的最佳設(shè)計(jì)方案, 并以此為依據(jù)完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
5結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)包裝機(jī)自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)的組成情況和基本要求進(jìn)行了論述, 對(duì)方便針包裝機(jī)供料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)。提出了四種自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案, 并分別對(duì)其工作原理及特點(diǎn)進(jìn)行闡述。根據(jù)自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)要求, 采用評(píng)分法對(duì)得到的自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和評(píng)估, 從四種設(shè)計(jì)方案中選出一種比較可行的包裝機(jī)自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案。

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