3 星型拔瓶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算

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1、3 星型拔瓶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算4 / 43.1 星形撥瓶輪方 案的確定3.1.1 星形撥瓶輪原理 此機(jī)構(gòu)是將灌裝機(jī)的限位機(jī)構(gòu)送來(lái)的瓶子，準(zhǔn)確地送入灌機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)或灌滿的瓶子 從升降機(jī)構(gòu)取下送入 傳送帶的機(jī)構(gòu)。將定量的液體物 料(簡(jiǎn)稱液料)充填入包裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為灌裝機(jī)械。因?yàn)樗嗳氲囊后w具有流動(dòng)性，所以所用的容器一般為剛性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶（或罐)、金屬罐、復(fù)合紙盒等。如圖 3 所示，輸送鏈帶、分件供送螺桿、星形撥輪和弧形導(dǎo)板相結(jié)合用于容器的輸入；同時(shí)撥輪也用于容器的輸出。圖 3.1 供送螺桿與行星撥輪組合簡(jiǎn)圖1分件供送螺桿-弧形導(dǎo)板 -行星撥輪4圓柱形容器 3。1.2 星形撥瓶輪結(jié)構(gòu) 星

2、形撥輪的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，齒槽形狀確實(shí)千變?nèi)f化。圖32 所示的四種形狀都能滿足將灌裝容器送入灌裝機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)要求，但是性能、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)以及穩(wěn)定性的要求不同,要確定那種方案必須根據(jù)設(shè)計(jì)的要求而定。瓶子從輸送帶送過(guò)來(lái)將堆擠到一起，因此就應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)的可以起到瓶的限位機(jī)構(gòu)的作用。在這次課題中運(yùn)用了分件供送螺桿裝置，這就要求在設(shè)計(jì)撥輪槽時(shí)采用一定弧度可以起到限時(shí)、限位的作用.(a）和（）適合供送單個(gè)圓柱形容器,（c）適合供送單個(gè)長(zhǎng)方形容器,（d）適合供送多個(gè)多種體形的容器。從制造角度看,本設(shè)計(jì)根據(jù)容器外形和輸送方式,宜采用(b)方案。 圖 。2 典型星形撥輪簡(jiǎn)圖 撥輪的尺寸要求以能很平穩(wěn)的輸送瓶子。如圖

3、 3.3 所示,通過(guò)類比實(shí)驗(yàn)，Rc與灌裝機(jī)主體中的撥瓶螺桿有關(guān). 若撥輪的外接圓與灌裝 機(jī)主體中撥瓶螺桿的外接圓相交，則 c 尺寸大于瓶子半徑。撥輪通常用不銹鋼 或酚醛樹脂板制作，成雙平放緊固在主軸端部,其高度和間距可根據(jù)被供送瓶罐的主題部位及其中心位置加以適當(dāng)調(diào)整。 圖 .3 撥輪截面圖 撥瓶輪主要 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 3。. 1撥瓶輪齒槽數(shù)（齒數(shù))確定設(shè)要設(shè)計(jì)星形撥輪齒數(shù)為 b，灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力為Q，撥輪主軸轉(zhuǎn)速為 n ，依據(jù)單位時(shí)間內(nèi)供瓶數(shù)應(yīng)等于出瓶數(shù)（不考慮灌裝過(guò)程中出現(xiàn)爆瓶現(xiàn)象)。則 = 0n Zb （。1) 式中， Z 齒數(shù)； Q 生產(chǎn)能力,瓶/時(shí)； n 轉(zhuǎn)速, rad /i. 撥瓶

4、輪齒數(shù)由Z b=Q 0 確定.已知 灌裝機(jī)得生產(chǎn)能力 Q= 900 瓶/時(shí)，初步確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速與灌裝 機(jī) 大 轉(zhuǎn) 盤 主 軸轉(zhuǎn)速的比例 為 i= 4。大 轉(zhuǎn) 盤 主 軸 轉(zhuǎn) 速 根 據(jù) 計(jì) 算 得 出 1=7 rad /n.則可以確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速 n=2rad/mn。撥瓶輪齒數(shù) Zb： Z= Q / 6n =00/ 28 =5。36:選取撥輪齒數(shù) Z=.32 2 撥瓶輪節(jié)圓半徑的確定 設(shè)撥輪節(jié)圓半徑為 Rb, b 為行星撥輪的節(jié)距,因?yàn)槿萜饕缘乳g距定時(shí)供送,則 2p Rb= Cb Z (3。2)Rb = b Z 2p （。3） 對(duì)于旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)來(lái)講，Cb 應(yīng)等于灌裝閥的節(jié)距。 在確定灌裝機(jī)

5、整體尺寸時(shí)確定的灌裝閥節(jié)距尺寸 Cb =20m. 用 Cb 帶入得: Rb = C Zb / p (34) = 120 6 /p =114.mm 根據(jù)檢驗(yàn),對(duì) C ，Rb進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后確定 Cb=120mm，Rb11m。 3 。 3 撥瓶輪其它尺寸的確定 在本課題中灌裝容器是啤酒瓶，因此撥瓶輪的材料在選擇上應(yīng)選用對(duì)酒瓶不會(huì)造成有磨損，擊碎的現(xiàn)象。故選用尼龍 01 材料。其結(jié)構(gòu)如圖 34所示 撥輪 2-撥輪盤 撥輪軸 4傳動(dòng)齒輪圖3。5 撥瓶輪結(jié)構(gòu)示意圖 撥輪中的尺寸 h 和 R 均由容器瓶的高度和直徑來(lái)確定。它與灌裝機(jī)中撥輪盤花齒尺寸有關(guān),撥輪的尺寸以能很平穩(wěn)地 輸送瓶子為原 則，可用類比

6、或?qū)嶒?yàn)來(lái)決定。設(shè)計(jì)時(shí)尺寸 R地決定方法;因?yàn)?Rc 與灌裝機(jī)主體中地?fù)芷枯喕ūP有關(guān)，若撥輪外接圓與灌裝機(jī)主體中撥瓶花盤地外接圓相切時(shí)R 等于瓶子半徑；若與灌裝機(jī)主體中撥瓶花盤地外接圓相交,則尺寸 R 大于瓶子的半徑。而且撥輪在往灌裝機(jī)大轉(zhuǎn)盤撥瓶子的時(shí)候，為了能使瓶子均勻穩(wěn)定地輸送到大轉(zhuǎn)盤而不被撥回來(lái)，尺寸 Rc 也應(yīng)大于瓶子的半徑，這可以由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知。由已知給定的參數(shù)瓶子半徑R3mm，則可確定尺寸 Rc+（23）m,即 Rc=3mm。 如圖 3。5 所示，的高度是由瓶高來(lái)確定的，瓶子確定的高度是80m,撥瓶輪的厚度可以根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)按設(shè)計(jì)者給定的值。撥瓶輪給的厚度是0m,容器瓶從輸送帶過(guò)來(lái)瓶底離

7、下?lián)芷堪宓木嚯x確定為20 m，設(shè)該課題給定的容器瓶瓶頸為5mm, 直徑為 70mm 的瓶身高出上撥瓶板為30mm,保證瓶子的重心在兩齒的中心附近。 3包裝容器與 撥瓶輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)撥輪的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮齒槽形狀。在包裝容器的供送過(guò)程中，容器在末端堆擠在一起，要使不同形狀的包裝容器順利導(dǎo)入撥輪齒槽，即齒槽不與撥輪發(fā)生碰撞，必須合理確定齒槽形狀。為此,要分析被供送包裝容器與撥輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？梢杂煤?jiǎn)化畫法表示撥瓶輪與容器瓶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 實(shí)用中，多將星形撥輪與分件供送螺桿組合在一起,對(duì)此應(yīng)指出一些特殊的設(shè)計(jì)要求。設(shè)撥輪的節(jié)圓直徑 D(半徑為 R），齒槽數(shù)為Z ，主軸轉(zhuǎn)速n，則 對(duì)旋轉(zhuǎn)型灌

8、裝機(jī)， 等于灌裝閥的節(jié)距至于能否取整數(shù),則與整個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)有關(guān)。在此前提下，決定不僅要考 慮撥輪的外輪廓尺 寸和齒槽的結(jié)構(gòu)形式，也要便于等分提高制造精度.實(shí)踐表明，為合理設(shè)計(jì)星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式，必須深入研究它同被供送瓶罐的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。如圖3。6 所示,通過(guò)撥輪主軸 O 取一靜坐標(biāo)系 oy ，在通過(guò)該點(diǎn)及任一齒槽中心 C取一動(dòng)坐標(biāo)系xO 。初始時(shí)二系的橫縱坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)重合，其次由 C 一點(diǎn)引節(jié)圓切線分別截取兩個(gè)線段，令 ，。已論證。 設(shè)星形撥輪以等角速度做逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間 t 轉(zhuǎn)過(guò)角度,相應(yīng)的齒槽中心 b 移至b ，而瓶罐中心以初速度等加速度 移至 a,令 ，由于其末速度，因此；式中,。在此過(guò)程中,物件相對(duì)撥輪軌跡即為曲線-a0，若以物件中心絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡上的點(diǎn)的極坐標(biāo)（，)表示在動(dòng)坐標(biāo)中的位置，從圖示幾何關(guān)系可寫出： 此即瓶罐與撥輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，借以上兩式畫出瓶罐的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡及其外輪廓線，是以確定撥輪齒槽的形狀尺寸,同時(shí)做出是否需切齒修整的判斷。但是，要想從根本上解決兩者互不干涉的問(wèn)題,應(yīng)進(jìn)一步運(yùn)用解析法加以剖析. 設(shè)齒槽半徑（即瓶 罐主題部位半徑） r 所對(duì)應(yīng)的 撥輪中心角為 Y ,瓶罐相對(duì) 運(yùn)動(dòng)軌跡終點(diǎn) c的切線與該點(diǎn)撥輪矢徑的夾角為gb ,那么保證嚙入不干涉的基本條件應(yīng)為文中如有不足，請(qǐng)您指教！