3 星型拔瓶輪設計及計算

3 星型拔瓶輪設計及計算4 / 43.1 星形撥瓶輪方 案的確定3.1.1 星形撥瓶輪原理 此機構是將灌裝機的限位機構送來的瓶子，準確地送入灌機中的升降機構或灌滿的瓶子 從升降機構取下送入 傳送帶的機構。將定量的液體物 料(簡稱液料)充填入包裝容器內(nèi)的機器稱為灌裝機械。因為所要灌入的液體具有流動性，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、星形撥輪和弧形導板相結合用于容器的輸入；同時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圖1分件供送螺桿-弧形導板 -行星撥輪4圓柱形容器 3。1.2 星形撥瓶輪結構 星形撥輪的結構雖然簡單，齒槽形狀確實千變?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中的升降機構要求，但是性能、結構、經(jīng)濟以及穩(wěn)定性的要求不同,要確定那種方案必須根據(jù)設計的要求而定。瓶子從輸送帶送過來將堆擠到一起，因此就應該設計相應的可以起到瓶的限位機構的作用。在這次課題中運用了分件供送螺桿裝置，這就要求在設計撥輪槽時采用一定弧度可以起到限時、限位的作用.(a）和（）適合供送單個圓柱形容器,（c）適合供送單個長方形容器,（d）適合供送多個多種體形的容器。從制造角度看,本設計根據(jù)容器外形和輸送方式,宜采用(b)方案。 圖 。2 典型星形撥輪簡圖 撥輪的尺寸要求以能很平穩(wěn)的輸送瓶子。如圖 3.3 所示,通過類比實驗，Rc與灌裝機主體中的撥瓶螺桿有關. 若撥輪的外接圓與灌裝 機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調(diào)整。 圖 .3 撥輪截面圖 撥瓶輪主要 結構參數(shù)設計計算 3。. 1撥瓶輪齒槽數(shù)（齒數(shù))確定設要設計星形撥輪齒數(shù)為 b，灌裝機的生產(chǎn)能力為Q，撥輪主軸轉(zhuǎn)速為 n ，依據(jù)單位時間內(nèi)供瓶數(shù)應等于出瓶數(shù)（不考慮灌裝過程中出現(xiàn)爆瓶現(xiàn)象)。則 = 0n 'Zb （。1) 式中， Z 齒數(shù)； Q 生產(chǎn)能力,瓶/時； n 轉(zhuǎn)速, rad /i. 撥瓶輪齒數(shù)由Z b=Q 0 確定.已知 灌裝機得生產(chǎn)能力 Q= 900 瓶/時，初步確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速與灌裝 機 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 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 設撥輪節(jié)圓半徑為 Rb, b 為行星撥輪的節(jié)距,因為容器以等間距定時供送,則 2p ×Rb= Cb × Z (3。2)Rb = b × Z 2p （。3） 對于旋轉(zhuǎn)灌裝機來講，Cb 應等于灌裝閥的節(jié)距。 在確定灌裝機整體尺寸時確定的灌裝閥節(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,對 C ，Rb進行優(yōu)化設計，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選用對酒瓶不會造成有磨損，擊碎的現(xiàn)象。故選用尼龍 01 材料。其結構如圖 34所示 撥輪 2-撥輪盤 撥輪軸 4傳動齒輪圖3。5 撥瓶輪結構示意圖 撥輪中的尺寸 h 和 R 均由容器瓶的高度和直徑來確定。它與灌裝機中撥輪盤花齒尺寸有關,撥輪的尺寸以能很平穩(wěn)地 輸送瓶子為原 則，可用類比或?qū)嶒瀬頉Q定。設計時尺寸 R地決定方法;因為 Rc 與灌裝機主體中地撥瓶輪花盤有關，若撥輪外接圓與灌裝機主體中撥瓶花盤地外接圓相切時R 等于瓶子半徑；若與灌裝機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大轉(zhuǎn)盤撥瓶子的時候，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，尺寸 Rc 也應大于瓶子的半徑，這可以由實驗結果得知。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，的高度是由瓶高來確定的，瓶子確定的高度是80m,撥瓶輪的厚度可以根據(jù)設計時按設計者給定的值。撥瓶輪給的厚度是0m,容器瓶從輸送帶過來瓶底離下?lián)芷堪宓木嚯x確定為20 m，設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 撥瓶輪的相對運動撥輪的結構比較簡單，設計時主要考慮齒槽形狀。在包裝容器的供送過程中，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運動?？梢杂煤喕嫹ū硎緭芷枯喤c容器瓶的相對運動。 實用中，多將星形撥輪與分件供送螺桿組合在一起,對此應指出一些特殊的設計要求。設撥輪的節(jié)圓直徑 D(半徑為 R），齒槽數(shù)為Z ，主軸轉(zhuǎn)速n，則 對旋轉(zhuǎn)型灌裝機， 等于灌裝閥的節(jié)距至于能否取整數(shù),則與整個結構數(shù)據(jù)有關。在此前提下，決定不僅要考 慮撥輪的外輪廓尺 寸和齒槽的結構形式，也要便于等分提高制造精度.實踐表明，為合理設計星形撥輪齒槽的結構形式，必須深入研究它同被供送瓶罐的相對運動關系。如圖3。6 所示,通過撥輪主軸 O 取一靜坐標系 oy ，在通過該點及任一齒槽中心 C取一動坐標系xO 。初始時二系的橫縱坐標軸對應重合，其次由 C 一點引節(jié)圓切線分別截取兩個線段，令 ，。已論證。 設星形撥輪以等角速度做逆時針方向轉(zhuǎn)動,經(jīng)時間 t 轉(zhuǎn)過角度,相應的齒槽中心 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,。在此過程中,物件相對撥輪軌跡即為曲線-a'0，若以物件中心絕對運動軌跡上的點的極坐標（，)表示在動坐標中的位置，從圖示幾何關系可寫出： 此即瓶罐與撥輪的相對運動方程，借以上兩式畫出瓶罐的相對運動軌跡及其外輪廓線，是以確定撥輪齒槽的形狀尺寸,同時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題,應進一步運用解析法加以剖析. 設齒槽半徑（即瓶 罐主題部位半徑） r 所對應的 撥輪中心角為 Y ,瓶罐相對 運動軌跡終點 c的切線與該點撥輪矢徑的夾角為gb ,那么保證嚙入不干涉的基本條件應為文中如有不足，請您指教！