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小袋包装机中摇块式摆动导杆滑槽间歇机构的运用

发布时间:2007/2/9 13:30:12
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   全自动计量杯式小袋充填包装机是集机、电、光、仪、气于一体的自动化程度较高的*产品。近几年来,我国在引进、吸收*的基础上,不断革新和创造,生产出适合我国国情的新一代全自动小袋包装机,主要性能指标达到了国外*水平。因量杯充填式小袋包装机结构简单,充填速度快,在国内得到了广泛应用。但在部分采用量杯旋转盘连续式旋转,此方式易影响物料充填的精度,主要导致充填不足和排料不*。为解决此问题,本文在包装速度为每分钟60袋、充填量为1.0kg条件下,保证计量杯有充足的时间加料和排料,对几种间歇机构进行了研究。

     间歇机构在全自动包装机上型式很多,如棘轮机构、不*齿轮机构、马尔它机构、福格森机构及其变异机构等。棘轮机构与不*齿轮机构结构简单,但始动与停止有严重冲击存在,若减少冲击,保证主动件顺利进入和退出啮合,需加设一套减小冲击机构,这样会导致机构复杂。马尔它机构也称为槽轮机构,有主动拨盘、从动槽轮、拨销及机架组成,结构简单、工作可靠、效率较高、制造简便;但可调性差,磨损后不易修复,维修费用高,难以保证*工作,另外也有一定柔性冲击。福格森机构工作可靠、转位、冲击小且动力特性好,是实现间歇运动的较好方式,但设计和制造较复杂,精度要求高,国内山东有一厂家生产,其售价为一台国产全自动包装机成本价的1/3~1/4;半自动包装机的1/3~1/2,所以此种价格难以实现包装机生产企业的批量生产。

     针对上述几种机构的不足,本文选用摇块式摆动导杆滑槽作为量杯计量式的间歇机构,此机构结构简单、制造简便、价格低廉、冲击较小、工作可靠。

1 传动系统结构组成与工作原理

    该传动系统主要由电机、调速与减速机构、摇块式摆动导杆滑槽间歇机构,同步齿形带传动机构等组成,见图1。


    电机输出的转速经调速与减速机构转换成所需的转速传输给间歇机构,间歇机构与一对分度圆锥角成90°的直齿圆锥齿轮相联,经转向后又通过同步齿形带传动机构将动力传给量杯计量装置。

1.1 量杯计量装置

     该装置主要由储料斗、刮板室、上转盘、计量杯、下转盘、杯盖机构及调整机构等组成,见图1。储料斗固定在与包装机机架上平面相联的两立柱上,刮板室又定位在储料斗上,上转盘、计量杯(上量杯、调整杯)、下转盘、杯盖机构组成一运动整体,传动系统传递来的动力通过主轴带动上转盘工作,上转盘又将动力通过与其固结的上量杯传递给调整杯、下转盘、杯盖机构以实现量杯计量装置的运动与停歇。其中的精度调节是通过调整机构将上下运动传给下转盘来改变计量杯内的容积。另外杯盖机构是一杯一盖,与下转盘相联,通过导轨实现闭合和打开。

1.2 摇块式摆动导杆滑槽间歇机构

   该机构结构见图2。旋转轮与电机减速和调速机构驱动轴固联,摆动导杆一端与旋转轮盘面上的销轴铰接,另一端与摇块用移动副相联,摇块可在摆动导杆内既滑动又摆动,转位盘外沿均匀分布一定数目槽形齿,与摆动导杆中部固结的一拨块啮合或脱开,带动与其共轴一圆锥齿轮转动或停歇。


1.3 系统工作原理

    当电机将动力经调速与减速器传给旋转盘,驱动旋转盘工作,在旋转盘匀速旋转一周,转位盘借助摆动导杆的单程角位移,单向转过2β0=2π/z的的角度(z为转位盘的齿数),同时旋转轮在转过2ao时,摆动导杆上固结的拨块与转位盘啮合,实现量杯计量装置的转动,与转位盘同角位移的量杯旋转盘和其它装置也转过2β0角度;在旋转轮旋转2π-2ao时,拨块与转位盘脱离,实现工位停歇,在停歇阶段需完成两个工序,即计量杯进料和计量杯排料。排料动作由杯盖机构完成。

2 间歇机构基本参数的确定

2.1 工作特性系数!(也称动停比)


比,但也与量杯旋转盘上量杯数有关,为设计方便,常大小相等,所以z直接影响机器的性能。若单位时间的充填量一定时,z太少,设备运转时加速度变化大、工作性能差,易产生冲击和振动;z太多,不仅导致转位盘尺寸变大,而且量杯旋转盘上的量杯数也增多,其尺寸也会变大,所以对全自动小袋包装机而言,z取5~8较好。再由式(1)、(2)、(3)、(4)推出工作特性系数k的另一表达式:



4 机构锁定

   摇块式摆动导杆间歇机构因定位精度不高,特别是在系统惯性大且摩擦阻力较小、转速较快或要求定位精度高的场合,需设计锁定机构。但本传动系统转速为每分钟只有10转,可知转速较低,系统质量也不大,系统在运行过程中产生的惯性也就不大,定位精度可通过其它机构设计来满足要求。所以本系统未加设锁定机构。

5 结论

(1)此间歇机构在启停始末,角速度与角加速度较小,运动较平稳,所以较能满足量杯计量装置的进排料要求。

(2)经对转位盘槽齿数进行分析得出,转位盘槽齿数越多,冲击越小,运动越平稳。故此机构选槽齿数为-。                              张国全----武汉工业学院机械工程系包装教研室

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