【正文】 多出一點點則可，所以采用適用瓶蓋直徑＜25～50mm，瓶蓋高度為35mm。生產(chǎn)效率的論證因為本潤滑油小包裝生產(chǎn)線由兩臺灌裝機(jī)（46灌/分鐘）、兩臺旋蓋機(jī)組成，所以旋蓋機(jī)的生產(chǎn)效率大于或等于灌裝機(jī)的生產(chǎn)效率即可，即大于或等于46灌/分鐘。而本設(shè)計的旋蓋機(jī)是雙旋蓋型的，效率達(dá)到50灌/分鐘，可以很好的銜接灌裝工序，滿足了生產(chǎn)線的需要。電源及電動機(jī)功率的論證而因為旋蓋頭數(shù)少，所需要的的力矩不大，而且生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率也不是很高，所以在選用電動機(jī)功率方面不必要太高的電機(jī)功率，選用一般型號的無刷直流電機(jī)則可。使用一般的工業(yè)設(shè)備用電380V 50Hz電源，方便設(shè)備的安裝使用。、小結(jié)本章在有產(chǎn)品設(shè)計要求的大前提下，確定了本設(shè)計的重要參數(shù)，并對其進(jìn)行了論證。為之后的工作作出了有力的依據(jù)，使以后的設(shè)計更為準(zhǔn)確、方便。第3章 構(gòu)件材料的選擇及論證、旋蓋機(jī)的組成本設(shè)計的旋蓋機(jī)主要由：電機(jī)、氣缸、電源控制按鈕、傳動系統(tǒng)、機(jī)座等五部分組成。、旋蓋電機(jī)、旋蓋電機(jī)選型：旋蓋機(jī)的驅(qū)動電機(jī)可以選用步進(jìn)電機(jī)，交直流電機(jī)，永磁同步電機(jī)以及其他一些特種電機(jī)。下面對這幾種電機(jī)的性能特點進(jìn)行比較，從而決定旋蓋電機(jī)選用的種類。步進(jìn)電機(jī)是離散運動的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、起動靈敏、停車準(zhǔn)確等性能。在負(fù)載能力的范圍內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)的這些關(guān)系不因電源電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動而變化，誤差不長期積累，可作為一種天然的數(shù)字控制的元件。存在著固有的低頻共振和高頻失步的主要缺點，前者在步進(jìn)電機(jī)運行過程中是不可逾越的，是產(chǎn)生振動、噪聲甚至失步的主要因素，特別是當(dāng)傳動比選擇不合適，使常用的進(jìn)給速度區(qū)正好處在步進(jìn)電機(jī)共振頻率附近時，將引起共振，使步進(jìn)電機(jī)失步，甚至不能運行。直流伺服電動機(jī)有優(yōu)良的控制性能，其機(jī)械特性和調(diào)速特性均為平行的直線，這是各類交流電動機(jī)所沒有的特性。但直流電機(jī)機(jī)械電刷和換向器這間是強迫接觸，造成它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差，變化的接觸電阻、火花、噪聲、難維護(hù)等一系列問題影響了其調(diào)速精度和性能，從而影響了直流伺服電動機(jī)的應(yīng)用范圍。交流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、電機(jī)運行平穩(wěn)、噪聲小，但調(diào)速難、機(jī)械特性差、且控制特性是非線性的。并且由于轉(zhuǎn)子電阻大，損耗大，效率也低，因此比同容量直流伺服電機(jī)體積大、重量重。無刷直流電動機(jī)的損耗小、容量大、可靠性高、干擾小、壽命長，還可使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計得體積更小、重量更輕，起動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)動慣量小，因而動態(tài)特性好，同時還具有同步進(jìn)電機(jī)一樣的鎖相功能。另外無刷直流伺服電機(jī)有非常優(yōu)秀的線性機(jī)械特性，寬的調(diào)速范圍、簡單的控制電路等優(yōu)點。在需要精確定位，高速動作的場合和工業(yè)系統(tǒng)，目第3章 構(gòu)件材料的選擇及論證前大多采用無刷直流電動機(jī)伺服控制系統(tǒng)。這種高性能電機(jī)的采用不公提高了生產(chǎn)效率、降低能耗，而且大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量和提高了產(chǎn)品的價值。旋蓋機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩比較大，控制精度高，并且由于旋蓋電機(jī)轉(zhuǎn)動角度不大同時需要很好地對電機(jī)電流進(jìn)行精確控制，它需要的反應(yīng)速度以及良好的低速運行特性。因此，在設(shè)計旋蓋機(jī)系統(tǒng)時，選用無刷直流電機(jī)進(jìn)行旋蓋電機(jī)。具體的電機(jī)型號為Y8014,，滿載轉(zhuǎn)速為1390r/min,，質(zhì)量為17KG。、無刷直流電機(jī)的運行原理本節(jié)介紹無刷直流電動機(jī)的運行原理，先對無刷直流電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分析其換相原理以及各種進(jìn)行電機(jī)位置檢測的方式，并針對無刷直流電機(jī)三相星形繞組半控橋電路分析其工作原理，提出了各種無刷直流電機(jī)的調(diào)速方式。在無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型建立上，對其進(jìn)行簡化，提煉出無刷直流電機(jī)系統(tǒng)方框圖以及傳遞函數(shù)，并根據(jù)該模型進(jìn)行系統(tǒng)誤差分析。在無刷直流電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型兩方面，進(jìn)行了深入研究和介紹。、無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，它主要是由永磁電機(jī)本體、位置傳感器和電子換相器組成，下面就無刷直流電機(jī)這幾個組成部分進(jìn)行介紹。永磁無刷直流電機(jī)的電機(jī)本體由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子繞組一般分為三相且多采用整距集中式繞組；轉(zhuǎn)子則由永磁鋼按一定的極對數(shù)組成，轉(zhuǎn)子磁鋼的形狀呈弧形，磁極下定轉(zhuǎn)子氣隙磁通密度呈梯形分布。無刷直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不僅有傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，又有近年來出現(xiàn)的盤式結(jié)構(gòu)、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及線性結(jié)構(gòu)等新型形式。同時，伴有著新型永磁材料欽鐵姍的實用化，電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)越來越多樣化，使無刷直流電機(jī)正朝著高力矩、高精度、微型化和耐環(huán)境等多用途方向發(fā)展。電子換相器是由功率開關(guān)和位置信號處理電路構(gòu)成，主要用來控制定子各繞組通電的順序和時間。無刷直流電動機(jī)本質(zhì)上是自控同步電動機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場運動，因此，應(yīng)按一定的順序給定子各相繞組輪流通電，使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的定子磁場。無刷直流電動機(jī)的三相繞組中通過的電流是120度電角度（三相橋式中常見的一種功率開關(guān)通電方式，任何時刻只有兩相繞組通電）的方波，繞組在持續(xù)通過恒定電流的時間內(nèi)產(chǎn)生的定子磁場在空間是靜止不動的。而在開關(guān)換相期間，隨著電流從一相轉(zhuǎn)移到另一相，定子磁場隨之跳躍了一個電角度。而轉(zhuǎn)子磁勢則隨著轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這兩個磁勢的瞬時速度不同，但是平均速度相等，因此能保持“同步”。無刷直流電動機(jī)由于采用了自控式逆變器即電子換相器，電機(jī)輸入電流的頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持同步，電機(jī)和逆變器不會產(chǎn)生振蕩和失步，這也是無刷直流電機(jī)的優(yōu)點之一。位置傳感器在無刷直流電動機(jī)中起著檢測轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)位置信號處理電路處理后控制定子繞組換相，為功率開關(guān)電路電路提供正確的換相信息。由于功率開關(guān)的導(dǎo)通順序與轉(zhuǎn)子雷劈角同步，因而位置傳感器與功率開關(guān)一起，起著與傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的機(jī)械換向器和電刷相類似的作用。位置傳感器的種類比較多，可分為直接式和間接式，直接式位置傳感器，由于其檢測精度和可靠性高而被廣泛采用。典型的直接式位置傳感器有下列幾種：利用磁性旋轉(zhuǎn)圓盤的遠(yuǎn)近來改變固定部分的電感，并利用振蕩條件的變化來建立通斷信號。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，輸出電平高，適用于大中開支電動機(jī)。常見的磁敏式傳感器有霍爾元件、霍爾集成電路、磁敏電阻器及磁敏二極管等多種。其主要工作原理是電流的磁效應(yīng)，這包括霍爾效應(yīng)和磁陰效應(yīng)。它的轉(zhuǎn)子是永磁結(jié)構(gòu)，其極數(shù)與同步電動機(jī)的一樣，而定子用霍爾元件等磁敏元件來感受轉(zhuǎn)子磁極位置，發(fā)出相應(yīng)信號。這種方法信號較弱，且精度易受溫度影響，但體積較小，多用于中小型電動機(jī)。它是由跟隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的帶缺甲的導(dǎo)磁圓盤和固定不動的三只差動變壓器組成。轉(zhuǎn)動圓盤體現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置信號，差動變壓器作為檢測元件檢測轉(zhuǎn)子位置信號并向逆變器的控制電路輸出控制信號。這種方法結(jié)構(gòu)簡單、檢測可靠。它是由發(fā)光二極管和光敏晶體管等光電元件組成的電路，利用有槽口的旋轉(zhuǎn)圓盤的位置進(jìn)行通斷變化。這種方法檢測分辨率高，適用于高速運轉(zhuǎn)的電動機(jī)。間接式位置傳感器是利用電樞繞組的感應(yīng)電動勢間接檢測轉(zhuǎn)子位置。但是這種方法只能在有感應(yīng)電動勢的情況下有效。因此，所謂直流無刷電動機(jī)，就其基本結(jié)構(gòu)而言，可以認(rèn)為是一臺由電子開關(guān)電路、永磁式同步電動機(jī)以及位置傳感器三者組成的“電動機(jī)系統(tǒng)”。、無刷直流電機(jī)的基本工作原理為了更加清晰地闡述無刷直流電機(jī)的工作原理和特點。圖中采用光電器件作為位置傳感器，以3個功率晶體管VVV3構(gòu)成功率邏輯單元。光電器件的VPVPVP3安裝位置各相差120度，均勻分布在電機(jī)的一端。借助于安裝在電機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板（也稱為截光器）的作用，使得從光源射來的光線依次照射在各個光電器件上，并依照某一光電器件是否被照射到光線來判斷轉(zhuǎn)子磁極的位置。假定此時光電器件VP1被照射，從而使功率管V1呈導(dǎo)通狀態(tài)，電流注入繞組,假設(shè)該繞組電流同轉(zhuǎn)子磁極作用后所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子的磁極按照順時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)過120度以后，直接裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板也跟著同時旋轉(zhuǎn)，并遮住VP1而使VP2受光照射，從而使功率管V1截止，功率管V2導(dǎo)通，電流從繞組流出而流入繞組，使得轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)按順時針方向旋轉(zhuǎn)，并帶著遮光板同時沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極再次轉(zhuǎn)過120度以后，此時旋轉(zhuǎn)遮光板VP2已經(jīng)遮住而使VP3受光照身，從而使功率管V2截止，功率管V3導(dǎo)通，電流流入繞組，于是驅(qū)動轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過120度以后，重新開始下次360度的旋轉(zhuǎn)。上述過程可以看成是按一定順序換相通電的過程，或者說是磁場旋轉(zhuǎn)的過程。在換相過程中，定子各相繞組在工作氣隙中所形成的旋轉(zhuǎn)磁場是跳躍式運動的。這種旋轉(zhuǎn)磁場在一周內(nèi)有三種形態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù)120度。它們跟蹤轉(zhuǎn)子，并與轉(zhuǎn)子的磁場相互作用，能夠產(chǎn)生推動轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩。、氣缸、氣缸的工作原理、分類及安裝形式 普通雙作用氣缸 3－緩沖柱塞 2－活塞 4－缸筒 5－導(dǎo)向套 6－防塵圈7－前端蓋 8－氣口 9－傳感器 10－活塞桿 11－耐磨環(huán) 12－密封圈 13－后端蓋 14－緩沖節(jié)流閥以氣動系統(tǒng)中最常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來說明。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個腔。有活塞桿腔稱為有桿腔，無活塞桿腔稱為無桿腔。當(dāng)從無桿腔輸入壓縮空氣時，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負(fù)載推動活塞運動，使活塞桿伸出；當(dāng)有桿腔進(jìn)氣，無桿腔排氣時，使活塞桿縮回。若有桿腔和無桿腔交替進(jìn)氣和排氣，活塞實現(xiàn)往復(fù)直線運動。氣缸的種類很多，一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征、功能、驅(qū)動方式或安裝方法等進(jìn)行分類。分類的方法也不同。按結(jié)構(gòu)特征，氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種。按運動形式分為直線運動氣缸和擺動氣缸兩類。氣缸的安裝形式可分為1）固定式氣缸 氣缸安裝在機(jī)體上固定不動，有腳座式和法蘭式。2）軸銷式氣缸 缸體圍繞固定軸可作一定角度的擺動，有U形鉤式和耳軸式。3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上，可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運動。這種氣缸常用于機(jī)床上氣動卡盤中，以實現(xiàn)工件的自動裝卡。4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi)。、氣缸的技術(shù)參數(shù)1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設(shè)計計算與液壓缸類似，可參見液壓缸的設(shè)計計算。如雙作用單活塞桿氣缸推力計算如下：理論推力（活塞桿伸出）Ft1＝A1p （131）理論拉力（活塞桿縮回）Ft2＝A2p （132）式中 FtFt2——氣缸理論輸出力（N）；AA2——無桿腔、有桿腔活塞面積（m2）；P——氣缸工作壓力（Pa）。實際中，由于活塞等運動部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力，活塞桿的實際輸出力小于理論推力，稱這個推力為氣缸的實際輸出力。氣缸的效率 h 是氣缸的實際推力和理論推力的比值，即 （133）所以 （134）氣缸的效率取決于密封的種類，氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤滑狀態(tài)。此外，氣缸的運動速度、排氣腔壓力、外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會對效率產(chǎn)生一定的影響。2）負(fù)載率β 從對氣缸運行特性的研究可知，要精確確定氣缸的實際輸出力是困難的。于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時，常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率β定義為 （l3－5）氣缸的實際負(fù)載是由實際工況所決定的，若確定了氣缸負(fù)載率q，則由定義就能確定氣缸的理論輸出力，從而可以計算氣缸的缸徑。對于阻性負(fù)載，如氣缸用作氣動夾具，負(fù)載不產(chǎn)生慣性力，；對于慣性負(fù)載，如氣缸用來推送工件，負(fù)載將產(chǎn)生慣性力，負(fù)載率β的取值如下 β＜ 當(dāng)氣缸低速運動，v ＜100 mm/s時； β＜ 當(dāng)氣缸中速運動，v＝100～500 mm/s時； β＜ 當(dāng)氣缸高速運動，v ＞500 mm/s時。3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動的容積，稱這個容積為壓縮空氣耗氣量，一般情況下，氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量。4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動態(tài)特性是指在氣缸運動過程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力，溫度，活塞速度、位移等參數(shù)隨時間的變化情況。它能真實地反映氣缸的工作性能。、氣缸的選型及計算：氣缸的選型步驟：氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。下面以單活塞桿雙作用缸為例介紹氣缸的選型步驟。（1）氣缸缸徑。根據(jù)氣缸負(fù)載力的大小來確定氣缸的輸出力，由此計算出氣缸的缸徑。（2）氣缸的行程。氣缸的行程與使用的場合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選用滿行程。（3）氣缸的強度和穩(wěn)定性計算（4）氣缸的安裝形式。氣缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和使用目的等因素決定。一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等），應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在活塞桿除直線運動外，還需作圓弧擺動時，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應(yīng)選用相應(yīng)的特種氣缸。（5）氣缸的緩沖裝置。根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置。（6）磁性開關(guān)。當(dāng)氣動系統(tǒng)采用電氣控制方式時，可選用帶磁性開關(guān)的氣缸。（7）其它要求。如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需在活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需選用無給油或無油潤滑氣缸。氣缸直徑計算氣缸直徑的設(shè)計計算需根據(jù)其負(fù)載大小、運行速度和系統(tǒng)工作壓力來決定。首先，根據(jù)氣缸安裝及驅(qū)動負(fù)載的實際工況，分析計算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載F，再由氣缸平均運行速度來選定氣缸的負(fù)載率q，初步選定氣缸工作壓力（ MPa～ MPa），再由 F／q，計算出氣缸理論出力Ft，最后計算出缸徑及桿徑，并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實際所需的缸徑和桿徑本設(shè)計共用到四個氣缸，兩個定位氣缸，兩個升降氣缸。綜合以上幾點，最終選擇的定位氣缸型號為c95k，升降氣缸型號為cp95s、電源控制按鈕：電源控制按鈕選用LA158系列控制按鈕開關(guān)，該控制開關(guān)具有復(fù)位按鈕、自鎖按鈕、帶燈按鈕、蘑菇鈕