【正文】 第一節(jié) 概述第二節(jié) 作往復(fù)運動的裹包執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計 明月幾時有，把酒問青天。 　　不知天上宮闕，今夕是何年。 　　我欲乘風(fēng)歸去。又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒，起舞弄清影， 何似在人間。 　　轉(zhuǎn)朱閣，低綺戶，照無眠。 　　不應(yīng)有恨，何事長向別時圓。 　　人有悲歡離合，月有陰晴圓缺，此事古難全。 　　但愿人長久，千里共嬋娟 1? 裹包機的種類很多 ,隨著機器所完成的裹包方式及其包裝的物品和所用包裝材料的不同 ,各種裹包機的生產(chǎn)率有著很大的差異。但總的說來 ,其基本特點是 :速度高 (例如 ,糖果裹包機的生產(chǎn)率有的高達 30pcs/s),應(yīng)設(shè)法改變機械動力特性 (振動與噪聲 )及潤滑磨損等問題 。再有 ,執(zhí)行機構(gòu)多 ,要求各執(zhí)行機構(gòu)具有較高的運動精度和準(zhǔn)確的動作配合關(guān)系。因此 ,必須采用新技術(shù)不斷提高設(shè)計和制造裹包機的水平。 ? 主頁 下一頁2? 1)推料：將被包裝物品和包裝材料由供送工位移送到包裝工位。移送時 ,有的還要完成一些折紙工序。? 2)折紙：使包裝材料圍繞被包裝物品進行折疊裹包。根據(jù)折紙部位的不同 ,可分為端面折紙、側(cè)面折紙等。? 3)扭結(jié)：在圍繞被包裝物品裹成筒狀的包裝材料的端部 ,完成扭轉(zhuǎn)封閉。? 4)涂膠：將粘合劑涂在包裝材料上。? 5)熱封：對包裝材料加熱封合。? 6)切斷：將串連在一起的裹包件加以分離。? 7)成型：使包裝材料圍繞被包裝物品形成筒狀。? 8)纏包：將包裝材料纏繞在被包裝物品上。? 主頁 下一頁34 一種折疊式裹包機的工藝路線圖 ,大體上表示用防潮玻璃紙裹包卷煙小包的全過程。輸送帶 14將被包裝物品 13送到工位 Ⅰ ,然后借水平步進式推料機構(gòu) 12(參閱圖 )使之前移。送紙輥 11的表面勻布許多與真空室相通的小孔 ,以便吸附包裝材料 10并送至預(yù)定位置。當(dāng)推料板 12將物品 13推送到工位 II時 ,包裝材料遂被固定折紙板裹成 “ㄈ ”形。接著 ,側(cè)面折紙板 l向上運動將包裝材料折成 “□”形。托板 2上升后 ,將物品上移一定距離 ,包裝材料又被固定折紙板 (圖中未示 )折成 “ ”形。在工位 III,側(cè)面熱封器 3將搭接在各個物品側(cè)面的包裝材料加以熱壓封合；待壘滿四個物品后 ,折角器 9對移至頂部的物品兩端伸出的包裝材料進行折角 ,并將物品移向工位 Ⅳ ,在移送過程中由固定折角器 (圖中未示 )完成另一側(cè)折角。到工位 Ⅵ ,端面折紙板 4將兩端下部的包裝材料向上折疊 ,然后托板 5將物品向上推送 ,推送過程中兩端上部的包裝材料又被固定折紙板 (圖中未示)折疊。在工位 V,端面熱封器 6和 8對兩端的包裝材料熱壓封合；待壘滿四個物品后 ,由推板 7將頂部的兩個已裹包好的成品輸出。 5 ? ? 上一頁 主頁 下一頁6 ? 因要求側(cè)面折紙板 1和端面折紙板 6作同步運動 ,故將它們固聯(lián) ,由凸輪 28驅(qū)動。托板 2和 7也作同步運動 ,故也將它們固聯(lián) ,由凸輪 27驅(qū)動。側(cè)面熱封器 5和端面熱封器 11雖然工作行程方向各不相同 ,但其行程大小和工作時間是一致的 ,由圓柱凸輪 3經(jīng)齒輪 4同時驅(qū)動。折角器 8由偏心輪 13驅(qū)動。輸出推板 10由凸輪 12驅(qū)動。步進式推料機構(gòu) (即推料板 23)借偏心輪 2 29驅(qū)動按預(yù)定平面曲線軌跡運動 ,將被包裝物品由工位 I逐次推送到工位 Ⅱ 為止 (參閱圖 )。 壓紙輥 18和牽引輥 24將包裝材料 15和撕裂帶 16夾緊并向前供送。切口刀 19可將已粘合在包裝材料上的撕裂帶切成一個 “ U” 形切口 ,它由一對非圓齒輪 17傳動而作非勻速轉(zhuǎn)動 ,調(diào)節(jié)一對非圓齒輪 17在其軸上的周向位置 ,能改變切口刀切撕裂帶時的角速度 ,從而可改變 “ U” 形切口的長度。切紙刀 20將包裝材料和撕裂帶切斷 ,由于牽引輥 24的表面上勻布許多與真空室相通的小孔 ,所以包裝材料被切斷后仍被吸附在牽引輥表面上。當(dāng)牽引輥表面上的小孔轉(zhuǎn)至與送紙輥 25接觸時被解除真空 ,包裝材料遂被送紙輥 25(其表面也勻布許多與真空室相通的小孔 )吸附過去 ,并被送到預(yù)定位置。 ? 上一頁 主頁 下一頁 7? 顯然 ,為了完成裹包操作 ,裹包執(zhí)行構(gòu)件與被包裝物品及包裝材料之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)南鄬\動。其中 ,有的物品及包裝材料不動 ,而執(zhí)行構(gòu)件運動；有的執(zhí)行構(gòu)件不動 ,而物品及包裝材料運動；還有的物品及包裝材料同執(zhí)行構(gòu)件都要運動 ,但速度互不相同。? 對靜止的執(zhí)行構(gòu)件 ,只需作結(jié)構(gòu)設(shè)計。而對運動的執(zhí)行構(gòu)件卻要根據(jù)裹包操作的要求 ,選擇和設(shè)計合適的機構(gòu)使之實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律。? 上一頁 主頁 下一頁8? 往復(fù)運動? 平面曲線運動? 空間曲線運動? 勻速轉(zhuǎn)動? 非勻速轉(zhuǎn)動上一頁 主頁 下一頁書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。9 對執(zhí)行構(gòu)件作往復(fù)運動的裹包執(zhí)行機構(gòu)有如下工作要求 :? 1)位移 :執(zhí)行構(gòu)件作直線或擺動往復(fù)運動的總位移量 ,分別用表示。? 2)動停時間 :執(zhí)行構(gòu)件的工作行程和回程運動時間、停留時間及總位移量 ,都是已知值。根據(jù)工作行程或回程運動的起始端和終止端有無停留 ,可將往復(fù)運動分為 :? 無停留往復(fù)運動 。在行程的兩端和中途均無停留 。? 單停留往復(fù)運動 。只在行程的起始端或者終止端有停留 。? 雙停留往復(fù)運動 。在行程的兩端均有停留。? 上述三種往復(fù)運動是常用的。此外 ,還有在行程的中途作一次或多次停留的 ,或者在一個工作周期內(nèi)作多次不同行程和動停時間的往復(fù)運動等。? 3)運動速度 :有兩種情況 ,一種為裹包操作要求執(zhí)行構(gòu)件必須按某種規(guī)律運動 ,如作等速運動 ,或與其它執(zhí)行構(gòu)件作同步運動等；另一種為裹包操作對執(zhí)行構(gòu)件的運動速度無特殊要求 ,則可根據(jù)工作條件和結(jié)構(gòu)自選合適的運動規(guī)律。裹包執(zhí)行機構(gòu)大都屬于后一種情況。 ? 上一頁 主頁 下一頁 10 凸輪機構(gòu)工作可靠、布局方便 ,特別是它能使從動桿實現(xiàn)任意的運動規(guī)律 ,因而在裹包機中應(yīng)用廣泛。下面結(jié)合具體應(yīng)用，著重討論選擇從動系統(tǒng)的運動形式設(shè)計問題，而確定參數(shù)這個問題不作為重點。 (一 )從動系統(tǒng)的形式 選擇從動系統(tǒng) ,要求構(gòu)件數(shù)目少、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單。為此 ,應(yīng)盡量采用由凸輪直接驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件的方案。但這不是經(jīng)常能實現(xiàn)的。對設(shè)計裹包機來說 ,有時還必須通過中間傳動件 ,如執(zhí)行構(gòu)件遠離凸輪軸、擺動執(zhí)行構(gòu)件的角位移過大、或者為減小凸輪幾何尺寸以及便于布局等可考慮如下四種中間傳動形式。上一頁 主頁 下一頁 11. 上一頁 主頁 如圖 (a)、 (b)所示 ,從動桿 AB與執(zhí)行構(gòu)件的運動關(guān)系分別為 :式中 : — 從動桿的擺角； — 與從動桿固連的扇形齒輪節(jié)圓半徑； s— 直動執(zhí)行構(gòu)件的直線位移 。 — 擺動執(zhí)行構(gòu)件的角位移； — 與擺動執(zhí)行構(gòu)件固聯(lián)的扇形齒輪節(jié)圓半徑。12 如圖 ,(a)圖為直動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)從動桿 AB處于行程中間位置時 ,若使它與執(zhí)行構(gòu)件的運動軌跡相垂直 ,則 同理 ,對于 (b)圖所示的擺動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)從動桿 AB處于行程中間位置時 ,若使它與固定桿 AD相重疊 ,則13 如圖 ,(a)圖為直動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)從動導(dǎo)桿 AB處于行程中間位置時 ,若使它與直動執(zhí)行構(gòu)件的運動軌跡相垂直 ,則 (67) (68)同理 ,對于 (b)圖所示的擺動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)從動桿 AB處于行程中間位置時 ,若使它與固定桿AD相重疊 ,則 (69)(69)(69) (610)式中 : e— 從動桿的 A點與直動執(zhí)行構(gòu)件滾子中心 B的運動軌跡線之間的距離； c— 擺動執(zhí)行構(gòu)件的有效長度； 其余符號同前。14 如圖 ,(a)圖為直動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)從動桿 AB處于行程中間位置時 (此時執(zhí)行構(gòu)件不一定處于行程中間位置 ),若使它與直動執(zhí)行構(gòu)件的運動運動軌跡相垂直 ,則 （ 611）式中 : b— 連桿 BC的長度； 其余符號同前。 當(dāng) b較大 ,而又較小時 ,可用式 (64)代替作近似計算。（ 612）15圖 從動型從動系統(tǒng)方案1執(zhí)行構(gòu)件 ,2從動桿 ,3主動凸輪 對于圖 (b)所示的擺動執(zhí)行構(gòu)件 ,當(dāng)桿 AB和 CD各自 的行程中間位置互相平行 (不是兩桿件同時到達行程中間位置 )時 ,則16 AB、 CD兩桿件的運動關(guān)系式為 (614)以上四種從動系統(tǒng)的形式 ,都具有增大行程和便于總體布局的特點 ,不僅在凸輪機構(gòu)中被廣泛應(yīng)用 ,而且在連桿機構(gòu)中也經(jīng)常采用。(613)式中 : β— 從動桿 AB處于行程中間位置與固定桿 AD之間的夾角； — 桿 AB的總擺角 。 — 桿 CD的總擺角； a、 b、 c、 d— 分別為桿 AB、 BC、 CD、 AD的有效長度 。17. 上一頁 主頁 (二 )參數(shù)確定 參見圖 ,影響凸輪機構(gòu)傳動效率和推力系數(shù)的主要參數(shù)有 :凸輪理論廓線基圓半徑 ,凸輪軸偏置距離 e,直動從動桿的導(dǎo)軌長度及其最大懸臂長度。 上述參數(shù)通常是按凸輪許用壓力角確定的 ,推程運動的許用壓力角一般可取 30176。 。在實踐中 ,這種凸輪機構(gòu) ,往往壓力角并未超過許用值而推力系數(shù) (凸輪對直動從動桿的推力與從動桿所承受的載荷的比值 )卻很大甚至自鎖的情況時有發(fā)生；也有凸輪壓力角超過許用值而工作情況卻良好。所以 ,按許用壓力角確定其參數(shù) ,是不夠妥善的。為此 ,特介紹一種按機構(gòu)傳動效率確定其參數(shù)的方法。 18. 上一頁 主頁 圖 直動從動桿盤形凸輪機構(gòu)簡圖 由圖可見 ,在推程運動中 ,從動桿所受的作用力為 : Q— 從動桿的負載 ,包括工作阻力、有關(guān)構(gòu)件的重力和慣性力以及封閉力等 P— 凸輪對從動桿的推力 ,理論上它通過凸輪與滾子的接觸點 ,并與滾子和銷軸的當(dāng)量摩擦圓相切。由于當(dāng)量摩擦圓半徑一般甚小 ,可近似認為該力通過滾子中心 A,亦即 P與凸輪廓線的法線重合。 F— 導(dǎo)軌對從動桿的反力 ,是和的合力。 19 (69)根據(jù)力的合成與平衡原理 ,F應(yīng)通過 與 的交點 B及 Q與 P的交點 A,由圖示幾何關(guān)系得 : ()式中 : — 從動桿與其導(dǎo)軌的當(dāng)量摩擦角； — 從動桿與其導(dǎo)軌的摩擦角； — 從動桿