【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)品性質(zhì)與包轉(zhuǎn)材料 產(chǎn)品特征粒裝巧克力糖呈圓臺形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷。因此，考慮機械動作時應(yīng)適合它的特點，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。例如產(chǎn)品夾緊力要適當；在進出料時避免碰撞而損傷產(chǎn)品；包裝速度應(yīng)適中，過快會引起沖擊而可能損傷產(chǎn)品等。包裝工藝首要的是要解決坯件的上料問題。顯然，像巧克力糖之類的產(chǎn)品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果采用料倉式上料方法，則需要人工定時放料，每分鐘放 120 粒糖也夠緊張的。如果將自動機的進料系統(tǒng)直接與巧克力糖澆注成形機的出口相銜接，則比較容易解決巧克力糖的自動上料問題。 包裝材料食品包裝材料應(yīng)十分注重衛(wèi)生。粒狀巧克力糖包裝紙采用厚度為 的金色鋁箔紙，它的特點是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設(shè)計供紙部件時對速度應(yīng)十分注意。一般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據(jù)經(jīng)驗，一般送紙速度應(yīng)小于 500mm/s。在選擇供紙機結(jié)構(gòu)時，主要依據(jù)下列兩點：1）采用紙片供料或是采用卷筒紙供料。本機采用卷筒紙。2）紙張送出時的空間位置時垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對包裝工藝有利。但卷筒紙水平輸送，只能采用間歇式剪切供紙方法。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院8 工藝方案及實驗 包裝工藝方案擬定圖 4 包裝工序分解圖圖 4 ,針對產(chǎn)品包裝質(zhì)量要求,該機包裝工藝如下:1) 將 90mm90mm 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖 216。20 小端正上方,如圖 4(a)所示。 2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成行如圖 4(b)所示. 3)將余下的鋁箔紙分成兩半,先后向 216。30 大端中央折去,迫使包裝紙緊貼巧克力糖,如圖 4(c),(d)所示.上述包裝工藝只是一種設(shè)想,還須經(jīng)過工藝實驗加以驗證. 巧克力糖包裝工藝的實驗工廠的設(shè)計人員,根據(jù)初擬的包裝工藝方案,時,采用剛性錐形模腔, 5 為第一次工藝實驗的結(jié)構(gòu)簡圖.圖 5 第一次工藝試驗結(jié)構(gòu)圖平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院91轉(zhuǎn)軸 2巧克力糖 3轉(zhuǎn)盤 4頂糖桿 5鋁箔紙 6槽凸輪機構(gòu)如上圖所示,糖塊和包裝紙由頂糖桿 4 頂入轉(zhuǎn)盤上的錐形模腔,迫使鋁箔紙,基本符合要求,但還存在如下問題:由于巧克力糖在澆注成行時,外形尺寸誤差較大,而剛性模腔不能完全適應(yīng)這種情況。又由于鋁箔紙又薄又脆,在強迫成行時,鋁箔紙有被拉破的現(xiàn)象,特別當糖塊與模腔之間間隙太小時,使鋁箔紙沒有足夠的變形間隙而被撕破。此外,在實驗中常常發(fā)生糖塊貼牢模腔不能自由落下的情況。第一次工藝實驗還很不完善.在第二次工藝實驗時,6 為鉗糖機械手及巧克力糖包裝簡圖.圖 6 鉗糖機械手及巧克力糖包裝1轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)盤 3彈簧 4接糖桿 5鉗糖機械手(共 6 組)(a) (b)(c) (d)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院106糖塊 7頂糖桿 8鋁箔紙 9環(huán)行托板 10折邊器如上圖所示,機械手設(shè)計上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應(yīng)巧克力糖外形尺寸的變化,有圓環(huán)形托板,以防止糖塊下落。第二次工藝實驗的過程如下:當鉗糖機械手轉(zhuǎn)至裝糖未位置時,接糖桿 4 向下運動,頂糖桿 7 向上推糖塊6 和包裝紙 8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖桿和接糖桿之間,然后它們同步上升,進入機械手 5,迫使鋁箔紙成型如圖 6(b)所示,接著折邊器 10 向左折邊,成圖 6(c)狀,然后轉(zhuǎn)盤 2 帶機械手 5 作順時針方向轉(zhuǎn)動,途徑環(huán)行托板 9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖 6(d)所示.第二次工藝實驗,糖塊也沒有說明損傷.但是包裝紙表面還不夠光滑,有時還發(fā)生褶皺現(xiàn)象,還需要進一步改進.又經(jīng)過譏刺實驗,發(fā)現(xiàn)鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,圈（軟性尼龍絲） ，在定糖過程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過毛刷圈，然后再進入機械手成形，結(jié)果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達到包裝質(zhì)量要求。圖 7 是經(jīng)過改進后的巧克力糖包裝成型機機構(gòu)簡圖。圖 7 巧克力糖包裝成型機構(gòu)1左抄板紙 2鉗糖機械手 3接糖桿 4右抄板紙5錐形尼龍絲圈 6鋁箔紙 7糖塊 8頂糖桿另外，考慮自動機工作的可靠性，在成品出料口增設(shè)撥糖桿，確保機械手中的糖塊落入輸送帶上。這樣的工藝方案就比較完善了。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院11第 4 章 粒狀巧克力糖包裝機的總體布局 機型選擇從產(chǎn)品的數(shù)量看，屬于大批量生產(chǎn)，給定生產(chǎn)任務(wù)超過年產(chǎn) 100 萬粒。因此，選擇全自動機型。從產(chǎn)品的工藝過程看，選擇回轉(zhuǎn)式工藝路線的多工位自動機型。根據(jù)工藝路線分析，實際上需要兩個工位，一個是進料、成型、折邊工位另一個是出料工位。自動機采用六槽槽輪機構(gòu)作工件步進傳送。 各機構(gòu)及整體布置 自動機的執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)巧克力糖包裝工藝，確定自動機由下列執(zhí)行機構(gòu)組成：1) 送糖機構(gòu)；2) 供紙機構(gòu)；3) 接糖和頂糖機構(gòu)；4) 抄紙機構(gòu)；5) 撥糖機構(gòu)；6) 鉗糖機械手的開合機7) 轉(zhuǎn)盤步進傳動機下面介紹主要執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖 8 為鉗糖機械手、進出糖機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。送糖盤 4 與機械手作同步間歇回轉(zhuǎn)，逐一將糖塊送至包裝工位Ⅰ。機械手的開合動作，由固定的凸輪 8控制，凸輪 8 的廓線是由兩個半徑不同的圓弧組成，當從動滾子在大半徑弧上，機械手就張開；從動滾子在小半徑弧上，機械手靠彈簧 6 閉合。圖 8 鉗糖機械手及進出糖塊機構(gòu)1輸送帶 2糖塊 3托盤4鉗糖機構(gòu) 5鉗糖機械手6彈簧 7托板 8機械手9機械手開合凸輪 10輸料帶I進料 ,成型 ,折邊工位 II出糖工位平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院12圖 9 為接糖和頂糖機構(gòu)示意圖。接糖桿和頂糖桿的運動，不僅具有時間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系，因此它們的運動循環(huán)必須遵循空間同步化的原則設(shè)計，并在結(jié)構(gòu)上應(yīng)予以重視。 接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。同時應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定，因此在接糖桿的頭部采用如橡皮類的彈性件。 包裝機總體布置 圖 10 總體布置圖圖 9 接糖和頂糖桿機構(gòu)1圓柱凸輪 2接糖桿 3糖塊 4頂糖桿 5平面槽凸輪平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院13第 5 章 粒狀巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)粒狀巧克力糖包裝機是專用自動機，根據(jù)自動機傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般原則和巧克力糖包裝工藝的具體要求，擬定如圖 11 所示的傳動系統(tǒng)。圖 11 粒狀巧克力糖包裝機傳動系統(tǒng)1電動機 2帶式無級變速機構(gòu) 3鏈輪幅 4盤車手輪5頂糖桿凸輪 6剪紙導(dǎo)凸輪 7撥糖桿凸輪 8抄紙板凸輪9接糖桿凸輪 10鉗糖機械手 11撥糖桿 12槽輪機構(gòu)13接糖桿 14頂糖桿 15送糖盤 16齒輪副17供紙部件鏈輪 18輸送帶鏈輪 19螺旋齒輪副 20分配軸如圖所示，電動機轉(zhuǎn)速為 1440r/min，功率為 ,分配轉(zhuǎn)速為70～130r/min，總降速比 ＝ ，采用平帶、鏈輪兩級降速，其中u總 1~＝ 1/（ ～8） ， ＝1/。而無級變速的錐輪直徑u帶 鏈。螺旋齒輪副 3 的傳動比 ,直齒標準minmax40,70DD?? 123i=i齒輪副的傳動比 i=2。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院14第 6 章 粒狀巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖 分析各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖 確定各機構(gòu)的運動循環(huán) pT已知 ＝120 件/min，則分配軸的轉(zhuǎn)速為TQ n=120(r/min)分配軸每轉(zhuǎn)的時間就是該機的工作循環(huán)，即等于各個執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)，所以＝ （s）pT6012n? 確定各機構(gòu)運動循環(huán)的組成區(qū)段撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位都是間歇運動機構(gòu)，它們的運動循環(huán)由兩個區(qū)段組成：——撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位等三個機構(gòu)的轉(zhuǎn)位運動時間；1KT——撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位等三個機構(gòu)的的停歇時間。o因此，應(yīng)有 ＝ ＋ ()pT1Ko相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 ()1k???剪刀機構(gòu) 8 的運動循環(huán)可分為三個區(qū)段：——剪刀機構(gòu)的剪切工作行程時間；8kT——剪刀機構(gòu)的返回行程時間；d——剪刀機構(gòu)在初始位置的停留時間。8o因此，應(yīng)有 ＝ ＋ ＋ ()8pTk8doT相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 ()88pkdo????頂糖桿機構(gòu) 5 的運動循環(huán)的組成區(qū)段為：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院15——頂糖桿機構(gòu)的頂糖工作行程時間；5kT——頂糖桿機構(gòu)在工作位置的停留時間s ——頂糖桿機構(gòu)的返回行程時間；5d——頂糖桿機構(gòu)在初始位置的停留時間。oT因此，應(yīng)有 ()555pksdoTT??相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 ()555pksdo??活動折紙板機構(gòu) 6 的運動循環(huán)也可以分為四個區(qū)段：——活動折紙板機構(gòu)的折紙工作行程時間；6kT——活動折紙板機構(gòu)在工作位置的停留實際；s——活動折紙板機構(gòu)的返回行程時間；6d——活動折紙板機構(gòu)在初始位置的停留時間；oT因此，應(yīng)有 ()666pksdoTT??相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 ()666pksdo?? 確定各機構(gòu)運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角由于粒狀巧克力自動包裝機的工作循環(huán)是從送料開始的，因此以送料輥輪機構(gòu)的工作起點為基準進行同步化設(shè)計，撥糖盤和機械手轉(zhuǎn)位兩個機構(gòu)與之相同。：根據(jù)工藝要求，試取送料時間 ＝ ，則停歇時間為 ＝ ，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為1KT61oT3 =360176。 =360176。 ＝120176。1k?1kp62平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院16 =360176。 =360176。 ＝240176。1o?12oT32b．剪刀機構(gòu) 8 運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取剪切工作行程時間 ＝ ，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為：k7 ＝360176。 ＝360176。 ＝176。8k?8kpT127初定 ＝ s，則 ＝ s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為：8dT518oT6512 8d?＝360176。 ＝360176。 ＝176。8dpT5812 ＝360176。 ＝360176。 ＝176。8o8op6 5 運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取工作位置停留時間 ＝ s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：sT18 5s?＝360176。 ＝360176。 ＝176。5spT182初定 ＝ s， ＝ s，則 ＝ s，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為：5kT195d785o47162 5k?＝360176。 ＝360176。 ＝80176。kpT192 ＝360176。 ＝360176。 ＝176。5d5dp781 5o?＝360176。 ＝360176。 ＝176。5opT462d．活動折紙板機構(gòu) 6 運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取折紙工作行程時間 ＝ s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：k239 6k?＝360176。 ＝360176。 ＝176。6kpT2391初定 ＝ s， ＝ s，則 ＝ s，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為：6sT1396d56o15平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院17 6s?＝360176。 ＝360176。 ＝176。6spT1392