【文章內(nèi)容簡介】 貼標(biāo)機的運動設(shè)計 如圖 所 示，貼標(biāo)速度是由分瓶機構(gòu)的分瓶速度決定的，上料機構(gòu)的速度必然要大于分瓶機構(gòu)的分瓶速度，之后輸送機構(gòu)按貼標(biāo)要求速度將瓶子送到滾貼機構(gòu)，同時，收標(biāo)送標(biāo)機構(gòu)以與其相匹配的供標(biāo)速度送出標(biāo)簽，滾貼機構(gòu)根據(jù)瓶子在輸送帶內(nèi)的運動時間，至少在該時間內(nèi)完成一圈滾貼，最后瓶子由下料盤下料。下面將對各部分分別進行運動設(shè)計。 上料機構(gòu)的運動設(shè)計 設(shè)計上料盤直徑為 600mm。如圖 所示，由于每分鐘最多可以滾貼 100 個瓶子，若設(shè)計瓶子直徑為 60mm,則上料盤轉(zhuǎn)一圈可以傳送的瓶子數(shù)應(yīng)為 1 6 0 0 3 .1 4 3160Dn d ???? ? ?個 （ ） 則上料盤的最高轉(zhuǎn)速為 n=100/31=。由于每分鐘最少可以貼標(biāo) 60 瓶，如果瓶子直徑為 30mm， 則上料盤轉(zhuǎn)速為約為 1r/min?？紤]到實際情況下存在打滑， n 值應(yīng)該為計算轉(zhuǎn)速的五倍左右，所以上料盤轉(zhuǎn)速應(yīng)為 5r/min~6r/min。 上料盤是由電機經(jīng)過彈性柱銷聯(lián)軸器直接帶動的，所以電機輸出最高轉(zhuǎn)速至少為20r/min。 圖 上料機構(gòu)運動簡圖 分瓶機構(gòu)的運動設(shè)計 如圖 28 所示，設(shè)計分瓶輪直徑為 200mm，由于分瓶輪和電機經(jīng)由彈性聯(lián)軸器相連，而設(shè)計要求的貼標(biāo)轉(zhuǎn)速為 60~100 瓶 /分鐘。本文所設(shè)計的分瓶輪有兩個缺口，所以分瓶輪轉(zhuǎn)速應(yīng)為 30~50r/min。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 圖 分瓶機構(gòu)運動簡圖 輸送機構(gòu)的運動設(shè)計 在輸送機構(gòu)的運動過程中，由于輸送機構(gòu)采用板式鏈傳動，瓶子在板鏈上以一定的速度運動，經(jīng)過分瓶機構(gòu)把瓶子分成等距離的間距，以便于貼標(biāo)。標(biāo)簽在標(biāo)簽帶上則是連續(xù)分布的，收標(biāo)送標(biāo)是間斷的，瓶子與收標(biāo)送標(biāo)送來的標(biāo)簽經(jīng)過滾貼機構(gòu)進行滾壓，滾壓過程中速度不宜過大以保證貼標(biāo)質(zhì)量 。考慮到這些因素，本設(shè)計設(shè)計的機構(gòu)由于輸送機構(gòu)必須和送標(biāo)機構(gòu)同步，所以輸送機構(gòu)速度應(yīng)為 ~8m/min，由于輸送機構(gòu)是由主輸送軸轉(zhuǎn)動帶動鏈傳動，設(shè)計輸送軸直徑為 20mm。 標(biāo)簽滾貼機構(gòu)的運動設(shè)計 如圖 所示，設(shè)計滾貼輪直徑為 80mm，滾貼帶有效滾貼長度為 300mm。瓶子在輸送帶上的傳輸速度為 ~8m/min,由此可得瓶子在有效滾貼長度內(nèi)的運動時間m in0 3 7 ??t 。如果待貼瓶的直徑為 80mm，也就是滾貼帶必須在 的時間內(nèi)運行不小于 30mm 的距 離，則 m in/ 3 7 ??v ，考慮皮帶打滑，取皮帶的實際轉(zhuǎn)速為 ==。故而帶輪轉(zhuǎn)速應(yīng)為： m i n/ ??? rv? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 圖 滾貼機構(gòu)簡圖 由于電機是通過彈性柱銷聯(lián)軸器和傳動軸相連，但為保證滾貼質(zhì)量，電機輸出最高轉(zhuǎn)速取 6v=144r/min。 同理可得，最低轉(zhuǎn)速應(yīng)為 。 收標(biāo)送標(biāo)機構(gòu)的運動設(shè)計 在收標(biāo)送 標(biāo)的過程中，由于相鄰兩待貼瓶的貼標(biāo)有一定的時間差，而為了節(jié)省標(biāo)簽帶，標(biāo)簽在標(biāo)簽帶上則是連續(xù)分布的，所以收標(biāo)送標(biāo)是間斷的，考慮到這些因素，本設(shè)計設(shè)計的機構(gòu)如圖 所示，驅(qū)動輪是由電機帶離合器驅(qū)動的，而驅(qū)動輪和收標(biāo)輪靠皮帶連接。當(dāng)傳感元件檢測到有待貼瓶時，系統(tǒng)發(fā)出信號，驅(qū)動電磁離合器工作，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，同時帶動收標(biāo)盤收標(biāo)。而當(dāng)傳感元件檢測到本次貼標(biāo)結(jié)束時，電磁離合器分離，驅(qū)動輪停止轉(zhuǎn)動，由此完成間歇供標(biāo)收標(biāo) ?5?。由于輸送機構(gòu)必須和送標(biāo)機構(gòu)同步，所以送標(biāo)機構(gòu)速度也應(yīng)為 ~8 min/m ，由于收標(biāo)送標(biāo)機構(gòu)是由驅(qū)動輪驅(qū)動，設(shè)計驅(qū)動輪直徑為 64mm，則轉(zhuǎn)速應(yīng)為 150~250 min/r 。 圖 收標(biāo)送標(biāo)系統(tǒng)傳動原理圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 直線式不干膠貼標(biāo)機的動力設(shè)計 上料機構(gòu)動力設(shè)計 假設(shè)上料盤可承載 200 個瓶子，每個待貼瓶重量計為 300g，則上料盤所要承受的壓力為 N=300=588N,取上料盤和待貼瓶之間的靜摩擦系數(shù) μ=，則上料盤所受摩擦力為 ???? Nf ? ，由此可以得到上料盤所受摩 擦力矩為 5 ????? frT 。 忽略摩擦干擾，則電機輸出功率即和該力矩平衡， 由 W1 4 79 5 4 5 4 9 ???? TnP () 根據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)速和功率，電機選擇 TYV4150 型微型特種減速電機，該電機輸出轉(zhuǎn)速在 3~500r/min， 可配置電子無級調(diào)速及電磁、制動、阻尼等，可底腳或端面安裝及適應(yīng)多種交、直流電壓 ，可以滿足設(shè)計要求。同時，該系列電機的功率范圍在 6~750W,調(diào)速范圍在 90~1400r/min，與貼標(biāo)機械較匹配，所以本設(shè)計各部分全部采用這種電機。 此類電機圖片如下圖所示 圖 電機 分瓶機構(gòu)動力設(shè)計 假設(shè)每個待貼瓶質(zhì)量為 300g,同時考慮分瓶輪附件的作用，其作用力約為 50N，取待貼瓶和輸送軌道間的摩擦系數(shù)為 ，則摩擦力 0 .4 3 1 .2 NfN?? ? ? ?，由此可得分瓶輪傳動軸所受力矩至少為 ????? frT ，安全系數(shù)取為 ，故而電機輸出功率應(yīng)為W679 5 4 9 5 4 9 ????? TnP 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 根據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)速和功率，電機選擇 TYV4150 型微型特種減速電機，該電機輸出轉(zhuǎn)速在 3~500r/min，可以滿足設(shè)計要求。電機輸出功率為 150W，取傳動效率系數(shù)為 ，則分瓶輪實際功率應(yīng)為 P=150=。 可滿足要求 。 輸送機構(gòu)動力設(shè)計 設(shè)計輸送帶總長為 1700mm，則輸送帶上將有至少 30 個瓶子，考慮到下料，以 60個計算，設(shè)每個輸送瓶重 300g，則輸送瓶總重為 G=60=，則輸送待貼瓶需施加的驅(qū)動力應(yīng)為 ???? NF ? 。同時考慮到輸送鏈板的作用，設(shè)其驅(qū)動力為100N，則輸送帶輪傳動軸所受力矩應(yīng)為 ????? FrT ， 故 而 可 得 輸 送 帶 功 率 應(yīng) 為W1 4 19 5 4 91 0 5 4 9 ???? TnP 根據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)速和功率，同時考慮到安全系數(shù)，電機選擇 TYV4150 型微型特種減速電機，該電機輸出轉(zhuǎn)速在 3~500r/min，可以滿足設(shè)計要求。電機輸出功率為 150W，取傳動效率系數(shù)為 ，則分瓶輪實際功率應(yīng)為 P=150=。可以滿足輸送要求。 滾貼機構(gòu)和送標(biāo)機構(gòu)動力 設(shè)計 根據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)速，同時參考同類貼標(biāo)機標(biāo)簽滾貼機構(gòu)，滾貼電機選擇 TYV4100 型微型特種減速電機，該電機輸出轉(zhuǎn)速在 3~500r/min，可以滿足設(shè)計要求。電機輸出功率為100W，取傳動效率系數(shù)為 ，則滾貼輪實際功率應(yīng)為 P=100=90W。 根據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)速，同時參考同類貼標(biāo)機送標(biāo)機構(gòu)，收標(biāo)送標(biāo)系統(tǒng)驅(qū)動電機選擇TYV150 型微型特種減速電機，該電機輸出轉(zhuǎn)速在 3~500r/min，電機輸出功率為 150W，取傳動效率系數(shù)為 ，則滾貼輪實際功率應(yīng)為 P=150=?？梢詽M足設(shè)計要 求。同時，該系列電機的功率范圍在 6~750W,調(diào)速范圍在 90~1400r/min，與設(shè)計的其它部分調(diào)速范圍相匹配。 經(jīng)濟性分析 本文設(shè)計的直線式不干膠貼標(biāo)機原理簡單、結(jié)構(gòu)新穎、自動化程度高、制造成本較低、容易操作。如果在包裝生產(chǎn)線上使用該貼標(biāo)機，可以大大提高貼標(biāo)效率，減小勞動強度。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 本章小結(jié) 本章對貼標(biāo)機進行了工作原理和總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計，采用直線式貼標(biāo)原理實現(xiàn)了設(shè)計任務(wù)要求。同時，完成了貼標(biāo)機關(guān)鍵部分：上料機構(gòu)，分瓶機構(gòu)，輸送帶機構(gòu)，滾貼機構(gòu)以及收標(biāo)送標(biāo)機構(gòu)的運動和動力設(shè)計。在 此基礎(chǔ)之上，結(jié)合設(shè)計要求，選擇了合適的電機。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 第 3 章 典型零件的設(shè)計計算 滾標(biāo) 機構(gòu)傳動系統(tǒng)設(shè)計 此傳動系統(tǒng) 采用帶傳動，帶傳動多為摩擦型、嚙合型僅有同步帶傳動一種。按傳動帶的截面形狀不同摩擦型帶傳動可分為平帶（矩形截面）傳動。 V 帶（階梯截面）傳動。多楔帶（多楔形截面）傳動和圓帶（圓形截面）傳動。平帶傳動靠帶的底面與帶輪的表面之間的摩擦力（屬于面摩擦）傳遞動力，平帶的厚度小，撓性好，帶輪也容易制造。帶的磨損較輕，效率較高在高速工況或傳動中心距較大以及由于 傳遞軸轉(zhuǎn)向或位置原因，需要交叉或半交叉?zhèn)鲃拥葓龊显驊?yīng)用較多。此不干膠貼標(biāo)機滾標(biāo)傳動機構(gòu)采用平帶傳動，能更好的滿足設(shè)計要求。 平帶傳動的設(shè)計計算如下 ： (1) 滾貼輪直徑 根據(jù)滾標(biāo)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用 設(shè)計滾貼輪直徑 d=80mm. (2) 驗算帶速 由公式 v =100060?nd? maxv? 得 () 式中： n── 帶輪轉(zhuǎn)速 單位 (r/min)； d── 滾貼輪直徑 單位 (mm)。 n=24r/min d=80mm. maxv =30m/s 因此 80 2460 1000v ??? ? =30m/s 因此帶的速度合格 (3) 計算中心距 根據(jù) ? ?? ?121 .5 ~ 2a d d?? () ? ? ~ 2 160??=? ?240 ~ 320 mm 且 ? ? ? ?1 2 1 21 .5 5d d a d d? ? ? ? 由于根據(jù)滾貼結(jié)構(gòu)的安裝張緊機構(gòu)考慮， 取 230mma? （ 4） 確定傳送帶的長度 開口傳動 ? ? ? ?221122 24ddL a d d a? ?? ? ? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 交叉?zhèn)鲃? ? ? ? ?212122 24ddL a d d a? ?? ? ? ? 半交叉?zhèn)鲃? ? ? 2212122 24ddL a d d a? ?? ? ? ? 本設(shè)計采用開口傳動 根據(jù)公式 ? ? ? ?221122 24ddL a d d a? ?? ? ? ? =2 ??? = 圓整 取 L=750mm （ 5） 小帶輪包角 1? 開口傳動 211 1 8 0 5 7 . 3 1 5 0dda? ?? ? ? ? 交叉?zhèn)鲃? 211 1 8 0 5 7 .3dda? ?? ? ? 半交叉?zhèn)鲃? 11 1 8 0 5 7 .3da? ? ? ? 本設(shè)計采用開口傳動 根據(jù)公式 211 1 8 0 5 7 . 3 1 5 0dda? ?? ? ? ? =1 8 0 0 5 7 .3 1 8 0 1 5 0? ? ? ? 因此滾貼輪上的包角合 適 （ 6） 曲撓次數(shù) y(1/s) 由式 m ax1000 mvyyL??可知 其中 m── 帶輪數(shù) maxy ? 6~10 因此 y= 0 0 0 0 0 ???? （ 7）帶厚 ? 應(yīng)滿足111~40 30 d? ??????? = 80301~401 ??????? ? ?2 ~ mm? 參考文獻(xiàn)資料 [9]得 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 取膠帆布層數(shù) z=4，得 δ = （ 8） 帶的截面積 A 由式 0100 AKPA Pk k??? 知 式中 AK — 工況系數(shù)； 0P — 膠帶單位截面積所能傳遞的基本額定功率； K? — 包角修正系數(shù)； K? — 傳動布置系數(shù)。 參考文獻(xiàn)資料 [10]得 AK = 20 cmP ? ? 查文獻(xiàn)資料 [10]得 K? = K? = 于是： A= 21 0 0 1 .2 0 .0 9 1 0 .9 0 m m1 .1 1 .0 0 .9?? ? （ 9） 帶寬 b 根據(jù)所設(shè)計的標(biāo)簽的尺寸 取 b=50mm （ 10）作用在軸上的力 Q 由公式 102 sin 2QA??? 得 0 ? ?