【正文】 帶的輪軸軸線垂直配置，它們夾持著物品進(jìn)行輸送，兩條 輸送機(jī)互相平行且等速，但運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反。包裝機(jī)械系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于物品的給料和輸送， 其形式多種多樣，如單條輸送帶的輸送裝置，用多條帶組合的輸送裝置，串聯(lián)或并列組合式輸送裝置，用與實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械中的連續(xù)或周期間歇性給料輸送及其他用途。帶式傳送機(jī)的個(gè)輥軸軸承都采用滾動(dòng)軸承，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦阻力和功率消耗。撓性輸送帶 1 繞在個(gè) 輥上，由驅(qū)動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)，張緊裝置 2 用于調(diào)節(jié)輸送帶的張緊力，以保持輸送裝置的輸送能力。 帶式傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 帶式傳送機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的連續(xù)輸送機(jī)，可以用于散粒、塊狀物及成件物品的輸送。 圖 3． 5 導(dǎo)向桿的結(jié)構(gòu) 該導(dǎo)向桿由水平和豎直兩部分構(gòu)成，主體部分即為水平位置和豎直位置的兩種支撐桿，支撐桿的材料選直徑 20mm 的鍍鋅鋼管。 圖 3． 3 側(cè)體板導(dǎo)向 圖 3． 4 導(dǎo)向桿式定位 以上兩種結(jié)構(gòu)都能起到很精確的定位作用，相比之下導(dǎo)向桿更輕便，且能夠調(diào)節(jié)豎直以及水平方向的距離，更適合自動(dòng)機(jī)的需要。具體措施是：一是通過對紙盒的限位，消除慣性力對紙盒的影響；二是貼標(biāo)機(jī)兩側(cè)的護(hù)欄有效的消除了偏置誤差。其中輸送裝置的水平運(yùn)動(dòng)定位誤差由于本貼標(biāo)機(jī)擬定的是盒子連續(xù)無間距放置，在系統(tǒng)中較為穩(wěn) 定，所以水平方向的定位容易實(shí)現(xiàn)：而紙盒與輸送裝置的位置變化則是在紙盒在輸送過程中有時(shí)也會(huì)發(fā)生偏置，可通過加置可調(diào)護(hù)欄來消除該相對運(yùn)動(dòng)，或減小相對位移量。只有將這兩個(gè)因素都控制好，才能保證系統(tǒng)的貼標(biāo)精度。 該鏈條 的潤滑方法采取 人工潤滑，即每班注油一次，用刷子或油壺在鏈條松 邊內(nèi)、外板間注油。 圖 滾子鏈輪示意圖 d=p/sin(1800/z) () = = da=p(+cotπ /z) () =(+) = 分度圓弦齒高 ha= () ha= = 齒根圓直徑 df=dd1 所以 df= = 齒側(cè)凸緣直徑 dg≤ pcotπ / () = 滾子鏈鏈輪軸向齒廓如圖 3． 2 所示。根據(jù)鏈輪轂孔的直徑為 28mm，查表 [4]。 為了安裝及制造簡單，電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)輥之間采用鏈傳動(dòng)來聯(lián)接，為了保證傳動(dòng)的可靠性，采用滾子鏈 10A 號(hào)鏈條。 擬訂的貼標(biāo)速率 120 張／ min，盒子在輸送帶是連續(xù)擺放，假 設(shè)電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)輥之間不使用減速器。本系統(tǒng)采用帶傳送，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。 通過以上分析，在紙盒輸送裝置設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的主要問題有： a、設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低的輸送裝 置，完成對紙盒的輸送； b、設(shè)計(jì)紙盒的限位機(jī)構(gòu)，確保紙盒的輸送精度； c、實(shí)現(xiàn)輸送裝置能夠配合貼標(biāo)機(jī)的其他機(jī)構(gòu)完成上糊以及精確的貼標(biāo)。 第 3 章 平面貼標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 紙盒輸送裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 紙盒輸送裝置的運(yùn)動(dòng)分析 紙盒輸送裝置要求可完成對紙盒的輸送，能夠與貼筆機(jī)的其他機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作完成貼標(biāo)功能。 (6)控制裝置 系統(tǒng)中各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)均是順序動(dòng)作，各工作機(jī)構(gòu)都是嚴(yán)格根據(jù)盒子、標(biāo)簽的尺寸以 及所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速制作，只需讓各工作機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)該自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的連續(xù)自動(dòng)貼標(biāo)。 (5)貼標(biāo)機(jī)構(gòu) 貼標(biāo)機(jī)構(gòu)是貼標(biāo)機(jī)的工藝操作機(jī)構(gòu)，它的主要功能是：在工位Ⅱ?qū)?biāo)簽貼在已經(jīng)刷上膠水的地方，先是標(biāo)簽頭貼在盒子上，標(biāo)簽隨著盒子在向前前進(jìn)的時(shí)候整體貼在固定位置。 (4)標(biāo)簽裁斷機(jī)構(gòu) 標(biāo)簽的裁斷機(jī)構(gòu)是用于將標(biāo)簽在特定的距離裁斷 ，它是由固定切刀和旋 轉(zhuǎn)切刀來完成。 (3)標(biāo)簽輸送裝置 標(biāo)簽輸送裝置是用于完成對卷筒標(biāo)簽的輸送，它通過牽引標(biāo)簽紙帶，使標(biāo)簽輸送至指定位置，標(biāo)簽在移動(dòng)中在特定的距離由下述標(biāo)簽裁斷機(jī)構(gòu)切斷。一般的上膠機(jī)構(gòu)可以分為接觸式和非接觸式兩類，其中輥筒式、滾珠式、海綿式為接觸式的上膠結(jié)構(gòu)；非接觸式的主要是噴霧涂膠法。我采用傳動(dòng)輥和皮帶來完成紙盒的傳輸，為了精確 的完成上糊和貼標(biāo)，一定要嚴(yán)格要求傳輸帶的速度。 因而本貼標(biāo)機(jī)具有以下特征：工藝操作和輔助操作，即紙盒的輸送、上糊、標(biāo)簽的輸送、標(biāo)簽的裁剪，全由貼標(biāo)機(jī)各組成裝置自動(dòng)完成；貼標(biāo)機(jī)按設(shè)定的工藝過程順序自動(dòng)地進(jìn)行工作，其控制裝置可進(jìn)行貼標(biāo)機(jī)自動(dòng)工作的循環(huán)控制。 工作機(jī)構(gòu)中的工藝操作和輔助操作可以由機(jī)器自動(dòng)完成、也可以在操作者的參與下由機(jī)器完成。機(jī)械式自動(dòng)工作機(jī)是應(yīng)用最早的，具有工作可靠和易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。 本貼標(biāo)機(jī)選用的驅(qū)動(dòng)裝置是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制裝置采 用電控系統(tǒng)。按自動(dòng)工作中工作機(jī)構(gòu)所完成的工作只能的性質(zhì)區(qū)分，工作機(jī)構(gòu)又可劃分為工藝操作機(jī)構(gòu)和輔助操作機(jī)構(gòu)。同時(shí)貼標(biāo)機(jī)也有其自身的一些特點(diǎn)，根據(jù)本貼標(biāo)機(jī)的工藝，可將貼標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)化分為以下五個(gè)部分，如圖 2． 3 所示 [3]。將貼標(biāo)機(jī)分為 6 個(gè)子部分，各子部分分別完成各自的功能，并協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)貼標(biāo)機(jī)功能。 貼標(biāo)機(jī)的一次工作過程為： 紙盒先沿水平方向運(yùn)動(dòng)到工位 Ⅰ ，此時(shí)完成上糊動(dòng)作； 到工位Ⅱ后，標(biāo)簽進(jìn)給，標(biāo)簽前端粘上膠水，由貼標(biāo)裝置將其固定在紙盒上，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一特定距離時(shí)，切刀將標(biāo)簽切斷； 圖 2． 2 工藝路線圖 標(biāo)簽和紙盒以基本相同的線速度運(yùn)動(dòng)，途中貼標(biāo)裝置將標(biāo)簽扶平、壓實(shí)； 紙盒和標(biāo)簽運(yùn)動(dòng)到工位Ⅳ后，由機(jī)械 手取出成品，至此完成一次貼標(biāo)工作。 根據(jù)系統(tǒng)功能需求可將整個(gè)貼標(biāo)過程分為以下五道工序，如圖 2． 1 所示： 圖 2． 1 貼標(biāo)工序圖 在確定了貼標(biāo)工序后，制定了該貼標(biāo)機(jī)的工藝路線如圖 2． 2 所示，確定工位數(shù)，在貼標(biāo)工位設(shè)置時(shí)，主要考慮如何減少工作行程和空程時(shí)間，提高生產(chǎn)率，簡化傳動(dòng)裝置，使得貼 標(biāo)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)緊湊。 下面對所研制的貼標(biāo)機(jī)的具體工藝進(jìn)行分析。 2． 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2． 2． 1 工藝分析 選擇和擬訂工藝過程是貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)第一階段任務(wù)，是貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 較低的設(shè)計(jì)和制造成本 綜合運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，降低整個(gè)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)制造成本， 使其具有較好 推廣性。 設(shè)計(jì)的貼標(biāo)機(jī)需滿足以下功能要求： 可將標(biāo)簽可靠的貼在紙盒的上表面 要完成這一功能，系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)以下操作：對被貼標(biāo)件紙盒的運(yùn)送和準(zhǔn)確定位，膠水在貼標(biāo)部位的涂敷，貼標(biāo)材料標(biāo)簽紙的精確進(jìn)給，標(biāo)簽筑的裁剪，標(biāo)簽被牢固的貼在紙盒的上表面，以及在貼標(biāo)完成后，成品被順利取出。 第 2 章 平面貼標(biāo)機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2． 1 系統(tǒng)功能需求分析 本貼標(biāo)機(jī)的用途：使用普 通紙標(biāo)簽對方形紙盒上表面進(jìn)行貼標(biāo)。根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)澐志唧w步驟，在保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度的前提下該作品定能達(dá)到理想的效果。對擬的方案、技術(shù)計(jì)算、設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行詳細(xì)審核，特別注意審查整個(gè)設(shè)計(jì)方案是否合理。 初步設(shè)計(jì) 將設(shè)計(jì)方案具體化，著重抓機(jī)器個(gè)組成要素的綜合，總體布局 、擬訂主要的技術(shù)參數(shù)。 c、現(xiàn)有機(jī)型的發(fā)展情況、當(dāng)前技術(shù)水平及今后發(fā)展方向。 1． 4 本設(shè)計(jì)的研究設(shè)想 可行性分析 可行性分析要弄清和解決以下幾個(gè)問題。 d、要有一定的通用性，即適應(yīng)一定范圍的不同產(chǎn)品。 b、用于食品和藥品的接觸部位要用不銹鋼或經(jīng)化學(xué)處理無毒的材料制成。 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)即具有一般自動(dòng)機(jī)的共性，也具有其自身的特性。 經(jīng)濟(jì)性及其他 在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性問題。 b、改善結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械的結(jié)構(gòu)工藝性由零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、加工表面數(shù)量、精度要求、對制造單位的制造能力、零部件的可拆性及標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度來 評 定。 制造與維修 在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能使制造與維修方便，這就要求產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡單化、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化。 生產(chǎn)率常用的是記件生產(chǎn)率，即單位時(shí)間內(nèi)所貼的件數(shù)，又稱理論生產(chǎn)率。 貼標(biāo)質(zhì)量與生產(chǎn)率 貼標(biāo)的質(zhì)量主要是指所貼標(biāo)簽的的一致性以及貼的牢固性。反之，增加功能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，則可以一機(jī)多用、相對縮小占地面積、有利于擴(kuò)大機(jī)器制造批量，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。 1． 3 貼標(biāo)機(jī)的特征和設(shè)計(jì)要求 貼標(biāo)機(jī)的 功能就是能夠?qū)Ξa(chǎn)品 (這里指包裝盒體 )完成自動(dòng)貼標(biāo)工序； 而應(yīng)用范圍是指對不同的產(chǎn)品有貼標(biāo)的能力。然而，相對于國外包裝機(jī)械的發(fā)展，我國仍有不小的差距，為此，今后一個(gè)時(shí)期我國包裝業(yè)正面臨著大的發(fā)展機(jī)遇，所以包裝機(jī)械也將會(huì)有較大的發(fā)展。越來越多的包裝業(yè) 人士認(rèn)為：包裝業(yè) 的發(fā)展出路在于包裝機(jī)械的發(fā)展。 包裝機(jī)械業(yè)是包裝工業(yè)的配套行業(yè)，在輕工機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位。中國將對中高檔包裝原輔材料和高檔機(jī)械設(shè)備的進(jìn)口給予足夠的重視。 第四、包裝工業(yè)結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，會(huì)更多地體現(xiàn)在產(chǎn)品的 消耗降低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、品種改善、質(zhì)量提高和競爭力的增強(qiáng)。 第三、從 2020 年到 2020 年，包裝工業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)到 6000 億元，平均每年以 6％的速度增長。 第一、 2020 年，中國包裝工業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)將達(dá)到 3000 多億元，年遞增速度達(dá) 7％左右，其中紙包裝制品將達(dá)到 1900 萬噸 ，塑料包裝制品預(yù)計(jì)達(dá)到 504 萬噸，金屬包裝制品預(yù)計(jì)達(dá)到288 萬噸，玻璃包裝制品可望達(dá)到 1050 萬噸，包裝機(jī)械將達(dá)到 67 萬臺(tái)套。 圖 1． 2 側(cè)面貼標(biāo)機(jī) 圖 1． 3 平面上表面貼標(biāo)機(jī) 對于一些不規(guī)則的物品還用到不規(guī)則面貼標(biāo)機(jī)，如圖 1． 4 所示。應(yīng)用最多的應(yīng)該是圓 徑瓶自動(dòng)貼標(biāo)簽機(jī)，如圖 l， l 所示。如果說以前我國包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。 在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法： (1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)； (2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍； (3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖； (4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件； (5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖； (6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖； (7)對主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核； (8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。而高速運(yùn)行的包裝機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測繪、仿制國外的同類機(jī)型，進(jìn)行國產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。 由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生 啤酒灌裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開發(fā)性設(shè)計(jì)。 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的類別主要有：測繪仿制設(shè)計(jì)、開發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。例如，德國的藥品、酒類、日化用品包裝機(jī)，意大利的糖果、茶葉、膠囊包裝機(jī)，英國的卷煙、餅干包裝機(jī)，法國的乳制品包裝機(jī)，瑞士的巧克力包裝機(jī)，瑞典的火柴、飲料包裝機(jī)及紙箱、紙漿模塑除此之外，荷蘭、丹麥、俄羅斯、加拿大等國家在發(fā)展自己的包裝工業(yè)方面，也獲得了長足的進(jìn)步。 德國的包裝機(jī)械工業(yè)非常的發(fā)達(dá)，現(xiàn)擁有幾家堪稱世界最大規(guī)模的包裝機(jī)械制造廠，其包裝機(jī)械工業(yè)總值僅次于美國，但每年的出口總額卻比其他國家遙遙領(lǐng)先。由政府自主的日本包裝技術(shù)協(xié)會(huì)主要搞技術(shù)情報(bào)交流。如今，日本已經(jīng)建立起了獨(dú)立的包裝工業(yè)體系，其包裝工業(yè)總產(chǎn)值 約為美國的一半而越居世界的第二位。 日本的包裝工業(yè)大體上是從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后才發(fā)展起來。由于國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化，自選市場蓬勃興 起，客觀上要