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化妆品自动装盒机上料系统总体解决方案

作者: 发布时间:2022-05-20 08:50:42点击:697

    1、上料系统法人流程设计

    因为本设计设置的这个化妆品自动装盒机主要的目的是为了能够让灌装好的化妆品进行外部纸盒的包装,所以这次的从设计是采用传送带的方式把已经灌装好的化妆品运输到包装的工作台上。然后工人们先把包装所需要的纸盒堆放到纸盒上料机构的料仓上面,机构运转时把料仓里面的纸盒逐一取出并且使它变成长方体的纸盒,随后通过曲柄连杆机构把纸盒推落到传送带上,再由传送带把纸盒运输到指定位置,这样就完成纸盒的自动上料过程。上料系统流程图如图1所示。

图1 纸盒上料流程图.png

纸盒上料流程图

    纸盒上料机构的主要工作流程如下:当传送带的电机启动时,带动着同步轮同时转动,然后通过轴带动着传送带的运转。而当工作台上1号位置的电机启动时,3号位置的气缸也同时启动,轴开始转动,带动着轴上2号位置的两个凸轮同时转动。个凸轮向高处运转时,5号位置的挡板被顶高,同时带动着与挡板固定的轴向上运动,当与它连接的轴被提高时,气路就能通过4号位置通气阀,吸盘就能够开始吸气。因为两个凸轮是同时运转的,第二个凸轮向上运动把上面的轴顶向更高处。在轴向上运动的同时带动了与此相连的滑块,启动了曲柄滑块机构,8号位置挡板被拉开,这时7号位置吸盘刚刚好到达顶端吸取纸盒。吸取到纸盒后,凸轮向下方转动,轴的高度慢慢降低,挡板就抽回去继续挡着纸盒下落。当轴到达更低处时,挡板也到达更低处,这时把通气阀堵住了,气路被切断,吸盘失去了吸力。吸盘失去了吸力之后旁边6号位置的曲柄连杆机构就转动把纸盒推落到一旁的传送带上,由传送带运输到下一个工序。上料设备的三维图如图2所示。

图2 上料系统三维图.png

组件名称: 1一电机、 2一凸轮、3一气缸、4一通气阀、5一通气阀开关、6一曲柄摇杆机构、7一吸盘、8一挡板。

    2、上料方案的确定

    首先本设计是通过传送带把已经灌装好的化妆品运输到指定的工作台,然后另外一方面设置一个纸盒的上料机构,通过工人们提前先把尚未成型的纸盒放置在纸盒上料机构的料仓位置,这个料仓是一个倾斜一定角度的长方形堆积箱,下面通过用挡板来阻止往下掉,当挡板移开的时候便会有一个吸盘顶住,然后吸盘通过气缸启动进行吸气,最下方的纸盒被吸住,然后向下运动,与此同时挡板移回原来的位置,继续顶住上方的纸盒,这样就保证了只有一个纸盒通过。纸盒在被吸住并往下运动的时候,纸盒的一边碰到一条阻碍的横杠,因为纸盒被吸住的仅仅只有一面,另一边被横杠阻碍住了,在向下运动的时候纸盒就变成了成型的长方体纸盒。然后进过一个曲柄摇杆机构把纸盒推落到一边的传送带中,由传送带把纸盒运输到装盒的工序当中去。

    3、纸盒上料机构的方案确定

    因为需要把堆放在一.起的纸盒逐一的取出并且使它变成成型的长方体纸盒,所以本设计采取用挡板挡住纸盒使用吸盘吸取纸盒这样的一个方式把纸盒从堆放的料仓取出来。因为料仓使处于一个相对传送带较高的一个位置,吸盘是需要上下运动来往返吸取纸盒的,所以本设计采取凸轮转动推动竖轴上下运动。而吸盘则是安装在竖轴的最顶端,这样竖轴在凸轮运动到最顶端的时候也是处于更高的位置。挡板和吸盘之间是需要时间上的一个配合的,在挡板完全移开之后吸盘就应该是处于最顶端并且顶着上面的纸盒的,时间上需要配合好,不然就会吸取不到纸盒。要想这两个零件同步运转,就必须在竖轴逐渐向上运动的同时,挡板要开始逐渐的移开,所以竖轴以及连接挡板的装置应该是相互连接的。只有这样竖轴和挡板才能够更好的同步运转并且不会出现太大的误差。凸轮通过与转动轴连接,转动轴另一端连接电机,由电机转动提供动力,使得凸轮不停地运转。工作台上还会有一个气缸,气缸连接到吸盘,通过一个装置控制气缸的通气与断气,进而控制到吸盘是否用吸力。在纸盒被吸到更低端的时候通过旁边的一个曲柄连杆机构把纸盒推到一旁的传送带上去,然后由传送带运输到下一步工序去。

    4、纸盒上料机构传动方案的选择

    4.1纸盒上料传动方案的选择

    为机械设备的运转设置一个好的方案来使得机构的传动工作做得更好,就必需要满足好机械工作所需的良好性能要求、工作可靠、机械结构相对简单、外形尺寸符合工作环境、方便工人的加工与维护、相对低廉的成本、比较高的工作效率和维护机构相对方便等。当机构采取的是多级传动方案的时候,我们更应该理智地去选择好零件与零件之间的传动,和他们之间相互运转的顺序,发挥零件传动当中的优势,尽量减少动作来突出他们的缺点,尽量让设计的传动方案更加符合生产需求。下面这几点传动方式常常是设计一个机构或者生产链的时候所需要考虑到的关键因素,这些因素往往影响着我们的传动方案是否合理,也是否合适生产车间的工人们去使用。

    一般大多数的带传动都是摩擦传动,带传动的特点是传动比较平稳不会对传送的物品产生震动,在传动中皮带能吸收外界产生的震动,减少对传动中物品的定位影响,而且带传动所产生的噪音比较小,对外界的影响较低。但是带传动有一个很大的缺点就是它的传动比并不是那么的准确,在我们需要传递一样的转矩时,带传动的结构尺寸就会相对于其他的传动方式大很多。所以我们应该把带传动尽可能的布置在一些需要高速传动的情况当中。因为在用相同的传递功率的时候,如果它的转速变得越高,转矩反而就会变得越小,这样就可以让带传动的的传动结构更加紧密也相对更加准确。

    一般机构的链传动都是需要用传动链的轮齿进行啮合的,依靠齿轮的啮合会使它的传动比比较稳定,这样的传动方式使比较适合于一些环境比较恶劣的生产条件,但是也

会有一定的缺点,那就是它传动的适合相对运动比较不均匀,齿轮啮合和外界的环境会对传动过程有一定的冲击影响,所以这样的链传动是不适合传动机构高速传动的,所以这样的机构一般是设置在有多级传动机构的低速机构那里。

    蜗轮蜗杆机构的传动相对会比较平稳,而且它的传动比也比较大,但是相对于其他的传动方式而言它的传动效率就显得比较低,一般是适用于中、小功率的机构,或者一些不是长时间来运转的传动场合。一般当蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构一起应用的时候,就需要布置在一些转动速度比较高的地方,这样就会让它的运转齿面之间会有一个比较高速的相对滑动,这样就会有利于生成一个具有流体动力的油膜来润滑齿面,这样不单单可以提高齿轮转动的效率,更加可以延长齿轮的使用寿命。

    一般使用到园锥齿轮传动机构来进行传递运动的都是一些轴与轴之间相交的地方。但一般的圆锥齿轮的加工都是很繁琐很困难的,尤其是那些大尺寸的圆锥齿轮的加工就更加的困难了,所以这样的圆锥齿轮在设计中都是安放在在传动机构的转速比较高的地方,这样就可以有效的限制了机构的传动比,减小它的模数以及直径。而开式的齿轮传动机构则是应用在工作环境恶劣的生产车间,它常常会因为齿面没有得到好的润滑,导致齿面的磨损比较严重,所以一般都是设置在转动速度比较低的地方。斜齿轮的传动平稳性相对于直齿轮的传动要好得多,所以当我们需要采用到双级的齿轮传动的时候,斜齿轮是需要设置在转速高的位置。

    4.2纸盒上料传动方案对比

    本设计根据上料机构的设计要求做出了两个传动方案。两种不同的传动方案所采用的机构也有所不同。

    方案一:首先通过电机转动带动凸轮转动,凸轮上方有一根竖轴,竖轴1与竖轴2上的滑块相连,竖轴2固定在工作台上的。竖轴2上与一根长的连接杆相连,滑块又与一个短的连接杆相连,长连接杆与短连接杆也是相连的,这三者相互相连形成一一个曲柄连杆机构。长的连接杆顶端连接着挡板,当凸轮转动竖轴1逐渐向上运动的时候带动着滑块也向上运动,滑块向上运动拉动着长的连接杆,挡板就逐渐被移开,纸盒就落到吸盘上。方案一的传动原理图如图3所示。

方案一原理图.png

方案一原理图

    方案二:首先由电机带动转轴转动,转轴带动着凸轮转动,而凸轮则带动一个一边连接有吸嘴另一边与凸轮相接的竖轴1,这个竖轴1的吸嘴是通过气缸来进行操控着吸气与放气,当凸轮开始转动就会带动着竖轴1完成上下运动。竖轴1. 上面附有着一个拨杆,这个拨杆另一端也连接着一根竖轴,我们称之为竖轴2,拨杆中间是固定着的,竖轴2的下端是一段弹簧,而弹簧连接着上料机构的平面,竖轴2.上端还有一个拨杆,这个拨杆另一.端连接着一块挡板, 拨杆中间也是被固定的。电机开始转动带动着凸轮,在竖轴1运动到凸轮高点的过程中,竖轴1向上运动,带动着拨杆使得竖轴2向下运动,压缩着竖轴2底端的弹簧,竖轴2向下运动牵连着顶端的拨杆带动了连接的挡板往左移动,那么挡板挡住的纸板就会达到刚好上到更高处的竖轴1连接的吸嘴,那时候气缸启动开始吸住纸板,这时候凸轮往底端开始运动,竖轴1下降,竖轴1在将纸盒吸住往下运动的时候,压住连接竖轴1的拨杆使得竖轴2往上运动,这个时后弹簧是处于拉伸的状态,竖轴2向上运动使得上端的拨杆带动着挡板往右运动,挡住上方的纸盒,从而保证上方只会有一个纸板被吸盘吸下。由于本设计所包装的化妆品使用的纸盒形状是一个底面为正方形的柱体,而储存的纸板是折叠号的,吸盘在吸中一个面然后放下的过程中没有被吸住的一面会碰到纸板落口下方的一根横着的圆柱,因为吸盘吸中的只有一面,在吸下的时候纸板已经微微张开,再经过放下的时候有一根圆柱挡着没有被吸住的一面,使得纸板的开口完全张开,气缸松气之后吸盘失去吸力,然后落下下方的传送带。就只有通过凸轮的反复运动完成上述动作,这样吸盒的工作就完成了。方案二的传动原理图如图4所示。

方案二原理图.png

方案二原理图

    根据方案一与方案二的对比之后,本设计选择了采用方案一的传动方案来作为机构的传动方案。因为方案二的传动过程中有几个地方是以撬杠的原理来让轴做上下运动的,这样会使得力传递的时间延迟的时间会有所增大,而且容易磨损零件。方案一的传动方案则结构比较简单,采用曲柄连杆机构的特性使得挡板拉开闭合更加的简单方便。

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