机械式瓶托升降机构的设计

机械式瓶托升降机构的设计1绪论包装机械是随着新包装材料的出现，和包装技术的不断革新而发展的。中国包装机械的技术水平相较于先进国家的整体技术水平落后20年，在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中处于劣势。目前，在包装行业不断发展的前提下，可以看到包装机械行业中矛盾重重，企业无法应对形势的变化，行业发展思想观念与形势发展不相适应；技术创新能力弱，工艺技术进展缓慢，新产品开发还没有从根本上摆脱仿研跟踪的局面，竞争力不强，经济增长、效益提升仍然主要靠规模拉动。此外，还存在一些包装机械企业管理粗放，精细化管理尚未实现；市场意识、竞争意识、忧患意识不强，服务市场、服务客户的意识以及发展的紧迫感、责任感不强，一些包装机械企业对人的认识和使用与市场经济规律之间不相适应等现象。面对不利因素，最紧迫的是改变包装机械行业中各企业的发展方式，企业要站在新的起点上去审视和解决好以上的矛盾和问题，转变发展理念，强化自主创新，增强市场意识，大力推进国内包装机械行业发展。要改变包装机械行业现状，促进包装机械的发展，行业在大步前进的同时要注意包装机械的发展趋势。目前,我国的自动液体灌装机,绝大部分采用容积式计量的形式进行分装,即采用气缸活塞式的机械结构。这种计量方式,由于气缸内径的尺寸有一定公差,且各气缸内径的不一致,加上在灌装粘度较高的液体时,容易吸入空气,所以其计量准确度较低,一般只能控制0.5%左右的偏差范围内。在大容量灌装时,其绝对误差就较大,往往不能满足计量要求。因此需要提高计量的准确度和重复性,增大灌装容量范围，使其可以方便地任意调整,能适应各种大小容器。2总体设计目前，在国内外的灌装行业，旋转型灌装机逐渐取代了直排式的灌装机，因为旋转型灌装机具有时不用停歇，灌装效率高，运动速度都是同步的，所以不会产生大的冲击振动，对一些易损易碎容器较为安全等一些优点。所以本次设计也采用旋转型灌装机。1-分瓶蜗杆2-进瓶拨轮3-升降机构4-定中罩5-中间拨轮6-压盖拨轮7-出瓶拨轮8-环形酒缸9-真空通道10-灌装阀11-旋转分配器瓶托升降机构是灌装机中承载瓶容器做上下运动，从而与灌装阀接合、分离进行灌装，并且带着瓶子做横向运动的机构。托瓶机构的上滑筒与下滑筒，借助拉杆与压缩弹簧组成1个弹性套筒。在下滑筒的支撑轴上装有滚动轴承，使托瓶台连同上、下滑筒一起沿着凸轮导航升降。由于由上、下滑筒等组成的弹性套筒是依靠压缩弹簧上升的，因此具有缓冲作用，既能保证灌装时瓶口的密封，同时对瓶子的高度误差也有较好的适应能力。实际上它相当于圆柱凸轮—直动从动杆机构，只不过圆柱凸轮固定不动，而直动从动杆可绕圆柱轮的中心轴线回转，其相对运动关系不变。这种升降机构由固定圆柱凸轮－偏置直动从动杆机构来实现转盘也就是圆柱形凸轮的端面，升降机构在上面行走，同时灌装也是在这一部分完成。3升降机构的结构设计升降机构应具有一定的可调节性，可适应具有一定高度误差的瓶子；且具有一定的缓冲性能和弹性，让瓶口与灌装阀接触时不会产生刚性碰撞而损坏瓶子，同时也让灌装阀与瓶口接触时有一定的压力。3.1升降机构原理设计为保证托瓶台与前工作台面高度一致，托瓶台高度应可调节：松开夹紧螺丝，旋转托瓶台至所需高度即可。为保证灌装时药液不会泄漏或溅出瓶外，要求控制瓶子升降的凸轮廓形(即滑道)：在行程最高点处，应使瓶口紧压在灌装头上；在行程的最低点处，应使瓶口远离灌装头。3.2升降机构结构尺寸的设计3.2.1瓶托台的设计瓶托台其顶部与瓶子底部接触，尺寸根据瓶子的直径确定。瓶托台顶部可设计为120mm.。厚度取7mm,有一定的拔模斜度，则底部可设计直径为100mm。设计有螺纹的杆与顶座相连，杆的直径为24mm,长度为20mm。3.2.2顶座的设计顶座的主要作用是用来连接各部件，是他们能够按一定的规律组装起来，并支撑瓶托台。与其相连的部件有拉杆，上滑筒，弹簧。设计有伸出结构，使用螺栓加紧，是瓶托台牢固的定位在顶座上。为了有效的连接上滑筒，设计圆柱状的突出结构。拉杆的直径为40mm,为了使拉杆能够很好地运动，顶座的直径为42mm。结构图如图所示：5.2.3拉杆的设计拉杆的作用主要是用来连接各部件和导向作用，拉杆头与顶座相连接，设计为锥形，这样可以避免应力集中，提高拉杆的力学性能。在拉杆另一端设计有40mm的螺纹，使用螺纹固定。其和连接块的连接也属于过盈配合。瓶口顶紧灌装阀需产生一定密封力及因瓶子高度误差时，拉杆可以和顶座或连接块相对运动，从而起到保护瓶子和其他部件的作用。拉杆的长度为470mm，直径为40mm。结构图如图所示：5.2.4上下滑筒的设计上下滑筒的作用主要是起到导向的作用，则其可设计为薄壁的管状，壁厚设计为5mm，外径为70mm，则内径为60mm。上滑筒长度为150mm，下滑筒长度为115mm。结构图如图所示：5.2.5滑座的设计滑座的作用主要是为了起到固定的作用，将托瓶升降机构固定在旋转灌装机上。可设计两个部位进行固定。第一个是用两个螺钉与外壁固定，第二个则是设计台阶使其卡在灌装机的平台上。总长度为280mm，分为三部分，最上端长短为180mm，第二部分为100mm5.2.6连接块的设计连接块的作用主要是使轴承沿凸轮滑道的运动转化为弹簧并最终成为瓶托台的运动。在其上可设计正相交的两个孔，直径为40mm的孔与拉杆配合，属过盈配合，而30mm直径的孔与连杆配合，属间隙配合。并设计有凸台，使其与下滑筒相连。结构图如图所示：5.3升降机构装配图托平升降机构的各个两件按其功能和原理图进行装配，得到其装配图如图所示。5.4升降机构三维图升降机构三维装配图6小结这次包装机构的课程设计主要是继机械设计的课程设计之后，又一次机械方面的课程设计。两者的不同之处是机械设计的课程设计所设计的变速箱是手绘图纸，非常原始的方法，所耗时间比较多。但因为许多人都做，因此可以找到许多模版可以参考。然而这次机械式瓶托升降机构的设计，则完全是全靠自己设计，没有任何模版可以参考。设计的第一步是搜集有关该机构的相关资料，然而在搜集资料的过程中就发现，这方面的资料很少。因此必须在有限资料的情况下设计出符合要求的产品。既要满足原始参数：灌装瓶容积500ml；行程30～110mm；灌装机生产能力6000瓶/小时。第二步则是阅读资料，根据相关资料确定原理图，明确该机构是有哪几部分组成，各部件的作用是什么。首先是设计出凸轮滑道，其是托瓶生将机构饶轴运动的基础。根据升程设计出相关轨迹线。由此而设计出相关尺寸。并在Proe中画出三维立体图，确定满足要求，则在CAD中完善平面图。第三步则是确定托瓶升降机构的各部件尺寸，明确结构尺寸后，首先在Proe中画出三维立体图，并进行装配。根据生成的模型，查找不足，并不断改进，直到足够完善。最后在CAD中完善平面图。最后则是写出设计说明书和其他一些工作。这次我觉得收获最大的是通过自己设计，做出了基本符合要求的设计来，虽然存在着很多问题，但是还是一次很有意义的尝试。画是三维零件图就画了我一天半，这主要是软件操作不熟练。通过实际操作，遇到不会的地方就立马学习，很快提过了软件的操作能力。这是我觉得最有意义的地方。以前总是自学软件，效果却是不怎么样。更深刻体会到，只有在实际操作中才能真正掌握。而平面图画了我好多时间，则主要是因为有许多细节方面的地方要注意。这次我觉得以后要改进的是，则有质量的完成任务的同时能够提高效率，这是很重要的。尤其是在明年即将进入工作岗位，讲求效率则是及其重要的。而做到提高效率，我认为首先要做到熟练，比如说软件必须熟练，做到这点就需要多做多用。