雙曲線螺桿的設(shè)計分析及應(yīng)用

時間：2024-09-09 14:57:56 機電畢業(yè)論文我要投稿

相關(guān)推薦

　　摘要：本文介紹一種在自動包裝設(shè)備中通過三維仿真計算不同位置時不同螺桿曲線、截面的分瓶螺桿在應(yīng)對圓形容器、非圓形容器、矩形容器及異型容器時分瓶螺桿的設(shè)計分析及應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：機械設(shè)計分瓶螺桿自動包裝設(shè)備三維仿真

　　引言

　　在當(dāng)前高速飲料自動化生產(chǎn)線上，高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機是其重要組成環(huán)節(jié)之一。在現(xiàn)代自動化機械設(shè)備中，高速、穩(wěn)定、易操作性、包容性等要求越來越高，并且在市場的個性化需求發(fā)展中越發(fā)明顯。目前為止，國產(chǎn)貼標(biāo)機仍與進(jìn)口機有一定差距，主要原因是目前貼標(biāo)機關(guān)鍵零、部件的設(shè)計不能從根本上解決當(dāng)前市場對高速貼標(biāo)機的性能需求;進(jìn)瓶分瓶機構(gòu)是其關(guān)鍵部件之一，直接影響生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。

　　目前包裝行業(yè)中常見的分瓶方式多采用螺桿機構(gòu)，如圖1所示。該類型螺桿螺距是按照步進(jìn)函數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行設(shè)計，保證容器在分瓶螺桿的運動下獲得連續(xù)的速度及加速度。但這類螺桿存有以下不足：(1)機構(gòu)只靠一條螺旋分瓶，穩(wěn)定性差，易倒瓶、卡瓶;(2)進(jìn)瓶時螺桿頭部承受著容器對螺桿加載的極大摩擦力致使磨損嚴(yán)重，影響分瓶性能，縮短使用周期;(3)方形、矩形、橢圓等異形容器在傳輸過程中之間緊靠，且大面積擠壓，使傳統(tǒng)螺桿不能有效的分瓶，導(dǎo)致螺桿擠瓶(損壞容器)、卡瓶，大大降低了生產(chǎn)效率。

　　一、其它分瓶機構(gòu)的探討與驗證

　　上述講到一條螺桿分瓶時因為對于容器來說螺桿在分瓶時是單邊受力，螺桿螺旋傾角讓前進(jìn)的力有一個分解力，容器另一邊會因為剛性護(hù)欄從而對容器本身造成磨損，也易在高速情況下使容器重心不穩(wěn)。既然螺桿在遇到方形、矩形、橢圓等異形容器時出現(xiàn)種種不良情況，何不直接取消掉，讓容器直接進(jìn)入到撥瓶星輪板中，讓撥瓶星輪板兼容其螺桿的功能。

　　容器在鏈道時依序排列，當(dāng)容器走到星輪時，如果星輪工位與容器不重合時，星輪外輪廓會阻止其進(jìn)入，待等到下一工位到來時再進(jìn)入設(shè)備中。經(jīng)驗證分析后發(fā)現(xiàn)此結(jié)構(gòu)中存在一定局限性，由于星輪板中工位前卡口位是有導(dǎo)向斜邊，當(dāng)容器進(jìn)入工位時是以傾斜姿勢進(jìn)入，當(dāng)遇到是圓形截面容器時因容器輪廓各點到中心的距離是一樣的，其會做純滾動順利進(jìn)行到設(shè)備星輪里;但如果遇到方形、矩形、橢圓等異形容器時，因其外輪廓各點到中心的距離不一致，加之在高速情況下，其鏈道施于容器的壓力也相應(yīng)加大，容器無時間來通過自身糾偏，極易造成容器在此位置卡滯引起設(shè)備停止，并帶來容器破損、表面擦傷壓傷等連帶不良結(jié)果。鑒于此結(jié)構(gòu)的局限性，其只能滿足在低運行速度下各類容器的使用。

　　二、雙曲線螺桿的造型

　　雙曲線螺桿可通過3D軟件仿真計算螺旋槽上的各點，繪制成螺旋線，然后利用ProE螺旋線做尺寸陣列，根據(jù)三維仿真得到容器的運動曲線如圖3、圖4所示。

　　三、結(jié)語

　　一直以來貼標(biāo)機的關(guān)鍵部件沒有合理設(shè)計理論和機構(gòu)參數(shù)，從而嚴(yán)重影響到整個異形瓶應(yīng)用的開發(fā)。本文針對回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機在非圓形容器傳輸時的核心機構(gòu)進(jìn)瓶螺桿進(jìn)行了設(shè)計和理論計算，并采用ProE進(jìn)行三維仿真，根據(jù)螺桿的實際應(yīng)用可得到高精度的螺旋線，保證了結(jié)構(gòu)的可行性，這對日后開發(fā)更多該系列高精度貼標(biāo)機具有重要意義。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計.高等教育出版社，2006.5.

　　[2]孫智慧，高德.包裝機械.中國輕工業(yè)出版社，2012.2.

　　[3]林清安.完全精通Prp/ENGINEER野火4.0中文版綜合教程.電子工業(yè)出版社，2009.5.

　　[4]ProE高級建模.維基百科.

　　[5]陳栩雪.中文Pro/E Wildfire2.0設(shè)計教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

　　[6]孫桓，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1996.

【雙曲線螺桿的設(shè)計分析及應(yīng)用】相關(guān)文章：

幽門螺桿菌實驗室檢測與應(yīng)用價值10-19

建筑設(shè)計中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用分析09-09

植物在園林景觀設(shè)計中應(yīng)用分析07-27

商業(yè)空間動態(tài)展示設(shè)計方法的分析與應(yīng)用07-02