包裝機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

包裝機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

■機(jī)器組成有三大部分：原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。■傳動(dòng)系統(tǒng)——傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的中間裝置；

影響機(jī)器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和加工質(zhì)量。■本節(jié)介紹：一、

傳動(dòng)系統(tǒng)的基本任務(wù)和功用二、

傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟三、

傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)四、

執(zhí)行件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合方案的擬定六、

傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例.一、傳動(dòng)系統(tǒng)的基本任務(wù)和功用●傳動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)基本任務(wù)或兩方面作用：

實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)——實(shí)現(xiàn)速度改變和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)變，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定運(yùn)動(dòng)；

傳遞動(dòng)力——傳遞功率和扭矩到執(zhí)行件。●傳動(dòng)系統(tǒng)功用的具體表現(xiàn)：（1）起變速作用（多數(shù)需降速）；（2）轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式——將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求的運(yùn)動(dòng)形式：

轉(zhuǎn)動(dòng)→直線運(yùn)動(dòng)：可采用齒輪齒條、絲杠螺母、曲柄滑塊、凸輪等機(jī)構(gòu)。

連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)→連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)：可采用皮帶、齒輪、鏈、蝸桿蝸輪等機(jī)構(gòu)。

連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)→間歇轉(zhuǎn)動(dòng)：可采用棘輪、槽輪、蝸形凸輪等機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)動(dòng)→擺動(dòng)：可采用曲柄連桿、偏心輪及凸輪機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)動(dòng)→平面曲線或空間曲線運(yùn)動(dòng)：可采用雙凸輪、雙曲柄連桿或組合機(jī)構(gòu)。

（3）傳遞功率和扭矩——將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其完成預(yù)期任務(wù)；（4）改變自動(dòng)機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍。

二、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（1）擬定運(yùn)動(dòng)方案（確定執(zhí)行構(gòu)件數(shù)、構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)、各運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系）；（2）確定各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；（3）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（包括選擇機(jī)構(gòu)類型、擬定組合方案）；（4）確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（依據(jù)以上幾點(diǎn)）；（5）確定和計(jì)算有關(guān)動(dòng)力參數(shù)（力、扭矩、載荷強(qiáng)度等）。三、傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)●傳動(dòng)鏈分：外聯(lián)傳動(dòng)鏈和內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈；●每一運(yùn)動(dòng)必須且只能有一條外傳動(dòng)鏈，而內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈可有多條。概念選用傳動(dòng)功用設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮組成外（聯(lián)）傳動(dòng)鏈內(nèi)（聯(lián)）傳動(dòng)鏈

聯(lián)系動(dòng)力源和自動(dòng)機(jī)械主軸或分配軸

主軸至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈，決定加工特性和質(zhì)量。

可采用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副、摩擦傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等；不能用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副。（1）傳遞動(dòng)力；

（2）保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)一定的轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍；

（3）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的起停、換向、制動(dòng)。（1）傳遞運(yùn)動(dòng)和功率；

（2）保證各運(yùn)動(dòng)之間嚴(yán)格的速比，完成運(yùn)動(dòng)間協(xié)調(diào)配合；

保證要求的速度和傳遞的功率，對(duì)傳動(dòng)精度無要求。

保證傳動(dòng)精度，與執(zhí)行件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和循環(huán)圖有關(guān)，常受分配軸控制。

變速、定比傳動(dòng)、操作控制等機(jī)構(gòu)。

變速機(jī)構(gòu)有：分級(jí)變速和無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。藥劑自動(dòng)機(jī)為大批量生產(chǎn)，為便于調(diào)整、簡(jiǎn)化傳動(dòng)等，常采用無級(jí)變速。

定比傳動(dòng)、凸輪、四桿、間歇運(yùn)動(dòng)及各種組合機(jī)構(gòu)等。內(nèi)外傳動(dòng)鏈比較四、執(zhí)行件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)●執(zhí)行件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇：滿足加工工藝，同時(shí)考慮設(shè)計(jì)制造。●執(zhí)行件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇原則：

1）根據(jù)執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)特性（簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)、復(fù)合運(yùn)動(dòng)等）簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)等）——采用簡(jiǎn)單的摩擦、齒輪、偏心輪、凸輪、絲杠螺母、連桿等傳動(dòng)；復(fù)合運(yùn)動(dòng)——常需要組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

例圖8-52）根據(jù)執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)精度（如運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求等）

要求嚴(yán)格——常采用凸輪機(jī)構(gòu)；

反之——較多采用單圓弧凸輪機(jī)構(gòu)。

3）根據(jù)執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)速率

對(duì)中低速率（≤200r/min）的執(zhí)行件——可采用凸輪機(jī)構(gòu)；

對(duì)高速（≥200r/min）執(zhí)行件——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用偏心輪機(jī)構(gòu)（運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無沖擊）

。圖8-5凸輪-蝸桿組合機(jī)構(gòu).1-輸入軸；2-凸輪；3-滾子；4-蝸桿；5-蝸輪五、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合方案的擬定

●按機(jī)器預(yù)期職能→合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)→組合安排。

●組合傳動(dòng)方案時(shí)的基本要點(diǎn)：

1）盡量簡(jiǎn)化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈

→誤差小、成本低、能耗少；

2）較高的機(jī)械效率：機(jī)器的總效率=運(yùn)動(dòng)鏈中各環(huán)效率之積；

3）合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)順序——考慮運(yùn)動(dòng)形式、傳遞扭矩和速度等；

4）合理分配傳動(dòng)比——注意傳動(dòng)比范圍、轉(zhuǎn)速和扭矩等傳動(dòng)性能、及前小后大等分配原則；

5）安全性能。

六、傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例例一

滅菌隧道烘箱的傳動(dòng)示意圖1）采用直流電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速；2）根據(jù)傳送帶速度要求較低采用兩級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)進(jìn)行減速；3）停機(jī)和手動(dòng)操作控制采用電磁離合器4；4）主輸送帶和兩側(cè)輸送帶的同步由兩對(duì)圓錐齒輪9的傳動(dòng)保證；5）該傳動(dòng)主要要求是運(yùn)動(dòng)速度。?…例二

超聲波安瓿清洗機(jī)傳動(dòng)示意圖1）采用直流電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速；2）根據(jù)清洗機(jī)速度要求采用蝸輪減速箱進(jìn)行減速；3）清洗機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)具有1條外傳動(dòng)鏈和7條內(nèi)傳動(dòng)鏈（參見圖）；4）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作（針鼓轉(zhuǎn)盤1間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)瓶斗18往復(fù)抖動(dòng)、放瓶柵門17往返運(yùn)動(dòng)、安瓿引導(dǎo)器16往復(fù)運(yùn)動(dòng)、推瓶板15往復(fù)運(yùn)動(dòng)、翻瓶器14往復(fù)擺動(dòng)、出瓶機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)）之間具有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)和速比關(guān)系——由分配軸控制。?…例三

轉(zhuǎn)盤式數(shù)粒機(jī)傳動(dòng)1）傳動(dòng)形式有：皮帶、齒輪、蝸桿蝸輪、凸輪及槽輪機(jī)構(gòu)等；2）系統(tǒng)中有定比傳動(dòng)、變速傳動(dòng)；3）兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)——轉(zhuǎn)盤和定瓶器之間的運(yùn)動(dòng)，要求協(xié)調(diào)配合，由蝸桿軸控制。?…例四

電氣-機(jī)械式間歇供料傳動(dòng)1）采用電氣-機(jī)械組合控制；2）根據(jù)不同機(jī)構(gòu)速度要求具有多級(jí)減速裝置；3）通過偏心輪2、曲柄4等機(jī)構(gòu)將分配軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為間歇往復(fù)擺動(dòng)，再通過電磁離合器5等使送料輥8單向間歇送料；4）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)——送料輥8、縱封器22、切斷器20、夾鉗18等的運(yùn)動(dòng)由分配軸控制。

?…例五

安瓿灌封機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖.?…1-直流調(diào)速電機(jī)；2-齒條前后左右凸輪；3-出瓶凸輪；4，11-定位凸輪；

5-拉絲鉗架上下凸輪；6-開閉鉗凸輪；7-火頭凸輪；8-壓瓶凸輪；9-針架上下凸輪；10-灌液凸輪；

12-缺瓶止灌凸輪；13-主軸；14，15-傳動(dòng)軸；16-進(jìn)瓶螺桿；17-交接盤；18-輸送齒條

全自動(dòng)膠囊充填機(jī)例六

全自動(dòng)膠囊充填機(jī)

傳動(dòng)原理圖撥輪21-分度盤20-粉劑回轉(zhuǎn)盤17；撥輪19-分度盤18-回轉(zhuǎn)盤16(十二個(gè)工位

)；盤凸輪4-膠囊送進(jìn)盤凸輪3-工位a-膠囊分離槽凸輪6-工位e-粉劑充填盤凸輪5-工位g-廢囊剔出

盤凸輪2-工位j-膠囊鎖合槽凸輪1-工位k-成品排出。包裝機(jī)械的控制系統(tǒng)●包裝機(jī)械是以自動(dòng)供料、自動(dòng)加工、自動(dòng)輸送等環(huán)節(jié)相聯(lián)起來進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的機(jī)器；●組成自動(dòng)機(jī)的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須協(xié)調(diào)工作

每臺(tái)自動(dòng)機(jī)都須有一個(gè)準(zhǔn)確可靠的控制系統(tǒng)（類似于人類神經(jīng)系統(tǒng)：操縱工作機(jī)的傳動(dòng)、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序和時(shí)間、故障診斷和維護(hù)等）?！窨刂葡到y(tǒng)的完善程度常是自動(dòng)機(jī)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。●本節(jié)介紹：一、控制系統(tǒng)的分類二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成三、藥物制劑機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)例

.一、控制系統(tǒng)的分類●控制系統(tǒng)種類繁多，根據(jù)被控制量是否被反饋，分開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；●按控制方式分為三類：

機(jī)械程序控制系統(tǒng)

行程控制系統(tǒng)

數(shù)碼電子程序控制系統(tǒng).1、機(jī)械程序控制系統(tǒng)——按時(shí)間先后順序發(fā)令的集中時(shí)序控制系統(tǒng)?！癜l(fā)指令可采用：凸輪分配軸、轉(zhuǎn)鼓、數(shù)字脈沖發(fā)生器等?！駲C(jī)械程序控制的特點(diǎn)：（1）能完成任意工作循環(huán)；（2）調(diào)整后動(dòng)作順序確定，機(jī)構(gòu)不易干涉；（3）控制簡(jiǎn)單、工作嚴(yán)格穩(wěn)定；

但（4）靈活性??；

（5）安全性不夠，缺乏自檢

。2、行程控制系統(tǒng)——按動(dòng)作位移行程信號(hào)相互控制的控制系統(tǒng)?！裥谐炭刂频奶攸c(diǎn)：（1）控制方式為“命令-回答-命令”，安全可靠；（2）機(jī)動(dòng)靈活（改動(dòng)行程即可改變控制）；但（3）循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，不適合高速自動(dòng)機(jī)。3、數(shù)碼電子程序控制系統(tǒng)——用計(jì)算機(jī)和伺服電機(jī)控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)順序協(xié)調(diào)動(dòng)作。

●數(shù)碼控制的特點(diǎn)：（1）控制靈活機(jī)動(dòng)；（2）適應(yīng)性廣；（3）減少機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

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包裝機(jī)械的控制系統(tǒng)，多數(shù)兼有時(shí)序控制和行程控制。

DGA水針灌封機(jī)控制即是一典型。二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成●控制系統(tǒng)主要組成：輸入裝置、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

●輸入裝置包括給定裝置和檢測(cè)裝置：

給定裝置是人對(duì)機(jī)器下命令的裝置

◆有手動(dòng)發(fā)訊和程序發(fā)訊兩種方式；

◆分穩(wěn)定給定裝置（如按鈕、定位器等）、程序給定裝置（如凸輪分配軸、計(jì)算機(jī)鍵盤、磁盤等）和跟蹤給定裝置（如閉環(huán)控制中輸入量的給定裝置）。

檢測(cè)裝置是檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工作情況并以信息形式傳給控制器的裝置。

●控制器是對(duì)給定指令和檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行邏輯處理的、使被控參數(shù)按某一規(guī)律變化的裝置，它相當(dāng)于人的大腦.

控制器也稱為調(diào)節(jié)器、數(shù)據(jù)處理裝置或運(yùn)算裝置等。●執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行指令忠實(shí)地執(zhí)行動(dòng)作的機(jī)構(gòu).

按運(yùn)動(dòng)形式分，有直線式和回轉(zhuǎn)式；

按能源分，有電氣式（直流、交流、脈沖）、液壓式、氣動(dòng)式。

三、包裝機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)例

●薄膜上商標(biāo)位置由光電系統(tǒng)檢測(cè)，信號(hào)經(jīng)放大后去控制電磁離合器6；

●電磁離合器6根據(jù)有無色標(biāo)到位信號(hào)而斷電脫開或繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而使薄膜準(zhǔn)確停位和運(yùn)動(dòng)；

●該控制系統(tǒng)顯然是控制商標(biāo)紙定長(zhǎng)切斷的裝置。

?…1-進(jìn)給輪；2-定位色標(biāo)；3-薄膜；4-塑料薄膜卷料；5-機(jī)器主軸；6-電磁離合器

1、塑料薄膜位置控制系統(tǒng)2、膏劑灌裝機(jī)商標(biāo)對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)●膏劑在灌裝過程中，軟管尾端在夾扁時(shí)，其平面必須與商標(biāo)一致。?…灌裝好的膏劑傳送到管尾端夾扁工位時(shí)被托起，并由步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)慢速旋轉(zhuǎn)

當(dāng)軟管上標(biāo)記3與光電頭對(duì)準(zhǔn)時(shí)，有色標(biāo)記將無反射光，光電接收頭將發(fā)出信號(hào)放大、整形后，控制步進(jìn)電機(jī)4迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)在此位置進(jìn)行膏劑管尾端夾扁即能與商標(biāo)面一致。●灌裝機(jī)上的商標(biāo)對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)采用光電控制：?…3、回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)●為保證貼標(biāo)工藝過程完全自動(dòng)完成，需要有可靠的控制系統(tǒng)（圓圈中的字號(hào)代表控制系統(tǒng)中電氣控制元件的序號(hào)）。?…●本機(jī)控制系統(tǒng)工作原理為：

主傳動(dòng)和進(jìn)、出瓶裝置的輸送帶的電機(jī)均由智能化的變頻器2A1進(jìn)行同步控制。