罐頭裝箱機(jī)的設(shè)計(jì)

摘要罐頭食品擁有攜帶簡(jiǎn)易、食用起來方便的特點(diǎn)。因?yàn)椴皇芗竟?jié)和地域的限制，所以隨時(shí)可供給消費(fèi)者食用，并且不需要冷藏。隨著罐頭需量的逐漸增加，生產(chǎn)力的不斷提高，在罐頭裝箱的環(huán)節(jié)自動(dòng)化裝箱機(jī)代替手工裝箱已成必然。裝配是機(jī)械制造中手工勞動(dòng)較多的工序之一，在一般的裝配工序中可采用具有柔順性的裝配機(jī)器人進(jìn)行工件傳遞、抓取、相配合零件的插入的工作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝配。當(dāng)前，我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)正受到國(guó)際金融危機(jī)的影響和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，以價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的銷售策略已經(jīng)不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)。抓住機(jī)遇，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以高科技產(chǎn)品提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是未來我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)應(yīng)對(duì)危機(jī)和挑戰(zhàn)的唯一出路。面對(duì)我國(guó)裝箱機(jī)的市場(chǎng)需求，包裝機(jī)械企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的全自動(dòng)，多功能，節(jié)能，環(huán)保的現(xiàn)代花裝箱機(jī)，提高國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。專家指出，在開發(fā)裝箱機(jī)產(chǎn)品中一定要充分體現(xiàn)出高效，高精，智能化，標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，彈性化且具有多種切換功能，可拆卸以及節(jié)能，環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。在引進(jìn)，消化，吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)品牌。大多數(shù)裝箱機(jī)是采用氣動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)操作的，此次裝箱機(jī)的設(shè)計(jì)主要包含動(dòng)作的機(jī)構(gòu)部分、吸盤、控制部分、動(dòng)力源。由帶制動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使其完成裝箱運(yùn)轉(zhuǎn)。通過獨(dú)特的雙四連桿機(jī)構(gòu)，使罐頭的升高和降落運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確。通過吸氣、排氣及電控等方式把罐頭準(zhǔn)確、可靠地放到箱子里。本機(jī)在工作過程當(dāng)中，起步和終止均緩慢平穩(wěn)，中途運(yùn)動(dòng)較快，縮短非工作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。罐頭和箱的進(jìn)出、定位、裝運(yùn)動(dòng)作，安作保護(hù)均由PLC控制。關(guān)鍵詞：裝箱機(jī)；吸盤；連桿AbstractCannedfoodhastocarry,edibleconvenientetc.characteristic,maydonotgetseasonwiththerestrictionofregion,maysupplyatanytimetocustomer,neednotrefrigeration.Alongwiththegradualincreaseofcannedrequirementtheunceasingraisingofproductivityincanpackthelinkautomationofcasepackcasemachinereplacehandworkpackcasehavebecomeinevitable.Assemblyistheoneofhandworkprocessofmorelabourinmechanicalproduction.Ingeneralassemblerorder,mayadopttheassemblyrobotwhohascompliancetocarryoutworkpiece,transmit,grabtake,appearancecoordinationelementinsertenterwork,withrealizeautomationassembly.Rnationalfinancialcrisisandinternationalcompetitionchallenge,topricecompetitionstrategyofthesaleshavenotshowtheadvantageoftheenterprise.Seizetheopportunity,adjusttheproductstructure,improveenterprisecompetitivenessisthefutureofourcountrywiththehigh-techproductspackagingmachineryindustrytheonlywayoutofthecrisisandchallenge.Inthefaceofmarketdemandofpackingmachineinourcountry,packagingmachineryenterprisesshouldfocusondevelopmentofabatchofinternationallyadvancedleveloffullyautomatic,multi-function,energysaving,environmentalprotection,modernflowerpackingmachine,improvethemarketcompetitivenessofdomesticpackingmachine.Theexpertpointsout,inthedevelopmentofpackingmachineproductsmustfullyreflectsthehighefficiency,highprecision,intelligent,standardized,modular,elasticityandhasavarietyofswitchfunction,removableandenergy-saving,environmentalprotectiondesignconcept.Intheintroduction,digestion,absorption,onthebasisofdevelopedwithindependentintellectualpropertyrightsofdomesticbrands.Packcaseoperation,fromthegeneratordriveoftapebrake.passthrough4uniquetwolinkagemechanisms,makecanpromoteanddescendtomoveaccuratesteady.Throughbreathing,exhaustwithelectronic-controlledcancorrect,putreliablelyinchest.thismachineworkingprocessin,startwithterminateslowsteady,halfwaysportthanrapid,shortennonworkingtime,raiseproductionefficiency.Shipmentmovement,locationandthereceiptsandpaymentofcanandcaseareinstalledistheguarantortoprotect,controlbyPLC.Keywords:Packcasemachine；sucker；connectingrods目錄TOC\o"1-3"\h\u12091第一章設(shè)計(jì)背景及方案的選擇和確定 無菌的包裝設(shè)備：如果想要縮短我國(guó)和國(guó)際的先進(jìn)水平之間的差距，那么一定要提高速度，完善設(shè)備的性能。還要發(fā)展大袋無菌的包裝技術(shù)和設(shè)備。研發(fā)出半液體無菌的包裝設(shè)備，同時(shí)發(fā)展杯式無菌的包裝設(shè)備，使得無菌的包裝設(shè)備產(chǎn)品能夠做到系列化。還要發(fā)展杯式的無菌小包裝機(jī)械產(chǎn)品，來填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白。真空、換氣的包裝設(shè)備：發(fā)展出適用于袋容量比較大的連續(xù)或者半連續(xù)的真空包裝設(shè)備和將所需要的氣體按照一定的比例充入袋內(nèi)的非常高速的換氣包裝設(shè)備。瓦楞型紙板（箱）生產(chǎn)設(shè)備：是用來發(fā)展寬幅（2米以上）、高速成套的設(shè)備。一般在中輕型設(shè)備上都很注重成套性。想要拓展計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用深度以及廣度，主要在于提高性能和可靠性。制罐設(shè)備：是用來研制無汞焊接和專用電源的，課提高生產(chǎn)的速度。發(fā)展復(fù)合罐或者異型罐及噴霧罐等多種多樣的系列制罐成套的設(shè)備以及相應(yīng)的制罐生產(chǎn)線。環(huán)保包裝機(jī)械：是一種開發(fā)各種各樣的小包裝用的紙袋的生產(chǎn)設(shè)備和一些以紙基材做為包裝材料（容器）的包裝設(shè)備，一定要適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求。推廣和完善蜂窩紙板制造的技術(shù)，可以加快以紙代木的進(jìn)度。推廣和完善紙漿模塑的制造技術(shù)，要擴(kuò)大應(yīng)用的方面，例如向電子產(chǎn)品的包裝方向上去發(fā)展。袋成趁充填—封口設(shè)備：發(fā)展系列化產(chǎn)品及配套裝置，解決對(duì)物料的適應(yīng)性、配套性和可靠性問題：采用先進(jìn)技術(shù)，提高速度，同時(shí)開發(fā)可適用于單膜和復(fù)合膜兩用的包裝機(jī)；盡快開發(fā)性能可靠、高水平的粉粒自動(dòng)包裝設(shè)備。啤酒、飲料罐裝成套設(shè)備：開發(fā)適用于10萬噸/年以上大型啤酒、飲料罐裝成套設(shè)備（包括裝箱、卸箱、殺菌、貼標(biāo)、原位清洗等）；發(fā)展具有高速、低耗、計(jì)量精確、自動(dòng)檢測(cè)等多功能全自動(dòng)大型成套設(shè)備。稱量式填充設(shè)備：發(fā)展各種形式的稱量填充設(shè)備，著力提高速度和精度以及穩(wěn)定性和可靠性，并與自動(dòng)包裝設(shè)備配套。裹包設(shè)備：提高產(chǎn)品的可靠性和操作安全性；除塑料薄膜裹包設(shè)備外，要開發(fā)折紙裹包設(shè)備；大力發(fā)展與裹包設(shè)備配套的各種輔助裝置，以擴(kuò)大主機(jī)功能應(yīng)用面。包裝機(jī)械的技術(shù)含量在一天一天的增加，我們國(guó)家現(xiàn)在有的一些包裝機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量普遍不是很高，而國(guó)外都已經(jīng)將很多的先進(jìn)技術(shù)都應(yīng)用在包裝機(jī)械上了。例如遠(yuǎn)距離的遙控技術(shù)（包括監(jiān)控）、自動(dòng)柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等。包裝機(jī)械的零部件生產(chǎn)的專業(yè)化。很多的零部件不已經(jīng)不是包裝機(jī)械廠來生產(chǎn)了，都是通過一些比較通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠來生產(chǎn)，某些特殊的零部件是由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家來生產(chǎn)的，真真正正有名的包裝機(jī)械廠一般都可能是組裝廠。產(chǎn)品都在向多功能和單一，高速的兩極化去發(fā)展。包裝機(jī)械的最后的作用是在于提高生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的多樣化。1.2方案的選擇裝配在機(jī)械制造的過程中相比其他是手工勞動(dòng)相對(duì)較多的工序之一。而且由于技術(shù)上存在一定的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)它的自動(dòng)化非常難，尤其是在那種多品種、小批量的生產(chǎn)中能夠?qū)崿F(xiàn)其自動(dòng)化裝配對(duì)技術(shù)上的要求也會(huì)更高。在平常的裝配工序中一般采用具有一定柔順性的裝配機(jī)器人去進(jìn)行工件的抓取、傳遞、相配合零件的插入工作，從而實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化裝配。設(shè)計(jì)大體分四部分：傳動(dòng)部分、電控部分、電機(jī)的選擇、吸盤的選擇。方案一：傳動(dòng)部分：氣壓傳動(dòng)電控部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)電機(jī)的選擇：伺服電動(dòng)機(jī)吸盤的選擇：電磁鐵吸盤方案二：傳動(dòng)部分：機(jī)構(gòu)傳動(dòng)電控部分：可編程控制器電機(jī)的選擇：交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)吸盤的選擇：氣動(dòng)吸盤方案三:傳動(dòng)部分:液壓傳動(dòng)電控部分:電機(jī)控制器電機(jī)的選擇:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)吸盤的選擇：真空式吸盤1.3方案的選擇在傳動(dòng)部分，方案一是采用氣壓傳動(dòng)，方案二是采用機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，方案三是采用液壓傳動(dòng)。相比較，氣動(dòng)特點(diǎn)：（1）以空氣作為工作介質(zhì)，取之不竭，用之有余，用后的空氣可直接排到大氣中，不會(huì)讓環(huán)境受到污染。（2）工作環(huán)境的適應(yīng)性很好，尤其適用在那種易爆炸、易燃燒以及多塵埃、輻射、強(qiáng)磁、振動(dòng)、沖擊等機(jī)器劣質(zhì)的環(huán)境中。（3）系統(tǒng)的定位困難。（4）氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。（5）空氣的黏度很小，只有液壓油的萬分之一，流動(dòng)阻力小，所以便于集中供氣，中、遠(yuǎn)距離輸送。機(jī)構(gòu)得傳動(dòng)特點(diǎn)：（1）工作效率非常高。（2）定位十分準(zhǔn)確。（3）工作的噪音特別大，尤其是排氣時(shí)，需要加消音器。液壓傳動(dòng)特點(diǎn):液壓工作壓力比較大，工作系統(tǒng)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，但液壓系統(tǒng)安裝和維護(hù)成本比較高。綜合個(gè)條件比較，應(yīng)該選擇機(jī)構(gòu)傳動(dòng)這一方案。在電控部分，方案一是采用單片機(jī)雖然能耗低、成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，并且高集成度，體積小。但是由于單片機(jī)的硬件制作質(zhì)量和抗干擾措施很難達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境的適應(yīng)性較差。用單片機(jī)制作的主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故障率高，不易擴(kuò)展，對(duì)環(huán)境依賴性強(qiáng),開發(fā)周期長(zhǎng)?？删幊炭刂破魇悄壳肮た亟绨l(fā)展最為迅速的工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品，該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外被廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)。可編程控制器體積小、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠，可以直接裝入強(qiáng)電動(dòng)力箱內(nèi)使用，并且功能齊全、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)運(yùn)算能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單直觀，深深的受到各階層使用者的喜愛。電機(jī)控制器抗電子干擾及抗震動(dòng)性能強(qiáng)，但應(yīng)用不是特別廣泛，成本比較高，因此可以選擇方案二。在電機(jī)選擇上，三種電機(jī)都適用，但伺服電機(jī)在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機(jī)做伺服電動(dòng)機(jī)。并且價(jià)格昂貴，維護(hù)比較困難。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電動(dòng)機(jī)，所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場(chǎng)合因此選方案二。在吸取方案上，氣動(dòng)吸盤和電磁鐵吸盤都具有可行性，但真空式吸盤易損耗，所以不考慮。氣動(dòng)吸盤是利用負(fù)壓原理將罐頭吸起傳送。而當(dāng)罐頭盒是鐵制時(shí)用電磁鐵也可將罐頭吸起、傳送及放下，但電磁鐵還需斷電保護(hù)，因此選方案二。根據(jù)以上的分析比較，選擇方案二可行。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第二章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是把動(dòng)力從機(jī)器的一部分傳遞到另一部分，使機(jī)器或機(jī)器部件運(yùn)動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)的構(gòu)件或機(jī)構(gòu)稱為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是（1）改變動(dòng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足工作機(jī)的要求；（2）把動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)所需的形式，如將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或反之；（3）將一個(gè)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能傳送到數(shù)個(gè)工作機(jī)上，或?qū)?shù)個(gè)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能傳送到一個(gè)工作機(jī)上；（4）其他特殊作用，如有利于機(jī)器的控制、裝配、安裝、維護(hù)和安全等而設(shè)置傳動(dòng)裝置。圖2.1罐頭裝箱機(jī)的動(dòng)作原理圖此設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)吸盤進(jìn)行吸取罐頭，底部是一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工作面A的位置移動(dòng)，相連平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)工作平面相對(duì)位置的水平移動(dòng)。通過曲柄的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)在X方向的左右擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)吸盤的動(dòng)作。圖2.2動(dòng)作原理圖簡(jiǎn)圖用試選桿長(zhǎng)的方法：初步設(shè)1桿長(zhǎng)為1330mm，2桿長(zhǎng)為853mm，3桿長(zhǎng)為880mm，4桿長(zhǎng)為399mm，5桿長(zhǎng)為354mm，6桿長(zhǎng)為257mm，7桿長(zhǎng)為523mm，8桿長(zhǎng)為151mm。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章動(dòng)力系統(tǒng)的選擇第三章動(dòng)力系統(tǒng)的選擇3.1電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇包括選擇點(diǎn)擊的類型、容量（功率）和轉(zhuǎn)速結(jié)構(gòu)型式，并且要確定型號(hào)。3.1.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式選擇工業(yè)生產(chǎn)中通常使用三相的交流電源，如果沒有什么特別的要求，一般都會(huì)選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。最為常用的就是Y系列的電機(jī)和籠型的三相異步交流電動(dòng)機(jī)。它的效率很高、工作十分可靠、結(jié)構(gòu)普遍簡(jiǎn)單、維修起來十分方便、成本也低，通常用于不易燃的、不易爆的，無腐蝕性氣體以及無特殊的要求的場(chǎng)合。也可以適用在某些要求比較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的機(jī)械中。本次設(shè)計(jì)主軸要求轉(zhuǎn)速很低，因此轉(zhuǎn)矩會(huì)很大，所以主要從輸出轉(zhuǎn)矩考慮電機(jī)的選擇。估算主軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算圖3.1機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖上圖為機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)化圖：AB方向?yàn)槲P重力方向，ED為動(dòng)力提供的轉(zhuǎn)矩方向，所以可列力矩平衡方程：罐頭重量6.5N/個(gè)，吸盤重取150NFAB×sin73oBC=FED×sin82oCD（3-1）FAB=罐頭總重+吸盤重=24×6.5+150=306N306×sin73oBC=FED×sin82oCD（3-2）解得：FED=2101NFEDcos32o=FBCFBC=3189N圖3.2機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖如圖3.2所示曲柄在CE這兩點(diǎn)要求輸出的扭矩最大扭矩T：T=FBC×CD（3-3）T=3189×0.1515=483.1N/m（3-4）通過轉(zhuǎn)速、扭矩、功率選擇由沈陽恒宇貝爾動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的減速電機(jī),型號(hào)：BWE2215（引自參考文獻(xiàn)）3.2氣缸的選擇3.2.1氣缸的相關(guān)參數(shù)的介紹氣缸的種類多樣，各種型號(hào)的氣缸性能及使用條件有所不同，且各生產(chǎn)廠家規(guī)定的技術(shù)條件也各不相同。一定要合理的選擇氣缸，使得氣缸能夠符合正常的工作條件和需求，進(jìn)從而達(dá)到非常理想的效果。這些條件分別有工作介質(zhì)的溫度、工作壓力的范圍、環(huán)境條件以及潤(rùn)滑條件等等。首先根據(jù)對(duì)氣缸的工作要求，選定氣缸的工作規(guī)格：即缸徑和行程。按氣缸的工作要求的行程再加上適當(dāng)余量，依此值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)行程作為預(yù)選行程，以此進(jìn)行軸向負(fù)載檢測(cè)、徑向載荷及緩沖性能校核。其次還一定要考慮到：例如環(huán)境條件，安裝的方式，活塞桿的連接方式以及行程的發(fā)信方法等等。根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)一般應(yīng)該選擇雙作用氣缸。普通雙作用氣缸理論推力F為：F=0.25πD2p（N）（3-5）式中：D—缸徑（m）；p—?dú)飧椎墓ぷ鲏毫Γ╬a）。其理論拉力為F為：F=0.25π（D2-d2）p（3-6）式中：d—活塞桿直徑（m）；估算時(shí)可令d=0.3D。氣缸的行程應(yīng)選擇生產(chǎn)廠商提供的標(biāo)準(zhǔn)行程。由于制造誤差或者安裝誤差，氣缸行程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，工件沒有受到氣缸輸出力的作用。選用標(biāo)準(zhǔn)行程的氣缸就避免了這種現(xiàn)象的發(fā)生。3.2.2工作壓力如何確定氣缸的輸出壓力是由氣動(dòng)裝置的工作壓力和所有的管路阻力損失所決定的，即：P=p-ΣΔΡi（3-7）式中：p為氣缸的輸出壓力；ΣΔΡi為管路中的壓力損失。活塞桿的連接和活塞力的計(jì)算活塞桿與工件之間的連接最好采用柔性連接，用來補(bǔ)償軸向或徑向偏差以及與氣缸在一個(gè)平面上實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)連接。有效活塞力（最終力）的計(jì)算：（3-8）式中：p為工作壓力（bar）；d為活塞直徑（cm）；R為摩擦力~10%（N）。耗氣量的計(jì)算：Q=0.25π×d2×h×p×10（3-9）式中：Q為空氣體積l/cm；d為活塞直徑（mm）；h為行程（mm）；p為工作壓力（bar）。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算：（3-10）式中：J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）；m為質(zhì)量（kg）；h，l為元件尺寸（m）。3.2.3氣缸的安裝方式氣缸可以采用耳軸式、腳架式和法蘭式安裝等，但這樣安裝時(shí)應(yīng)該盡量避免安裝螺釘本身直接受推力或者拉力負(fù)荷；同時(shí)要使安裝底座有足夠的剛性。3.2.4確定氣缸類型主要有氣缸單作用、氣缸雙作用、和特殊作用氣缸等本設(shè)計(jì)就是為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的推動(dòng)作用，所以我選擇采用單作用氣缸。又因?yàn)檫@套設(shè)備要求較低噪音，所以我選擇了緩沖式氣缸。緩沖式氣缸。對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸，不采取必要措施，活塞就會(huì)以很大的壓力（能量）撞擊端蓋，引起振動(dòng)和損壞機(jī)件。為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置，一般稱為緩沖氣缸。3.2.5確定缸蓋與缸筒之間的連接形式缸蓋與缸筒之間的連接形式主要分為以下幾種：(1)雙頭螺栓連接，(2)螺栓連接，(3)缸筒螺紋連接，(4)卡環(huán)連接。雙頭螺栓連接的結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工易于裝卸，但法蘭尺寸比螺紋連接和卡環(huán)連接大，重量較重；螺栓連接同螺紋連接又相似之處，另對(duì)其缸筒又特殊要求，必須式鑄件或焊接件（缸筒兩端墩粗加工螺紋孔方式除外）；缸筒螺紋連接，氣缸直徑較小，重量較輕，但要求螺紋中徑與氣缸內(nèi)徑要同心，而且擰動(dòng)端蓋時(shí)又可能把密封圈擰扭；卡環(huán)連接，重量比螺紋連接的還要輕，結(jié)構(gòu)緊湊，但其零件組件較多，加工復(fù)雜，且卡環(huán)槽削弱了缸筒強(qiáng)度性能，裝配密封圈時(shí)有可能被進(jìn)氣孔邊緣擦傷。又由于該設(shè)備需固定在支撐架上，故選用角架式氣缸，易于固定。綜上所述，選種QGBⅡD×S-M1型氣缸（引自參考文獻(xiàn)）。3.2.6確定氣缸類型由于推動(dòng)缸的工作原理及工作環(huán)境相同，所以，推動(dòng)缸的選擇類型與推動(dòng)缸類型相同。詳細(xì)說明見推動(dòng)缸。選擇QGBⅡD×S-M1型氣缸（選自參考文獻(xiàn)）3.2.7確定氣缸管道內(nèi)徑由于推氣缸要把罐頭產(chǎn)品從傳送帶推到托架上，通過計(jì)算皮帶與罐頭.間的摩擦力，以及氣缸內(nèi)部的力損耗，確定氣缸的內(nèi)徑。其中：罐頭重量=6.5N/個(gè)計(jì)算摩擦力f=u（m1+m2）g（3-11）式中：m2-推板部分質(zhì)量；m2=5千克；g-重力加速g=9.8N/Kg；f=0.5×(6×6.5+5×9.8）=44N。引起加速的力推動(dòng)的部分速度由0m/s～1.5m/s則加速度a==7.5m/sF1=（m1+m2）a（3-12）式中：m1-推動(dòng)缸質(zhì)量；m1=20千克；m2-推板部分質(zhì)量；m2=5千克；F1-引起加速度的力。F1=（6.5/9.8+5）×7.5=5.6×7.5=42.5N確定氣缸的輸出力F≥2（f+F1）（3-13）式中F-氣缸的輸出力；2-克服氣缸內(nèi)部摩擦系數(shù)；f-摩擦力f=44N；F1-引起加速度的力F1=42.5N。F≥2×（44+42.5）F≥173N計(jì)算氣缸的截面積s=（3-14）式中：s-氣缸內(nèi)徑截面積；F-氣缸推動(dòng)力F=39N；P-氣源壓強(qiáng)P=（0.4～0.6）Mpa。s==432.5mm計(jì)算氣缸內(nèi)徑r=（3-15）式中：s-氣缸內(nèi)徑截面積；-圓周率；=3.14。r=10mm則氣缸內(nèi)徑D=2×10=20mm即氣缸內(nèi)徑≥20mm推動(dòng)缸的行程要求＞135mm所以選用QGBⅡ40×200-MF1型氣缸3.2.8升降氣缸的選擇這次選擇的氣缸主要是為了實(shí)現(xiàn)升降作用，所以我采用雙作用氣缸。又由于工作條件設(shè)備，對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸，不采取必要措施。根據(jù)以上選擇條件，我所設(shè)計(jì)的小型斷路器碼垛專機(jī)的上推氣缸，使用的是FESTO公司的：缸徑φ80mm，行程200mm的QGBⅡD×S-M1型氣缸（選自參考文獻(xiàn)）。氣缸相關(guān)參數(shù):工作介質(zhì):過濾壓縮空氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn):活塞式氣缸最大許用工作壓力:12bar活塞桿上的最大扭矩:1.5Nm溫度范圍:-20~+80℃(考慮行程開關(guān)的溫度范圍)材料:前后缸蓋(壓鑄AlSi12);缸筒(陽極氧化鋁合金);活塞桿(X20Cr13);滾壓螺紋(密封聚氧酯)重量:1.087kg根據(jù)氣缸型號(hào)，護(hù)電路和紅色LED顯示。帶電纜：型號(hào)SMEO-4U-K-LED-243.2.9導(dǎo)向套作為導(dǎo)向套的常用材料為鑄造的青銅材料或耐磨鑄鐵材料。導(dǎo)向套的內(nèi)徑配合，一般選取H7/f6，其表面粗糙度則應(yīng)Ra=0.63~1.25um。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章附件的選用及控制電路的設(shè)計(jì)第四章附件的選用及控制電路的設(shè)計(jì)4.1附件的選用4.1.1熱繼電器的選擇熱繼電器一般是對(duì)電動(dòng)機(jī)的過載進(jìn)行保護(hù)。熱繼電器的選擇一般主要是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定它的型號(hào)和規(guī)格的。熱繼電器的額定電流IRT一般都要接近或者略微大于電動(dòng)機(jī)的額定電流Ied的，即IRT=（0.95~1.05）Ied熱繼電器的整定電流值通常情況下指的是熱元件通過的電流超過這個(gè)值的20%的時(shí)候，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動(dòng)作。選用時(shí)整定電流應(yīng)與電動(dòng)機(jī)額定電流一致。如遇到下列情況，選擇的熱繼電器元件的整定電流要比電動(dòng)機(jī)的額定電流高一些，以便來進(jìn)行保護(hù)：（1）電動(dòng)機(jī)負(fù)載慣性轉(zhuǎn)矩非常大，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。（2）電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的設(shè)備，不允許任意停電。（3）電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的是沖擊性負(fù)載。終上所述，我選擇的熱繼電器的型號(hào)為：JR16B20/3型熱繼電器，熱元件電流等級(jí)為11A，它的電流調(diào)節(jié)范圍為6.8~11A,可將其電流調(diào)節(jié)在10A（引自參考文獻(xiàn)）。4.1.2熔斷器的選擇選擇熔斷器，主要是選擇熔斷器的種類、額定電壓、熔斷器額定電流等級(jí)和熔體的額定電流。額定電壓是根據(jù)所保護(hù)電路的電壓來選擇的。熔體電流的選擇是熔斷器選擇的核心。通常對(duì)于一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)而言，熔體可以按照下列的關(guān)系選擇：IR=(1.5~2.5)Ied或IR=Ist/2.5（4-1）式中IR——熔體額定電流；Ied——電動(dòng)機(jī)的額定電流；Ist——異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流。對(duì)于無沖擊電流的負(fù)載，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于線路工作的電流，即≥I（4-2）式中I——工作電流。對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，由一個(gè)熔斷器保護(hù)，熔體按下列關(guān)系選擇：≥（4-3）式中——可能出現(xiàn)的最大電流。根據(jù)以上所述，我選擇的熔斷器的型號(hào)為：RL1-15型的熔斷器，配用為15A的熔斷體。4.1.3接觸器的選擇接觸器在一般情況下是用于那些帶有負(fù)載的主電路的自動(dòng)接通或者切斷的。本設(shè)計(jì)中所選用的是直流接觸器。選擇接觸器一般都會(huì)主要考慮以下的技術(shù)數(shù)據(jù)：（1）電源的種類：交流或者直流。（2）主觸點(diǎn)的額定電壓和額定電流等。（3）輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流。（4）電磁線圈的電源的種類，頻率以及額定電壓。（5）額定操作的頻率（次/h），也就是允許的每小時(shí)接通的最大次數(shù)。主觸點(diǎn)的額定電流，一般是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量Pd來計(jì)算觸點(diǎn)電流Ic的,即：Ic≥Pd×1000/KUd（4-4）式中K——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取1~1.4；Pd——電動(dòng)機(jī)功率（kW）；Ud——電動(dòng)機(jī)額定線電壓（V）；Ic——接觸器主觸點(diǎn)電流（A）；Uea——線圈額定電壓，接觸器觸點(diǎn)額定電壓Uc≥Uea。根據(jù)以上分析，我選用的接觸器型號(hào)為：CZ0-40/20型，電磁線圈電壓為24V直流（引自參考文獻(xiàn)）。4.2控制電路的設(shè)計(jì)4.2.1電氣控制相關(guān)內(nèi)容繪制電氣原理圖的一般原則電氣原理圖是迎來表示電氣控制線路的工作原理以及各各電器元件的作用和互相的關(guān)系的，而不需要去考慮各電路元件的實(shí)際的安裝位置和實(shí)際的連線情況。繪制電氣原理圖的時(shí)候，一般要遵循以下幾條原則：（1）電氣的控制線路分主線路和控制線路。主線路是用粗線來繪出的，控制線路用細(xì)線繪制出。一般情況下主線路都在左側(cè)，控制線路都在右側(cè)。（2）電氣控制得線路中，同一個(gè)電器的各導(dǎo)電部件常常不能畫在一起，但用同一文字標(biāo)明可以。（3）電氣控制線路的全部的觸點(diǎn)都可以按找“平?！睜顟B(tài)來繪出。“平?！睜顟B(tài)對(duì)于接觸器、繼電器等都是指線圈在沒有通電的時(shí)候的觸點(diǎn)狀態(tài)；對(duì)于按鈕、行程開關(guān)一般是指在沒有受到外力的情況下觸點(diǎn)的位置；對(duì)于主令控制器，則指的是手柄置放于“零位”的時(shí)候各觸點(diǎn)所在位置。4.2.2PLC部分的設(shè)計(jì)PLC的選擇這套裝置共有一臺(tái)電機(jī)、五個(gè)電磁換向閥。每臺(tái)電機(jī)需要啟動(dòng)，停止兩個(gè)輸出點(diǎn)，每個(gè)電磁換向閥需要一個(gè)輸出點(diǎn)，異常報(bào)警需一個(gè)輸出點(diǎn)，所以，一共需要八個(gè)輸出點(diǎn)。而輸入部分三個(gè)接近開關(guān)，兩個(gè)光電檢測(cè)器，程序啟動(dòng)、關(guān)閉，和報(bào)警解除，因此一共需要八個(gè)輸入點(diǎn)。綜上所述，我選擇了SYSMAC公司的CPMIA型可編程控制器，即SYSMACCPMIA（引自參考文獻(xiàn)）輸入信號(hào)的確定(1)啟動(dòng)程序輸入一個(gè)(2)關(guān)閉程序輸入一個(gè)(3)接近開關(guān)輸入三個(gè)(4)光電檢測(cè)器輸入兩個(gè)(5)報(bào)警解除輸入一個(gè)共八個(gè)輸入信號(hào)輸出信號(hào)的確定啟動(dòng)程序繼電器輸出一個(gè)關(guān)閉程序繼電器輸出一個(gè)接近開關(guān)繼電器輸出三個(gè)光電檢測(cè)繼電器輸出四個(gè)報(bào)警解除繼電器輸出一個(gè)共八個(gè)輸出信號(hào)輸入分配表格表4.1輸入分配表格名稱按鈕按鈕接近開關(guān)接近開關(guān)接近開關(guān)光電檢測(cè)器光電檢測(cè)器報(bào)警接觸代號(hào)SB1SB2SK1SK2SK3JK1JK2SB3輸出分配表格表4.2輸出分配表格名稱繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器代號(hào)KA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA8KA9沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章軸的設(shè)計(jì)與軸的校核計(jì)算第五章軸的設(shè)計(jì)與軸的校核計(jì)算5.1軸的設(shè)計(jì)5.1.1估算軸徑d≥A（5-1）式中：P—軸所傳遞的功率，kW；n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A—由材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力所確定的系速d≥A=108×≈40mm圖5.1軸承簡(jiǎn)圖5.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為===180(5-2)而===282N==o=103N因軸承受徑向力和軸向力作用，故選深溝球軸承6208圓錐滾子軸承30311==0.3mm==10+3=13mm=15-1=14mm齒輪右端選用軸肩定位，軸肩高度為取h=2mm則軸環(huán)處的直徑為:=13+8=21mm軸環(huán)寬度b≥1.4h取=3mm=17mm=18mm

=15mm=61.8mm圓頭普通平鍵GB1096-90=深溝球軸承6208==0.3mm圓錐滾子軸承30311==0.3mm板厚=7mm5.2軸的校核計(jì)算5.2.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件校核由公式=≈≤MPa（5-3）式中:--扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(Mpa)；T--軸所受的扭矩(N·mm)；--軸的抗扭截面系數(shù)(mm)n軸的轉(zhuǎn)速取n=5.9(rad/min)P軸傳遞的功率取P=1(KW)d計(jì)算截面處軸的直徑取d=40(mm)=≈≤19.5MPa（5-4）因?yàn)榇溯S選用材料為45號(hào)鋼,所以查表可知45號(hào)鋼的許用抗扭截面應(yīng)力=25-45Mpa因?yàn)椋?所以滿足要求。5.2.2彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的危險(xiǎn)截面的計(jì)算彎矩如下：=483(N·m)所以,彎曲應(yīng)力為==≤(Mpa)（5-5）式中:W軸的抗彎截面系統(tǒng)由此軸的截面形狀可知:W=-（5-6）式中:b--鍵槽寬取b=12(mm)；t--鍵槽深取t=8(mm)；d--軸直徑取d=40(mm)W=-=6280-819.2=5460.8軸的許用彎曲應(yīng)力,應(yīng)查表可知45號(hào)鋼在回火處理之后［σ-1］=55。-==43.13≤,滿足要求。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文結(jié)論結(jié)論本設(shè)計(jì)在實(shí)際與實(shí)驗(yàn)的證明下，完全可以應(yīng)用在國(guó)內(nèi)大部分小型工廠的實(shí)際生產(chǎn)中。本文所設(shè)計(jì)的罐頭裝箱機(jī)，采用氣動(dòng)吸盤進(jìn)行吸取罐頭，底部是一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工作面處的位置移動(dòng)，相連平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)工作平面相對(duì)位置的水平移動(dòng)。通過曲柄的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)在水平方向的左右擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)吸盤的動(dòng)作。本設(shè)計(jì)最終所選擇的設(shè)計(jì)方案在傳動(dòng)部分，使用機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，電控部分則使用可編程控制器，電機(jī)最終選擇了交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，吸盤用的是氣動(dòng)吸盤。所選用的電機(jī)的具體型號(hào)為電：BWE2215，氣缸型號(hào)為QGBⅡD×S-M1型氣缸，繼電器為JR16B20/3型熱繼電器，接觸器型號(hào)為：CZ0-40/20型，電磁線圈電壓為24V直流，選擇了SYSMAC公司的CPMIA型可編程控制器。本次設(shè)計(jì)本著生產(chǎn)效率高并且損耗還很低的，產(chǎn)銷皆對(duì)路的大型的成套設(shè)備和高新技術(shù)型產(chǎn)品。開發(fā)出一些新、特、奇的包裝設(shè)備，從而加速包裝機(jī)械的更新和換代。促進(jìn)生成專業(yè)化的，系列化的生產(chǎn)，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和適應(yīng)市場(chǎng)的能力。還要積極主動(dòng)的開發(fā)出支持多核心的企業(yè)以及品牌產(chǎn)品的改善，推進(jìn)建立現(xiàn)代企業(yè)的制度的發(fā)展模式而設(shè)計(jì)的。總體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)匯總于裝配圖上，一些細(xì)節(jié)部件的尺寸在裝配圖中都有所標(biāo)注。通過各種分析比較，方案的選擇與實(shí)驗(yàn)，分析系統(tǒng)的受力，實(shí)用性與工作原理的比較，最終確定了設(shè)計(jì)方案。從課題選擇、方案論證、到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無不凝聚老師的心血和汗水，正式因?yàn)橛欣蠋煹募?xì)心指導(dǎo)，才使我能夠完成此次設(shè)計(jì)。為了保證本文所設(shè)計(jì)的罐頭裝箱機(jī)能夠安全平穩(wěn)的運(yùn)行與應(yīng)用，必須嚴(yán)格遵守裝箱機(jī)的生產(chǎn)、檢查、安裝和維修的各項(xiàng)規(guī)定，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。致謝新的世紀(jì)，面臨新的挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的生活即將結(jié)束，帶著對(duì)未來美好的憧憬，進(jìn)入了大學(xué)的最后一個(gè)階段--畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。在老師的精心指導(dǎo)下，終于完成了此次設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)畢業(yè)之前所進(jìn)行的一次時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，涉及范圍較廣的最后一次實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們綜合三年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，在畢業(yè)設(shè)計(jì)老師指導(dǎo)下進(jìn)行的具有專業(yè)性、代表性的工程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固和運(yùn)用所學(xué)得的知識(shí)，并受到一次較為深入和復(fù)雜的綜合訓(xùn)練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，使所學(xué)知識(shí)鞏固、深化和發(fā)展，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，在理論聯(lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)上，鍛煉我們獨(dú)立思考問題、分析問題、解決問題的綜合能力進(jìn)一步了解和運(yùn)用所學(xué)過的各種理論知識(shí)，并通過學(xué)習(xí)更加充實(shí)和積累了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為即將步入社會(huì)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)期間，王老師給了我正確的指導(dǎo)，即使在百忙之中也能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并幫助我解決論文、圖紙中出現(xiàn)的各種問題，讓我能夠正確并及時(shí)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖髮W(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)僖淮窝堇[了團(tuán)結(jié)合作的童話，把一個(gè)龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)內(nèi)容均采用Autocad繪圖軟件，使我們真正體會(huì)到了現(xiàn)代化工具的先進(jìn)性，同時(shí)也為將來能應(yīng)用高科技技術(shù)設(shè)備打下了一定的基礎(chǔ)，又培養(yǎng)了我的實(shí)際操作能力，通過同學(xué)間的相互合作與協(xié)調(diào)，真正認(rèn)識(shí)到具有查閱技術(shù)資料的能力的重要性，深刻體驗(yàn)到知識(shí)之廣博，理論與實(shí)踐的結(jié)合性，創(chuàng)新思維的重要性。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)才能夠順利的完成，也