《機(jī)械裝備導(dǎo)論》課件第5章

第5章輕工機(jī)械5.1輕工機(jī)械的任務(wù)和特點(diǎn)5.2輕工機(jī)械的分類5.3輕工自動機(jī)的基本概念及組成5.4自動上料機(jī)構(gòu)5.5振動式供料器5.6步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)5.7輕工機(jī)械中的其他機(jī)構(gòu)5.1輕工機(jī)械的任務(wù)和特點(diǎn)輕工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國輕工業(yè)有40多個(gè)行業(yè)，包括造紙、制糖、制鹽、卷煙、燈泡、釀酒、日用陶瓷、日用玻璃、皮革皮毛、食品、家用電器、塑料制品、縫紉機(jī)、自行車、鐘表、日用五金、火柴、制鞋、搪瓷、玩具、工藝美術(shù)等等。這些行業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，直接為全國人民的吃、穿、用服務(wù)。輕工業(yè)投資少、見效快，因此對擴(kuò)大社會積累起著極其重要的作用，同時(shí)，對發(fā)展對外貿(mào)易、創(chuàng)收外匯、密切擴(kuò)大與世界各國人民的交流，都起著極其重要的作用。輕工機(jī)械是指輕工業(yè)部門各行業(yè)制造輕工產(chǎn)品所使用的專用技木裝備。輕工業(yè)產(chǎn)品品種的開發(fā)及其產(chǎn)量、質(zhì)量的增加和提高，產(chǎn)品成本的降低以及勞動生產(chǎn)率的提高等等，都與輕工機(jī)械的發(fā)展有著直接密切的聯(lián)系。輕工機(jī)械具有如下特點(diǎn)：

(1)加工對象多樣化。輕工機(jī)械用以加工的對象是多種多樣的。例如，制漿造紙機(jī)械是以農(nóng)業(yè)和林業(yè)產(chǎn)品為加工對象；皮革毛皮機(jī)械以畜牧產(chǎn)品為主要加工對象；陶瓷、玻璃、塑料機(jī)械則以礦物和化工產(chǎn)品為加工對象；食品機(jī)械則主要以農(nóng)、副產(chǎn)品為加工對象；自行車、縫紉機(jī)和鐘表的制造機(jī)械則是以金屬材料為主要加工對象，等等。

(2)工藝過程多樣化。針對各種不同的加工對象生產(chǎn)各種產(chǎn)品，所采用的工藝過程和機(jī)械設(shè)備也就迥然不同。例如，玻璃工業(yè)中的熔煉設(shè)備、制漿造紙工業(yè)中的蒸煮設(shè)備，是要完成化學(xué)作用的過程；自行車、縫紉機(jī)和鐘表機(jī)械中零件的加工是屬于金屬切削的工藝過程；卷煙機(jī)械中的潤葉機(jī)、回潮機(jī)，制漿造紙機(jī)械中的造紙機(jī)、打槳機(jī)是完成物理作用的過程。

(3)產(chǎn)品產(chǎn)量大，自動化程度要求高。輕工業(yè)產(chǎn)品既然是人民日常生活所必需，為了滿足人民物質(zhì)生活和文化生活的不斷改善和提高，就要求輕工產(chǎn)品產(chǎn)量大，品種不斷更斷，因而有必要廣泛采用自動化程度高，并適用于更新產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)備。

(4)動作復(fù)雜，工作速度高。輕工產(chǎn)品多而雜，為了滿足生產(chǎn)工藝要求，輕工機(jī)械的動作復(fù)雜而多樣，工作速度較高。5.2輕工機(jī)械的分類輕工業(yè)生產(chǎn)所用的設(shè)備有兩大類：一類是通用機(jī)械設(shè)備，例如金屬切削機(jī)床、電動機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵等，它們多數(shù)是屬于輔助設(shè)備；另一類是專用沒備，它反映行業(yè)的特殊需要，因行業(yè)不同而有很大差異。輕工機(jī)械若從不同的觀點(diǎn)出發(fā)，可有很多分類的方法。例如按生產(chǎn)工藝過程中的作用來分類，可將輕工機(jī)械分為三大類，即原材料處理機(jī)械、加工成型機(jī)械、檢驗(yàn)包裝機(jī)械。輕工機(jī)械若按行業(yè)加工的產(chǎn)品和工藝過程，大致可分為四大類：

(1)輕化型機(jī)械。以完成化學(xué)過程為主，例如，日用化工機(jī)械、脂肪酸洗滌劑機(jī)械等。

(2)半輕化半機(jī)械型。例如，制槳造紙機(jī)械、制革制鞋機(jī)械、制糖機(jī)械、食品機(jī)械等。

(3)機(jī)械型。以完成機(jī)械作用為主，例如，日用玻璃機(jī)械、陶瓷加工機(jī)械、塑料加工機(jī)械、卷煙機(jī)械等。

(4)機(jī)械制造型。以金屬材料加工為主，例如，鐘表制造機(jī)械、自行車和縫紉機(jī)制造機(jī)械、日用五金加工機(jī)械等。

輕工機(jī)械按其結(jié)構(gòu)和功能分類，可概括地分為三類：

(1)成型機(jī)械。其特點(diǎn)是多用模具來進(jìn)行制品的成型，更換模具及工藝參數(shù)，即可生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品。主要工藝原理為熱塑、注塑以及沖壓等。陶瓷滾壓成型機(jī)、行列式制瓶機(jī)、燈泡吹泡機(jī)、塑料注射成型機(jī)以及搪瓷、鋁制品、小五金行業(yè)的沖壓機(jī)等均屬此類。

(2)切削機(jī)械。以刀具為切削工具，這類機(jī)械在原理、工藝和使用工具等方面與金屬切削機(jī)床有相似之處，例如皮革的片皮機(jī)、火柴的切梗機(jī)、切草機(jī)和各種專用機(jī)床，如鐘表制造機(jī)床等均屬此類。

(3)裝配機(jī)械，靠裝配用工具或機(jī)械手，按規(guī)定程序進(jìn)行操作，將零件裝配成部件或產(chǎn)品，裝配過程中常伴有一些簡單的成型加工動作，例如，燈泡芯柱機(jī)、制鞋機(jī)、自行車鏈條裝配機(jī)等。5.3輕工自動機(jī)的基本概念及組成一臺機(jī)器經(jīng)調(diào)整好以后，無需工人參與就能自動完成產(chǎn)品的加工工作循環(huán)(包括工作行程和空行程)，且能自動地重復(fù)加工工作循環(huán)，這樣的機(jī)器就稱為輕工自動機(jī)。有些機(jī)器能自動地完成除工件的上料和卸料以外的一次工作循環(huán)，這樣的機(jī)器就稱為半自動機(jī)。應(yīng)用于輕工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的自動機(jī)和半自動機(jī)，我們就稱之為輕工自動機(jī)和半自動機(jī)。輕工自動機(jī)和半自動機(jī)一般只適合某種產(chǎn)品的工藝，因此是專門化或?qū)Ｓ玫淖詣訖C(jī)或半自動機(jī)。通常自動機(jī)或半自動機(jī)只適合于大批量的產(chǎn)品加工。輕工自動機(jī)在加工過程中，各執(zhí)行部件的運(yùn)動一般都由電動機(jī)經(jīng)相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)來帶動，但它們運(yùn)動的起始和結(jié)束時(shí)間、運(yùn)動的速度和方向、運(yùn)動的順序和行程的大小都由自動機(jī)的控制系統(tǒng)控制，這是自動機(jī)和其他機(jī)器的主要區(qū)別。

用于大量生產(chǎn)的輕工自動機(jī)，一般采用凸輪和擋塊控制的自動程序控制系統(tǒng)，即采用凸輪和擋塊來作為發(fā)令器官的自動程序控制系統(tǒng)。這種程序控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是工作穩(wěn)定可靠，尤其適合工作循環(huán)時(shí)間極短的程序控制。由于輕工機(jī)械涉及眾多行業(yè)，同時(shí)加工對象多樣化，工藝過程多樣化，因此各種輕工機(jī)械結(jié)構(gòu)原理及組成都有所區(qū)別，針對輕工機(jī)械的特點(diǎn)，本章將重點(diǎn)介紹組成輕工機(jī)械典型的各種機(jī)構(gòu)，以達(dá)到對各類輕工機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)和組成方面的基本認(rèn)識。5.4自動上料機(jī)構(gòu)

輕工機(jī)械自動上料機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)坯料定向，并適時(shí)把坯料送到加工位置上去的自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它是實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動、建立生產(chǎn)自動線的基本條件之一。自動上料機(jī)構(gòu)也是輕工機(jī)械最具特征的典型機(jī)構(gòu)。5.4.1上料機(jī)構(gòu)的分類

由于坯料的多樣性，如坯料的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、物理性能的不同，因此上料機(jī)構(gòu)種類繁多。為方便討論，作如下歸類：

(1)按上料機(jī)構(gòu)的控制方式分類，有機(jī)械的、電氣的、氣動的、液壓的以及上述各種方式組合的。其中機(jī)械的上料機(jī)構(gòu)使用最為廣泛。

(2)按坯料的不同形狀分類有：

卷料上料機(jī)構(gòu)——包括成卷的金屬絲(如鐵絲、銅絲等)、金屬皮(鐵皮、銅皮、鋁皮等)以及卷筒紙、塑料薄膜等卷料的自動上料；

棒料上料機(jī)構(gòu)——包括金屬(如鋼、鋁、銅等)、非金屬(如塑料、尼龍、玻璃等)棒料的自動上料；

件料上料機(jī)構(gòu)——如單個(gè)金屬或非金屬坯料或半成品零件的自動上料；

片狀坯料上料機(jī)構(gòu)——如紙片、金屬板條等坯料的自動上料；

其他物料的上料機(jī)構(gòu)——如各種流體、半流體的自動上料。5.4.2卷料上料機(jī)構(gòu)

卷料有兩類，一類是細(xì)長的金屬絲，另一類是帶狀的金屬皮、紙張及塑料薄膜等。由于坯料成卷，不但方便運(yùn)輸、儲存，而且可以連續(xù)進(jìn)行加工，有利于自動機(jī)生產(chǎn)率的提高。又因坯料成卷，在加工過程中坯料不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所以卷料上料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較簡單。但坯料成卷，有彎曲變形，在上料前必須經(jīng)過校直工序才能進(jìn)行加工。圖5-1是卷料自動機(jī)的示意圖。圖5-1卷料自動機(jī)圖5-2(a)是卷料自動機(jī)的前夾緊機(jī)構(gòu)。圖5-2(b)是卷料自動機(jī)的后夾緊機(jī)構(gòu)。圖5-2卷料夾緊機(jī)構(gòu)

1．卷料送料機(jī)構(gòu)

卷料送料機(jī)構(gòu)按卷料的軟硬程度的不同，可分為推入式送料和牽引式送料兩種。對具有一定剛性的卷料，常用杠桿式、鋼珠式和滾輪式三種送料機(jī)構(gòu)；對較軟的無法推送的卷料則用牽引式送料，如紙、塑料薄膜、細(xì)絲線材等。

1)杠桿式送料機(jī)構(gòu)

圖5-3(a)是杠桿式進(jìn)料機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)安裝在滑板1上，彈簧片3頂住杠桿2，使夾緊刃4頂緊坯料。當(dāng)滑板1向左移動時(shí)，坯料就被夾緊機(jī)構(gòu)夾住不動。此時(shí)夾緊刃4在坯料表面滑過。當(dāng)滑板1向右移動時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)松開卷料。此時(shí)，坯料被夾持在夾緊刃4和擋塊之間，一起向右移動，從而實(shí)現(xiàn)送料的目的。這種送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，但容易損傷坯料表面，故適用于對坯料要求不高的工件送料。圖5-3進(jìn)料機(jī)構(gòu)

2)鋼珠式進(jìn)料機(jī)構(gòu)

圖5-3(b)是鋼珠式送料機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)安裝在作往返運(yùn)動的滑板上，由彈簧4推動錐形滑套3頂住鋼珠2，三顆鋼珠均勻分布，緊貼坯料。當(dāng)外錐套1向左移動時(shí)，卷料已由夾緊機(jī)構(gòu)夾住不動，鋼珠2滑過坯料表面。當(dāng)外錐套向右移動時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)已松開坯料，故依靠錐套斜面作用，將鋼珠壓緊坯料，使坯料一起向右移動，實(shí)現(xiàn)送料目的。這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造方便，適用于線狀卷料的送料。但會在坯料表面壓出痕跡，且裝料后只能使卷料送進(jìn)而不能后退，故調(diào)整時(shí)略有不便。這種機(jī)構(gòu)的鋼珠直徑與坯料直徑有關(guān)，一般卷料直徑為1～1.5m，鋼珠直徑為2～3mm；錐套的半錐角a?應(yīng)大于摩擦角，使返回時(shí)能自動放松，一般?a?=?10°～17°。

3)滾輪式送料機(jī)構(gòu)

圖5-3(c)是滾輪式送料機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)靠一對間歇傳動的滾輪，利用滾輪與坯料之間的摩擦作用達(dá)到送料目的。滾輪的間歇運(yùn)動由棘輪機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)來控制，兩輪間的間隙可調(diào)節(jié)。這種送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)也較簡單，但需要傳動裝置，故占空間較大。

2．柔性卷料上料機(jī)構(gòu)

在自動包裝機(jī)械上，一般都使用包裝紙或塑料薄膜的柔性卷料的上料機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)通?？煞譃殚g歇送料機(jī)構(gòu)和連續(xù)送料機(jī)構(gòu)兩種。但這兩種上料機(jī)構(gòu)的基本組成是相同的，即都由紙圖架、校直滾輪、定長滾輪、拉紙滾輪、切斷機(jī)構(gòu)等部分組成。

1)間歇送紙機(jī)構(gòu)

圖5-4是間歇送紙機(jī)構(gòu)的原理圖。這種送紙機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：拉紙滾輪4靠摩擦力連續(xù)拉紙，又通過壓紙滾輪2和帶缺口的定長滾輪3對滾，使包裝紙間歇定長送至切斷位置，由切斷刀1將紙切斷并送至包裝工位。在定長輪停止送紙的瞬間，允許包裝紙?jiān)诙ㄩL輪和拉紙輪之間彎曲。一般拉紙的主動滾輪是金屬制成的。而被動的滾輪是橡膠制成的，而且它們的壓緊程度可自行調(diào)節(jié)。定長滾輪的凸出部位的周長應(yīng)等于送紙的規(guī)定長度。圖5-4間歇送紙機(jī)構(gòu)的原理

2)連續(xù)送紙機(jī)構(gòu)

連續(xù)送紙機(jī)構(gòu)常見的有兩種形式。圖5-5(a)是香煙包裝機(jī)內(nèi)襯紙送紙機(jī)構(gòu)。滾輪3起著拉紙、定送紙長度以及在紙上刺出一排小孔(類似郵票邊上的小孔)等三種作用。高速滾輪5利用速度差使包裝紙沿刺破線拉斷，并快速送至包裝工位。圖5-5連續(xù)送紙機(jī)構(gòu)1－紙圈；2—校直滾輪；3－定長拉紙滾輪；

4—鋸齒形刀片；5—高速滾輪

(a)1－紙圈；2—校直滾輪；3－拉紙定長滾輪；4—固定刀；5—旋轉(zhuǎn)刀(b)圖5-5(b)是各種包裝機(jī)常用的送紙機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的工作原理與圖5-5(a)基本相同。差別在于包裝紙由旋轉(zhuǎn)刀一次切斷，旋轉(zhuǎn)刀5與滾輪3有嚴(yán)格的速比要求。

這種送紙機(jī)構(gòu)對商標(biāo)紙、玻璃紙、塑料薄膜等柔性卷料較適用。5.4.3棒料送料機(jī)構(gòu)

棒料送料機(jī)構(gòu)可分為無送料夾頭的和有送料夾頭的兩類，如圖5-6所示。

1．無送料夾頭的送料機(jī)構(gòu)

圖5-6中，1、2、7為無送料夾頭的送料機(jī)構(gòu)。

1)利用棒料自重送料

圖中1所示為利用棒料自重送料，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是只適宜于主軸為立式的機(jī)床，且加料不便，棒料落下時(shí)有沖擊，因而很少應(yīng)用。圖5-6棒料送料機(jī)構(gòu)

2)利用重錘送料

圖中2所示為重錘送料，其優(yōu)點(diǎn)也是結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)床主軸可水平安置，且裝料較方便。這種送料方法廣泛應(yīng)用于單軸縱切自動車床。缺點(diǎn)是棒料容易彎曲，工作時(shí)的振動及噪音較大，同時(shí)易使主軸軸承的磨損加快。

3)利用摩擦輪送料

圖中7所示為摩擦輪送料，其工作原理和前述相同。它的特點(diǎn)是一次送出的料可以很長，但余料長度較長，且不宜加工短料。

2．有送料夾頭的送料機(jī)構(gòu)

1)利用凸輪控制的送料機(jī)構(gòu)

如圖5-6中3、4、5、6及8所示的送料方法均由凸輪控制。其中使用圓柱凸輪控制的送料機(jī)構(gòu)應(yīng)用較廣。凸輪控制的送料機(jī)構(gòu)，工作可靠，沖擊小(因凸輪曲線可以按需要的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì))。如采用由單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動凸輪，則可使送夾料的輔助時(shí)間減少到最小。

2)利用氣動或液壓的送料機(jī)構(gòu)

圖5-6中9、10所示的是氣動和液壓控制的送料機(jī)構(gòu)。它們的特點(diǎn)是送料行程長，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，機(jī)床必須具有液壓或氣動的設(shè)備，故應(yīng)用不廣。

送料夾頭的結(jié)構(gòu)形式如圖5-7所示。圖5-7送料夾頭結(jié)構(gòu)形式利用送料夾頭送料的工作原理如圖5-8所示。當(dāng)工件加工完畢切斷后，棒料夾頭5在凸輪的控制下松開，送料夾頭4夾住棒料，在凸輪8的作用下一起向右移動，使棒料送至擋滑塊7，然后棒料夾頭5夾緊棒料，開始新的加工循環(huán)，同時(shí)，送料夾頭4又在凸輪的作用下，向左移動至原位，因?yàn)檫@時(shí)棒料已被棒料夾頭夾住，所以，送料夾頭在棒料表面滑過。送料夾頭的行程一般比送料長度長1～5?mm。

因?yàn)楸患庸すぜ拈L度不同，所以送料夾頭的行程大小也可調(diào)節(jié)。通常用改變凸輪從動件的杠桿比來使送料夾頭的行程在一定范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié)。圖5-8有送料夾頭的送料機(jī)構(gòu)1—棒料；2—襯套；3－送料管；4—送料夾頭；5—棒料夾頭；6—棒料定長擋塊；7—滑塊；8—圓柱凸輪5.4.4片狀坯料上料機(jī)構(gòu)

1．片紙上料機(jī)構(gòu)

輕工產(chǎn)品的絕大多數(shù)都需要經(jīng)過包裝后才能到消費(fèi)者手中，為區(qū)別產(chǎn)品的質(zhì)量，說明產(chǎn)品的特性，一般產(chǎn)品的包裝物都有商標(biāo)，如香皂包裝紙、火柴商標(biāo)紙、香煙包裝紙、貼花等，都有商標(biāo)圖案，因此在包裝過程中有嚴(yán)格的位置要求，否則就會影響包裝質(zhì)量，影響產(chǎn)品價(jià)格的實(shí)現(xiàn)。這類產(chǎn)品的包裝一般不采用卷料作坯料，因卷料包裝紙?jiān)谒图堖^程中會產(chǎn)生累積誤差，使商標(biāo)圖案偏位。所以這類產(chǎn)品一般采用片紙作坯料，即事先將印有商標(biāo)圖案的卷紙切成片紙，再放在片紙上料機(jī)構(gòu)中逐一送到包裝工位。圖5-9是香皂包裝紙片上料機(jī)構(gòu)示意圖。香皂包裝紙片，具有一定的剛性，其表面比較光滑，放入料倉后形成圖示形態(tài)，當(dāng)間歇上下運(yùn)動的滾輪與紙片接觸時(shí)，由于滾輪的外表為橡膠制成，摩擦力較大，因此將最上面的一張紙拉出，然后滾輪5回升。拉出的這張紙片經(jīng)滾輪4被送到包裝位置。接著推皂器1將香皂2壓下，經(jīng)折角器使包裝紙裹包住香皂。這種紙片上料機(jī)構(gòu)的拉紙滾輪5所作的間歇上下運(yùn)動，有嚴(yán)格的時(shí)間程序要求，一般由凸輪控制。這種上料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為簡單，使用也很方便。但它的缺點(diǎn)是有時(shí)拉出的紙片不是一張，而是兩張或更多。因此，容易造成機(jī)構(gòu)故障，對提高經(jīng)濟(jì)效益不利。1—推皂器；2－香皂；3—包裝紙片；4—滾輪；5—拉紙滾輪；6—紙片疊；7—料倉；8—擋紙板圖5-9香皂包裝紙上料機(jī)構(gòu)

圖5-10是香煙商標(biāo)紙片上料機(jī)構(gòu)示意圖。如圖所示，成堆的包裝紙片4放入料倉3后，以紙片的自重(或加重塊)使最下面的數(shù)張紙片被針尖5刺穿；當(dāng)摩擦輪7與紙片接觸時(shí)，料倉中的紙片左端被抬高，以增加紙片與摩擦輪之間的摩擦力，這個(gè)摩擦力應(yīng)能克服紙片與紙片間的摩擦阻力和拉破右端針尖5處的紙片所需的阻力，從而使最下面的一張紙片被摩擦輪7拉出，然后經(jīng)滾輪2使紙片沿垂直方向送至包裝位置。此時(shí)，煙包l由鏈條9上的推煙包板8向左推移，經(jīng)折邊器使包裝紙片裹包香煙。圖5-10香煙包裝紙片上料機(jī)構(gòu)

這種紙片上料機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：能保證每次送出一張包裝紙片(因?yàn)榈酌娴诙摷埰挠叶吮会樇饫。豢赡芤黄鸶鰜?，因而工作可靠、平穩(wěn)，其結(jié)構(gòu)比較簡單，使用也較方便。它的缺點(diǎn)是在每張紙片的尾端上都有被針尖拉破的痕跡，這就限制了它的使用范圍。只有在這種拉破的痕跡可以被遮蓋時(shí)(如煙包為貼花所遮蓋而不為消費(fèi)者所發(fā)覺)，或者它不影響使用效果時(shí)(如新聞報(bào)紙等)才被應(yīng)用。

圖5-10中螺釘6與針尖5固聯(lián)，因此螺釘6可以調(diào)節(jié)針尖5的高度，使它處于最佳位置。

圖5-11是氣吸式紙片上料機(jī)構(gòu)示意圖。圖5-11氣吸式紙片上料機(jī)構(gòu)如前所述，為使紙片在上料過程中不留下被撕破的痕跡，可采用氣吸式紙片上料機(jī)構(gòu)。其上料過程如下：固聯(lián)在擺桿5前端的吸咀3，通以真空而將料倉2中最下面的一張紙片吸住，然后一起隨擺桿5下擺到虛線位置。當(dāng)紙片的左端被吸出料倉時(shí)，正好對著滾輪6的缺口，因此紙片左端順利地到達(dá)圖示狀態(tài)，接著滾輪6、7閉合，吸咀3與真空隔斷，紙片被滾輪(依靠摩擦力)全部拉出料倉，并送至包裝工位。

為使紙片上料過程順利進(jìn)行，擺桿5和帶缺口的滾輪6的相對位置以及氣吸咀的啟閉時(shí)間有嚴(yán)格的程序要求。

2．板(條)料上料機(jī)構(gòu)

在金屬制品生產(chǎn)部門中，廣泛采用效率極高的沖壓工藝，以使零件成形。而這些零件的坯料大多采用厚度為0.3～2?mm的金屬板條。下面介紹幾種工廠常見的板(條)料上料機(jī)構(gòu)。

圖5-12是連桿—鉤式板(條)料上料機(jī)構(gòu)。這種板料上料機(jī)構(gòu)的工作原理不難從圖上看出。實(shí)際上，它是利用板料的沖剪余邊作定位依據(jù)的，由拉鉤5將板料向右拉出一定長度，達(dá)到預(yù)期的送料目的。拉鉤5的動作是由沖頭3的上下運(yùn)動再經(jīng)過連桿4帶動的。拉鉤5的起始和終點(diǎn)位置可根據(jù)工件所需的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。

這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。但第一個(gè)工件要有人工定位。圖5-12連桿—鉤式板(條)料上料機(jī)構(gòu)圖5-13是斜面—鉤式板料上料機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)與圖5-13基本相同。圖5-13斜面—鉤式板料上料機(jī)構(gòu)1—下模體；2—拉鉤；3—固定導(dǎo)軌；4—滑移體；5—拉鉤壓簧；6—彈簧；7—滾子；8—斜面體；9—沖頭圖5-14是沖床上使用的縱橫向板料上料機(jī)構(gòu)。

這種板料上料機(jī)構(gòu)多數(shù)用于薄板料沖孔或落料中。為了節(jié)省原材料，采取交錯(cuò)沖切方法。這在相同的條件下可多出工件數(shù)，減少邊角余料。由圖可知，在曲軸驅(qū)動沖頭上下運(yùn)動的同時(shí)，通過偏心輪和棘輪機(jī)構(gòu)，一方面經(jīng)過錐齒輪使?jié)L輪轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)板料的縱向間歇送進(jìn)；另一方面經(jīng)過圓柱齒輪使曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸通過連桿滑塊機(jī)構(gòu)使整個(gè)滾輪送料機(jī)構(gòu)作橫向間歇往復(fù)送進(jìn)運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)沖切孔位的交錯(cuò)排列，即加工程序如圖中所示的①→②→③……圖5-14縱橫向板料上料機(jī)構(gòu)1—沖頭滑塊；2—曲軸；3—偏心輪；4－棘輪機(jī)構(gòu)；5—縱向送進(jìn)滾輪；6—橫向送進(jìn)曲軸5.5振動式供料器振動式供料器多數(shù)采用圓筒形料斗，螺旋形料道做在圓筒體的內(nèi)壁上，在電磁振動器的作用下，圓筒作扭轉(zhuǎn)式振動，促使坯件沿螺旋形料道上升，坯件在上升運(yùn)動過程中自行整理，排列定向。定向正確的坯件從料斗上部的出料口進(jìn)入輸料槽，然后由送料機(jī)構(gòu)將坯件送至加工位置。圖5-15是板彈簧振動式供料器的外形圖。圖5-15板彈簧振動式供料器1—底座；2—懸支板彈簧；3—筒形料斗；4—電磁鐵圖5-16是圓柱形彈簧振動式供料器的結(jié)構(gòu)圖。

振動料斗的底盤做成錐形，目的在于使工件向四周運(yùn)動，有利于坯件走上料道。在懸支料斗中，沿切線方向傾斜安裝的彈性元件(如板彈簧或圓柱彈簧等)一般有三個(gè)，沿周向均布。銜鐵與鐵芯的間隙應(yīng)調(diào)節(jié)適當(dāng)，一般為0.4～1?mm。

在電磁線圈通電(交流電)后，由于電磁力和懸支料斗的彈性元件的配合作用，迫使圓筒料斗產(chǎn)生既有上下升降又有周向扭轉(zhuǎn)的振動運(yùn)動。促使料斗底部的坯件沿料道逐步升至出料口并進(jìn)入輸料槽。

為防止料斗的振動傳給整臺機(jī)器，在基座7和底板4之間裝有三個(gè)壓縮彈簧3，并且用芯軸6使整個(gè)料斗定心。圖5-16圓柱形彈簧振動式供料器1—上夾持塊；2—圓柱彈簧桿；3—減振彈簧；4—底板；5—下夾持塊；6—芯軸；7—基座；8—線色；9—鐵芯；10—料斗底；11—料斗錐盤；12—帶螺旋形料道的筒形料斗；13—銜鐵；14—隔磁塊5.6步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)在輕工機(jī)械中是用來實(shí)現(xiàn)適時(shí)把坯料送到加工位置上去的自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它也是實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動和建立生產(chǎn)自動線的基本條件之一。5.6.1棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)的形式及其特點(diǎn)圖5-17是由曲柄擺桿驅(qū)動的棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。圖5-17棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)1—主動輪；2—螺母滑塊；3—調(diào)節(jié)絲桿；4—具有左右螺紋的連桿；5—擺桿；6—棘輪；7—棘爪；8—從動輸出軸；9—止退棘爪如圖所示，和均可改變棘輪的轉(zhuǎn)角大小，改變連桿的長度，可以在一定范圍內(nèi)改變機(jī)構(gòu)的動停時(shí)間比，同時(shí)還可調(diào)節(jié)棘爪的起始或終止位置。輸出軸可以和回轉(zhuǎn)工作臺相連接，使工件作間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動；也可以和鏈輪或皮帶輪機(jī)構(gòu)相接，從而使工件在工作臺上作間歇直線移動。

這種步進(jìn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動可靠；但它在工作中有噪音，定位精度較低，一般應(yīng)用于要求不高的步進(jìn)傳送場合。

圖5-18是液壓驅(qū)動的棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。圖5-18液壓驅(qū)動的棘輪步進(jìn)傳送機(jī)如圖所示，油缸活塞桿的往復(fù)運(yùn)動，推動棘輪機(jī)構(gòu)使圓盤工作臺作間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意棘輪齒面、棘爪及定位部位必須淬火，以提高耐磨性能。油缸應(yīng)采用耳環(huán)式(如圖所示)，活塞行程應(yīng)留有余量。由于一定要定位，因此棘輪的齒數(shù)應(yīng)按分度數(shù)設(shè)置。活塞運(yùn)動速度應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整。

圖5-19是回轉(zhuǎn)電磁鐵、搖臂驅(qū)動的棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。圖5-19電磁鐵棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)l—回轉(zhuǎn)電磁鐵；2—擺桿；3—止退棘爪；4—進(jìn)給棘爪；5—棘輪；6—限位擋塊如圖所示，回轉(zhuǎn)電磁鐵1的擺動，經(jīng)擺桿2推動棘輪機(jī)構(gòu)，使棘輪5的輸出軸作間隙回轉(zhuǎn)。進(jìn)給棘爪4的擺桿2的擺動角度，可以通過調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)電磁鐵位置和角度而得到調(diào)整(即棘輪的一個(gè)節(jié)距到兩個(gè)節(jié)距)。

這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：動力源方便，結(jié)構(gòu)簡單；但工作平穩(wěn)性較差，故應(yīng)用于要求不高的回轉(zhuǎn)或直線步進(jìn)傳送場合。

圖5-20是氣動棘輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。

如圖所示，氣缸通過齒條、齒輪、棘輪機(jī)構(gòu)、鏈輪鏈條等使工件得到間歇直線移動。LS1和LS2是氣缸活塞的限位擋塊?？紤]傳送時(shí)的慣性，在棘輪軸上應(yīng)設(shè)有制動器。圖5-20氣動棘輪進(jìn)步傳送機(jī)構(gòu)5.6.2槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和形式

槽輪機(jī)構(gòu)在多工位自動機(jī)中應(yīng)用極廣。槽輪機(jī)構(gòu)的種類很多，最常用的是外槽和內(nèi)槽輪，球面槽輪和非正外槽輪則應(yīng)用不多。

槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)如下：

(1)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；

(2)轉(zhuǎn)位迅速、定位精度較高；

(3)與棘輪機(jī)構(gòu)相比，效率較高；

(4)槽輪轉(zhuǎn)位時(shí)間與靜止時(shí)間之比為定值；

(5)槽輪的角速度不是常數(shù),因而在轉(zhuǎn)位起始和終結(jié)時(shí)有沖擊;

(6)制造與裝配的精度要求較高。由于槽輪機(jī)構(gòu)具有上述特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于多工位自動機(jī)中工件的步進(jìn)傳送工序中。

圖5-21是日用化學(xué)品廠灌裝冷霜的多工位自動機(jī)中的回轉(zhuǎn)型步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。

如圖所示，這臺自動機(jī)有上空盒、灌冷霜、貼錫紙、蓋盒蓋、成品出口等五個(gè)工位。槽輪機(jī)構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)工作臺使工件(冷霜盒)作步進(jìn)傳送運(yùn)動(即間歇回轉(zhuǎn))。

這種類型的槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)，在輕工自動機(jī)上應(yīng)用極廣，如各種形式的糖果自動包裝機(jī)、回轉(zhuǎn)型香煙包裝機(jī)、牙膏自動灌裝機(jī)、手表主夾板多工位自動機(jī)等的工位間的工件輸送，均采用此類步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。圖5-21冷霜灌裝槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)1—冷霜料斗；2—冷霜定量泵；3—泵口；4—灌裝工位；5—貼錫紙工位；6—蓋盒蓋工位；7—成品；8—回轉(zhuǎn)工作臺；9—槽輪；10—曲柄；11—凸輪驅(qū)動的冷霜盒頂桿；12—由偏心傳動的冷霜定量泵的連桿槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪一般為六槽，也有用四槽或八槽的。槽輪機(jī)構(gòu)的曲柄銷數(shù)一般只有一個(gè)。槽輪的平均轉(zhuǎn)速，主要受自動機(jī)各工位工藝時(shí)間的制約，或受圓盤工作臺慣性矩的影響，多數(shù)自動機(jī)的槽輪平均轉(zhuǎn)速為10～30?r/min。如以六槽計(jì)算，自動機(jī)的生產(chǎn)率約為60～180?Pc/min。在R500型糖果包裝機(jī)中，槽輪(六槽)的平均轉(zhuǎn)速為83?r/min，其生產(chǎn)率為500?Pc/min。

圖5-22是直線型槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)。圖5-22直線型槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)如圖所示，由槽輪機(jī)構(gòu)帶動齒輪和鏈輪，使工作作間歇直線移動。

這種步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)應(yīng)用于直線型多工位自動機(jī)中或生產(chǎn)流水線中，使工件由一個(gè)工位移向下一個(gè)工位。工件所需要的步進(jìn)行程是鏈輪齒數(shù)、齒輪速比的計(jì)算依據(jù)(在槽輪槽數(shù)確定的情況下)。

圖5-23是錄音磁帶盒自動包裝機(jī)中使用的內(nèi)槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)(回轉(zhuǎn)型)。圖5-23內(nèi)槽輪步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)1—磁帶盒彈簧夾；2—輻式回轉(zhuǎn)盤；3—齒輪；4—內(nèi)槽輪；5—曲柄；6—定位槽盤；7—定位銷如圖所示，由內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)帶動齒輪3，使回轉(zhuǎn)盤2作間歇回轉(zhuǎn)，使磁帶盒在不同工位上完成不同的包裝工序。

這種步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較緊湊，槽輪的轉(zhuǎn)向時(shí)間大于停歇時(shí)間，動力特性比外槽輪機(jī)構(gòu)的好，曲柄和內(nèi)槽輪轉(zhuǎn)向相同。5.7輕工機(jī)械中的其他機(jī)構(gòu)由于輕工業(yè)有40多個(gè)行業(yè)，因此輕工機(jī)械中的其它機(jī)構(gòu)應(yīng)用非常廣泛，本節(jié)只作簡單介紹，各種其它機(jī)構(gòu)的具體原理、結(jié)構(gòu)在第6章中介紹。5.7.1物料計(jì)量機(jī)構(gòu)物料計(jì)量是包裝機(jī)的重要問題之一，計(jì)量精確與否將直接影響包裝質(zhì)量。物料計(jì)量一般分為三類，即數(shù)量計(jì)量、容積計(jì)量、重量計(jì)量。例如香煙(20支)、藥片(100粒)是計(jì)量包裝；而啤酒、汽水、牛奶、藥水、火柴等是計(jì)容包裝；對于味精、奶粉、砂糖、食鹽、洗衣粉、爽身粉等散裝物料則要求計(jì)重包裝。一般說來，粉狀或細(xì)顆粒等松散物料的計(jì)量比其他類型產(chǎn)品的計(jì)量來得困難，因?yàn)檫@類物品的計(jì)量與它們的物理化學(xué)特性直接有關(guān)(例如，這類物料的視重比不夠穩(wěn)定，有容易吸潮、粉塵易飛揚(yáng)、易與接觸材料粘附等特性，這些特性給計(jì)量及包裝帶來一定的困難)。

在設(shè)計(jì)時(shí)，對物料計(jì)量機(jī)構(gòu)的基本要求是：有較高的計(jì)量精度和速度，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)要簡單，并能根據(jù)計(jì)量要求進(jìn)行調(diào)整或自動調(diào)節(jié)。一般來說，計(jì)容、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比計(jì)重機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單些，計(jì)量速度比較快，造價(jià)也較低，但計(jì)量精度較差。計(jì)容法適用于小重量的粉料包裝，以及視重比比較穩(wěn)定的液體、粉狀、散粒狀產(chǎn)品的包裝。輕工機(jī)械中的物料計(jì)量機(jī)構(gòu)主要類型有：

(1)容積計(jì)量機(jī)構(gòu)。容杯式計(jì)量機(jī)構(gòu)有固定容杯式和可調(diào)容杯式兩種。

(2)轉(zhuǎn)鼓式計(jì)量機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)鼓式計(jì)量機(jī)構(gòu)的容腔容積有固定式和可調(diào)式兩種。

(3)螺桿式計(jì)量機(jī)構(gòu)。螺桿式計(jì)量機(jī)構(gòu)是利用螺桿槽的容腔來計(jì)量的。由于每個(gè)螺距具有一定的理論容積，只要精確地控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)，就能獲得較正確的計(jì)量。這種機(jī)構(gòu)在制藥、日化、食品等行業(yè)的粉末物料或細(xì)粒散料的定量包裝中得到廣泛應(yīng)用。

(4)稱重計(jì)量裝置。有些粉狀或細(xì)顆粒物料，如洗衣粉、味精、飲料粉等，具有容易受潮、結(jié)塊、其視重比變化幅度大等特點(diǎn)，如采用容積法計(jì)量，就很難滿足精度上的要求。容積法計(jì)量的精度一般為±3%～±5%，若采用稱重計(jì)量法，結(jié)構(gòu)雖然較容積法復(fù)雜，速度亦較慢，但計(jì)量精度可達(dá)±0.2%～0.4%，甚至可達(dá)±0.1%。因此，對品位高、價(jià)格貴的物料可用稱重法計(jì)量。稱重計(jì)量裝置包括供料器、計(jì)量秤和控制器等三部分。

供料器的作用是將料斗中的物料輸送到計(jì)量秤中，應(yīng)有良好的可控性能，即根據(jù)秤上要求先作粗加料，后再作細(xì)加料，一旦到達(dá)計(jì)量要求立即停止加料。

計(jì)量秤的作用在于精確計(jì)重，常用等臂天平秤和不等臂杠桿秤兩種，也有用復(fù)式杠桿秤和彈簧秤的?？刂破鞯淖饔迷谟诋?dāng)稱重達(dá)到要求時(shí)(即秤桿尾端徐徐升起并到達(dá)平衡時(shí))，立即發(fā)出信號，控制供料器停止供料?？刂破鞯撵`敏度直接影響計(jì)量精度?？刂品椒ㄒ话愣加秒姎饪刂?，電控器件有觸點(diǎn)控制、無觸點(diǎn)光電控制、差動變壓器控制及開關(guān)控制等，其中數(shù)光電控制應(yīng)用較廣。

在自動包裝機(jī)中，稱重計(jì)量裝置有天平稱量裝置和連續(xù)稱重計(jì)量裝置——電子皮帶秤。5.7.2自動上料整列機(jī)構(gòu)

自動上料整列機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于大批量小型零件生產(chǎn)中。

1．自重整列上料機(jī)構(gòu)

圖5-24所示的是螺釘自動上料整列機(jī)構(gòu)。未加工的螺釘無規(guī)則地盛放在料盤中(圖中未畫出料盤)，當(dāng)左邊的運(yùn)料槽上下運(yùn)動時(shí)，螺釘通過物料的自重進(jìn)行整列(未進(jìn)入運(yùn)料槽的螺釘仍掉入料盤中)