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目錄
摘要
第一章 引言
1.1包裝機(jī)械的地位和現(xiàn)狀
1.2包裝機(jī)械的任務(wù)及特點(diǎn)
1.21、包裝機(jī)械的任務(wù)
1.22、包裝機(jī)械的特點(diǎn)
1.3包裝機(jī)械的分類(lèi)
1.31、按速度分類(lèi)
1.32、按結(jié)構(gòu)和功能分類(lèi)
第二章包裝機(jī)械——對(duì)切部分機(jī)械的設(shè)計(jì)原理
2.1主要零件選擇材料的介紹
2.2各原件的具體作用
2.21龍門(mén)架與三角架
2.22上下導(dǎo)軌
2.23橡膠滾筒
2.24對(duì)切部分的安裝
2.25三邊封傳膜示意圖
第三章包裝機(jī)械——對(duì)切部件電器元件的設(shè)計(jì)原理
3.1行程開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)
3.11行程開(kāi)關(guān)的原理
3.12行程開(kāi)關(guān)的作用
3.2光電傳感器的設(shè)計(jì)
3.21光電傳感器的原理
3.22光電傳感器的作用
第四章電動(dòng)機(jī)
4.1電動(dòng)機(jī)與行程開(kāi)關(guān)的聯(lián)系
結(jié)語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
致謝
I
目錄
摘要
第一章 引言
1.1包裝機(jī)械的地位和現(xiàn)狀
1.2包裝機(jī)械的任務(wù)及特點(diǎn)
1.21、包裝機(jī)械的任務(wù)
1.22、包裝機(jī)械的特點(diǎn)
1.3包裝機(jī)械的分類(lèi)
1.31、按速度分類(lèi)
1.32、按結(jié)構(gòu)和功能分類(lèi)
第二章包裝機(jī)械——對(duì)切部分機(jī)械的設(shè)計(jì)原理
2.1主要零件選擇材料的介紹
2.2各原件的具體作用
2.21龍門(mén)架與三角架
2.22上下導(dǎo)軌
2.23橡膠滾筒
2.24對(duì)切部分的安裝
2.25三邊封傳膜示意圖
第三章包裝機(jī)械——對(duì)切部件電器元件的設(shè)計(jì)原理
3.1行程開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)
3.11行程開(kāi)關(guān)的原理
3.12行程開(kāi)關(guān)的作用
3.2光電傳感器的設(shè)計(jì)
3.21光電傳感器的原理
3.22光電傳感器的作用
第四章電動(dòng)機(jī)
4.1電動(dòng)機(jī)與行程開(kāi)關(guān)的聯(lián)系
結(jié)語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
致謝
I
包裝機(jī)對(duì)切部件
目錄
摘要………………………………………………………….2
第一章 引言……………………………………………..3
1.1包裝機(jī)械的地位和現(xiàn)狀…………………………………………4
1.2包裝機(jī)械的任務(wù)及特點(diǎn)…………………………………………5
1.21、包裝機(jī)械的任務(wù)……………………………………………………………6
1.22、包裝機(jī)械的特點(diǎn)……………………………………………………………7
1.3包裝機(jī)械的分類(lèi)………………………………………………….8
1.31、按速度分類(lèi)…………………………………………………………………8
1.32、按結(jié)構(gòu)和功能分類(lèi)………………………………………………………….8
第二章包裝機(jī)械——對(duì)切部分機(jī)械的設(shè)計(jì)原理…………9
2.1主要零件選擇材料的介紹……………………………………….9
2.2各原件的具體作用………………………………………………10
2.21龍門(mén)架與三角架………………………………………………………………10
2.22上下導(dǎo)軌………………………………………………………………………10
2.23橡膠滾筒………………………………………………………………………10
2.24對(duì)切部分的安裝………………………………………………………………10
2.25三邊封傳膜示意圖…………………………………………………………......11
第三章包裝機(jī)械——對(duì)切部件電器元件的設(shè)計(jì)原理……...12
3.1行程開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)………………………………………………….13
3.11行程開(kāi)關(guān)的原理………………………………………………………………...13
3.12行程開(kāi)關(guān)的作用……………………………………………………………….13
3.2光電傳感器的設(shè)計(jì)………………………………………………14
3.21光電傳感器的原理…………………………………………………………14
3.22光電傳感器的作用…………………………………………………………14
第四章電動(dòng)機(jī)………………………………………………14
4.1電動(dòng)機(jī)與行程開(kāi)關(guān)的聯(lián)系………………………………………15
致謝…………………………………………………………16
零件目錄…………………………………………………….17
參考文獻(xiàn)……………………………………………………19
ABSTRACT
The packing machinery is one of national economy important industrial,undertakes the lives of the people, is prospering the city andcountryside market, expanded exportation bringing in foreign exchangeincome, for the national construction accumulated capital importanttask, to promotes the national economy coordinated development andrealizes the overall strategic target relations which the nationaleconomy and the society develops to be extremely close. Since thereform and open policy, our country packing profession has obtainedthe considerable development, the appearance has had the huge change,already forms has the suitable scale and the certainly economicallevel, the class is complete, can basically satisfy the domesticdemand also to have the certainly international competition abilitythe production system. May say like this has not packed the machinerythe development not to have the diverse product which today prospers. Take electronic technology, computer technology and so on asrepresentative's high-tech swift and violent development, not onlyurged national's living standard to enhance day by day, as well as theproduct turned to a new generation cyclical reducing, moreover causedthe mechanical product the performance unceasing enhancement and theconsummation. This especially in the packing mechanical aspect, thecommodity life enhancement already could not meet people's needs, whatnow are more was advocates the spiritual civilization the wealth. Thepeople have not liked 80's such only to strive for to fill the belly,how do we now pay great attention to pursuing each kind of food thehygiene condition? Whether facilitates quickly? Also some point alsois most important - food outside wrapping. Ancient cloud: "Beautifulenough to eat". Said with the present popular speech that, "Saw thefood attractive outside wrapping can cause person's mood to be happy,thus causes the appetite also to be able to increase." This oursubject pulled closer is away from. Now the market uses most packingtype is trilateral seals the bag which seals with the center.
第 3 頁(yè) 共 13 頁(yè)
第一章 緒論
1.1包裝機(jī)械的地位與現(xiàn)狀
包裝機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一，承擔(dān)著人民生活、繁榮城鄉(xiāng)市場(chǎng)、擴(kuò)大出口創(chuàng)匯、為國(guó)家建設(shè)積累資金的重要任務(wù)，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的總體戰(zhàn)略目標(biāo)關(guān)系極為密切。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)包裝行業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，面貌發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)形成有相當(dāng)規(guī)模和一定經(jīng)濟(jì)水平、門(mén)類(lèi)齊全、能基本滿足國(guó)內(nèi)需求又有一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的生產(chǎn)體系?？梢赃@樣說(shuō)沒(méi)有包裝機(jī)械的發(fā)展就沒(méi)有今天繁榮的多樣化的產(chǎn)品。
以電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為代表的高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅促使了國(guó)民的生活水平日益提高，以及產(chǎn)品升級(jí)換代周期的縮短，而且使得機(jī)械產(chǎn)品的性能不斷的提高與完善。這尤其在包裝機(jī)械方面，物資生活的提高已經(jīng)不能滿足人們的需要，現(xiàn)在更多的是提倡精神文明的富有。人們已不像八十年代那樣只求填飽肚子，我們現(xiàn)在更注重于追求各種食品的衛(wèi)生狀況怎樣？是否方便快捷？還有一點(diǎn)也是最重要的一點(diǎn)——食品的外包裝。古人云：“秀色可餐”。用現(xiàn)在通俗一點(diǎn)話來(lái)說(shuō)：“看到食品漂亮的外包裝會(huì)使人的心情愉快，從而使得食欲也會(huì)增加的?！边@就我們的主題拉近距離了?，F(xiàn)在市場(chǎng)用的最多包裝類(lèi)型就是三邊封和中封的袋子。
1.2包裝機(jī)械的任務(wù)和特點(diǎn)
1.2.1包裝機(jī)械的任務(wù)
當(dāng)今包裝制袋機(jī)有好幾十種但主要有以下幾種，
例如1 . 專(zhuān)用三邊封低速,中速,高速三種制袋機(jī).
2 . 專(zhuān)用中封低速,中速,高速三種制袋機(jī).
3 . 三邊封,中封兩用低速,中速,高速三種制袋機(jī).
4 . 高速三邊封的自立,拉鏈制袋機(jī).
5 . 醫(yī)藥特用制袋機(jī).
因此包裝機(jī)械是輕工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和動(dòng)力，它是實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化，滿足人民不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)和文化生活需要，建設(shè)高度的物質(zhì)文明與精神文明的社會(huì)主義所不可缺少的重要裝備。
1.2.2包裝機(jī)械的特點(diǎn)
1品種多三邊封、中封、拉鏈袋、有吸嘴的那種等一系列的，這主要是因?yàn)榧庸げ牧系亩鄻踊?
2生產(chǎn)率高，自動(dòng)化程度高。
這是因?yàn)槿嗣袢粘Ｉ畹钠惹幸?，必須大量大批生產(chǎn)各類(lèi)包裝產(chǎn)品，需要高生產(chǎn)率、高自動(dòng)化程度的包裝機(jī)械，3000個(gè)/小時(shí)的包裝袋的流水線上。
3機(jī)構(gòu)和動(dòng)作復(fù)雜
這是因?yàn)榘b機(jī)械生產(chǎn)的工藝原理和工藝過(guò)程比較復(fù)雜。包裝機(jī)械受力一般不是很大，因此強(qiáng)度計(jì)算不是很重要。
1.3包裝機(jī)械的分類(lèi)
1.3.1包裝機(jī)械按速度分類(lèi)
有底、中、高三速的包裝機(jī)，它們是分別根據(jù)每小時(shí)能生產(chǎn)出來(lái)袋子的數(shù)量來(lái)分的。
1.3.2包裝機(jī)按結(jié)構(gòu)和功能分類(lèi)
1 . 專(zhuān)用三邊封低速,中速,高速三種制袋機(jī).
2 . 專(zhuān)用中封低速,中速,高速三種制袋機(jī).
3 . 三邊封,中封兩用低速,中速,高速三種制袋機(jī).
4 . 高速三邊封的自立,拉鏈制袋機(jī).
5 . 醫(yī)藥特用制袋機(jī).
再例如我們廠里的包裝機(jī)主要有：GSD-30SZL（注名：SZL為全自動(dòng)高速三邊封、自立、拉鏈制袋機(jī)）、、GSD-40BZ（注名：BZ為全自動(dòng)高速步壓中封制袋機(jī)）、GSD-40BZS（注名BZ為主電機(jī)伺服三牽引中封機(jī)）、GSD-60SZL、TFQ-1100I高速通用分切機(jī)、WZD400GX導(dǎo)板外翻式中檔機(jī)、WZD-30SZ（注名SZ為三邊封和中封兩用機(jī)）。其中市場(chǎng)上用得最多的是300的普通機(jī)（它是只制袋尺寸：a、寬度 50~300mm；b、長(zhǎng)度60~450mm；）。
因此我的設(shè)計(jì)就取向于30的三邊封，這是由于本制袋機(jī)主要用于可熱封材料為內(nèi)層的復(fù)合薄膜袋制作，它是一臺(tái)由數(shù)字電路控制、光電跟蹤、張力雙速控制、可控硅電熱封口和具有高位停車(chē)功能的復(fù)合薄膜自動(dòng)三邊封、中封兩用制袋機(jī)。本機(jī)可以準(zhǔn)確、自動(dòng)的完成復(fù)合薄膜袋的全部過(guò)程，由于采用了兩只步進(jìn)電機(jī)拖料、變頻調(diào)速放料、提高了張力控制的穩(wěn)定性，最終確保了光電跟蹤的準(zhǔn)確性使制袋質(zhì)量進(jìn)一步提高，如裝每分鐘制袋數(shù)字顯示器和記數(shù)傳送帶，用于自動(dòng)報(bào)數(shù)和輸送。這一系列新技術(shù)的應(yīng)用，使本機(jī)性能穩(wěn)定可靠，操作大為方便，在制袋質(zhì)量提高的前提下，制袋速度也得到了進(jìn)一步的提高同時(shí)噪聲也大大減低，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。而三邊封的最主要的關(guān)鍵就是一張薄膜紙是怎樣劃分成對(duì)等的兩份？這就產(chǎn)生了我的設(shè)計(jì)靈感，所以我不斷的觀察和收集資料，將各種制袋機(jī)進(jìn)行比較，一種新型的對(duì)切部分在我腦海產(chǎn)生了。所以我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主題是——包裝機(jī)一種新型的對(duì)切部分。
第二章 包裝機(jī)械——對(duì)切部分的設(shè)計(jì)原理
2.1主要零件選擇材料的介紹
2.1.1對(duì)切部分——總體介紹
本部分的作用是將一寬幅薄膜對(duì)切成均等的兩片薄膜。薄膜從底滾同進(jìn)入對(duì)切部分，然后進(jìn)入45板，將水平薄膜轉(zhuǎn)成豎直薄膜，這時(shí)JPY—1光電糾偏控制儀用兩個(gè)光電頭自動(dòng)跟蹤邊線，其后是由變頻調(diào)節(jié)儀控制的豎直設(shè)置牽引橡膠輥，將薄膜按制袋速度的快慢自動(dòng)跟蹤牽引過(guò)三角架。其速度的正確調(diào)節(jié)由按裝在張力部件擺桿上的電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)中刀片將薄膜切開(kāi)，分離的兩片薄膜通過(guò)V型板對(duì)稱(chēng)輸出。要詳細(xì)了解跑偏控制器，請(qǐng)見(jiàn)JPY—1型光電糾偏控制儀說(shuō)明書(shū)。
本部件的調(diào)整主要靠旋動(dòng)座上的四只M16螺栓，調(diào)節(jié)到V型中心與成形部件臺(tái)面高度一致，既等與成形部件臺(tái)面離地面的距離，只有這樣才能使上滾筒4送出的薄膜長(zhǎng)度與下滾筒3送出的薄膜長(zhǎng)度相等。同時(shí)剖切薄膜的刀片也要調(diào)整到V型中心，對(duì)于不同寬度的卷筒薄膜，為保證其被剖切后，基本上在臺(tái)面中心上輸送，可調(diào)節(jié)手輪2。調(diào)節(jié)手輪5通過(guò)左右螺桿，使上出料滾筒上下移動(dòng)，使上、下對(duì)齊更為方便，同時(shí)在做中封時(shí)，不需拆掉對(duì)切架，只要裝上專(zhuān)用的理料棒，即可實(shí)現(xiàn)做中封袋時(shí)的光電糾偏控制和自動(dòng)放料張力控制，從而大大提高了制作中封袋時(shí)的速度和精度。
主要原件的介紹對(duì)切部分
與其他的機(jī)器相比，我的機(jī)器就有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)那就是節(jié)省材料，它采用的是上下頂板和四根立柱的組合就像小孩玩的搭積木一樣，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是兩板之間無(wú)論那一部分發(fā)生問(wèn)題都可以很快的發(fā)現(xiàn)。例如其中一個(gè)螺母發(fā)生了松動(dòng)你完全可以通過(guò)眼睛看出來(lái)，同時(shí)它的聲音在空氣中傳播也比較快，你可以想象聲波受到東西抵擋時(shí)會(huì)使它的傳播速度減慢的。但是這就要求這四根立柱的材料不一般了，它們是用HT200的材料做成的這種材料主要的作用是能承受較大的負(fù)載。至于HT200是什么呢？它是只的最小抗拉強(qiáng)度為200/Mpa。
三角架和龍門(mén)架在整個(gè)對(duì)切部分是占了很大的空間面積的，它們都是組合件，通過(guò)焊接而成。它要求焊接面光滑。如果不光滑會(huì)扎到工人手，但主要的是會(huì)扎到薄膜紙，這就最終使得做出來(lái)的袋子會(huì)有破損。從而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量了。因此就有以下幾點(diǎn)技術(shù)要求了；1、各焊接零件必須牢固、平整、件2與件6與框架的焊接處必須在后面；2、銳角倒棱為0.5*45；3、外表面非加工面涂機(jī)床面漆；4、每根角鐵均需整形，保持平直，角鐵焊成框架后還需整形。保持平整。它們主要是用Q235的材料焊接而成，這是因?yàn)檫@種材料的強(qiáng)度較高，Q是代表屈服強(qiáng)度的漢語(yǔ)拼音，“235”代表其屈服強(qiáng)度大于235Mpa。（見(jiàn)于《機(jī)械制造基礎(chǔ)》一書(shū)）
2.2各元件具體作用
2.2.1龍門(mén)架與三角架
它們的主要作用又什么呢？我還是先介紹三角架因?yàn)榱线M(jìn)過(guò)放料裝置先進(jìn)過(guò)它的！三角架的主要作用是變相作用但同時(shí)有點(diǎn)糾偏作用。它又是怎樣糾偏的呢？在裝配圖2中我們可以很清楚的看到三角架，在它的外側(cè)還裝了一快V型槽板，當(dāng)料從放料裝置出來(lái)時(shí)會(huì)先進(jìn)過(guò)進(jìn)料滾筒，從滾筒出來(lái)的料就直接到V型板上。這時(shí)就發(fā)揮到我們?nèi)羌艿淖饔昧?，三角架在支撐V型板的同時(shí)起到變相的作用了，這是因?yàn)樗鼘⒘蠌乃椒较蛳绒D(zhuǎn)變成左傾斜45度（在V型板時(shí)）再轉(zhuǎn)變成垂直方向。這就為對(duì)切提供了前曲了，
龍門(mén)架的技術(shù)要求等基本上和三角架差不多，主要區(qū)別是用途，龍門(mén)架的四個(gè)角上都裝有滾輪，它的這幾個(gè)滾輪都裝在上下導(dǎo)軌上，上下導(dǎo)軌又分別用壓條跟長(zhǎng)螺母固定。其實(shí)我發(fā)現(xiàn)還有一種設(shè)計(jì)方案，那就是將上下導(dǎo)軌的槽向中間移一移，這中方法的優(yōu)點(diǎn)就是可省去壓條，但對(duì)導(dǎo)軌的要求就高了，要加高加厚它。龍門(mén)架的移動(dòng)主要也是一種糾偏的作用，他主要是為后面的燙刀工作。
2.2.2上下導(dǎo)軌的作用
它其實(shí)也是一種方鋼，但主要是你如何會(huì)想到在上面開(kāi)兩對(duì)槽，你為了使按裝在龍門(mén)架上的滾筒能運(yùn)動(dòng)，就會(huì)聯(lián)想到火車(chē)是怎樣運(yùn)動(dòng)的，火車(chē)的車(chē)輪卡在導(dǎo)軌之間與龍門(mén)架的輪子卡在上下導(dǎo)軌之間運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別呢？你可通過(guò)手輪來(lái)調(diào)節(jié)，手輪是與絲桿（與裝在電動(dòng)機(jī)上的是不一樣的）通過(guò)螺母與銷(xiāo)緊密結(jié)合，在龍門(mén)架上裝兩個(gè)小絲桿，它們的長(zhǎng)度大小是一樣的，唯一的不同是一個(gè)是正牙一個(gè)是反牙。然后還有兩個(gè)小齒輪，通過(guò)它們的兩兩嚙合，使的龍門(mén)移動(dòng)。裝在龍門(mén)架上的輪子是用軸承代替的，這是以為軸承靈活性好?？梢哉f(shuō)沒(méi)有這上下導(dǎo)軌一切的運(yùn)動(dòng)都是不可能發(fā)生的。
2.2.3橡膠滾筒的作用
相信看過(guò)裝配圖的老師都會(huì)看一個(gè)共同的問(wèn)題——滾筒多，而且是各有特色，但主要分成兩種：1、予管；2橡膠輥；第一種滾筒表面制作要求要很高，表面粗糙為1.6，圓度和跳動(dòng)度均為0.03。而橡膠滾筒它就具有兩種作用：壓緊料和過(guò)料的作用。它本身材料的特性給予了它這兩種純天然的特征，橡膠具有防打滑的作用。根據(jù)材料的特性來(lái)選擇零件的物資來(lái)源，在與電動(dòng)機(jī)相連的絲桿上的螺母，要你選擇你很有可能會(huì)選擇Q235，因?yàn)槲仪懊嬉呀?jīng)講了它的屈服強(qiáng)度比較大一般用于制作小軸、拉桿、連桿、螺栓、螺母、法蘭等不太重要的零件。你如果將它用在此那就大錯(cuò)特錯(cuò)了，我這里選用的是銅螺母，這是由于它的耐磨性比較好，但你會(huì)不會(huì)又要問(wèn)了，銅的導(dǎo)熱性比較好，電動(dòng)機(jī)在工作的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，絲桿會(huì)不會(huì)傳熱?。靠晌視?huì)很無(wú)耐的告速你此處用銅的優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。主要是我選用的電動(dòng)機(jī)的功率小，所以我還是選用了它。
在圖1我們可以看到有兩個(gè)小的V型槽板，它們的夾角成90，這就要求龍門(mén)架上的四個(gè)孔做得很準(zhǔn)確，有人肯定會(huì)問(wèn)如果不成90度會(huì)有什么后果產(chǎn)生，那做出來(lái)的袋子正反面不對(duì)稱(chēng)或者根本燙不成型，三邊封很有可能只有兩邊封或者只有一邊封，更甚或那邊都不封，那又是如何做到分成對(duì)等的兩分呢？我們用到電器上一種很重要的開(kāi)關(guān)，——行程開(kāi)關(guān)，下面我將由此轉(zhuǎn)向與帶動(dòng)它工作的電器方面。
2.2.4彈簧的特性和彈簧剛度
表示彈簧工作載荷和變形量之間的關(guān)系的曲線稱(chēng)為彈簧特性線。常用彈簧的特性線有直線型，剛度漸增型等。圓柱螺旋彈簧的特性線即為直線型。見(jiàn)下圖：
使彈簧產(chǎn)生單位變形量的彈簧載荷稱(chēng)為彈簧剛度，用C表示。對(duì)于拉伸和壓縮彈簧
C=dF/dλ
對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧 C′=d F/dψ
式中 F——拉力或壓力；
λ——彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量；
T——轉(zhuǎn)矩；
ψ——彈簧的扭轉(zhuǎn)角。
彈簧剛度愈大，彈簧愈硬；反之，彈簧愈軟。直線型特性線彈簧的彈簧剛度為一常數(shù)，稱(chēng)為定剛度彈簧；其他特性的彈簧為變剛度彈簧。剛度漸增型特性線的彈簧將愈壓愈硬。在承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的場(chǎng)合，常采用剛度漸增型彈簧。
2.3對(duì)切部分的安裝
在對(duì)切部分底板上，裝上四只M16的調(diào)整螺栓（3），調(diào)整這四個(gè)螺栓可使該部件的V型中心與主機(jī)部分的臺(tái)面等高，然后用聯(lián)結(jié)板2將本部件與主機(jī)部分相連接。
2.4三邊封制袋傳膜示意圖
三邊封制袋穿膜示意圖
注：見(jiàn)圖框內(nèi)是對(duì)切部件，產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。料通過(guò)放卷部件→對(duì)切部件→成形部件→縱封冷封、熱封部件→折變成形部件→橫封部件→成品。、
第三章 包裝機(jī)械——對(duì)切部分電器元件設(shè)計(jì)的原理
3.1行程開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)
3.11行程開(kāi)關(guān)的原理
這其中還用到了行程開(kāi)關(guān)，那我們就需要重新溫習(xí)一下行程開(kāi)關(guān)的知識(shí)了，行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)為限位開(kāi)關(guān)，是根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件位置而切換電路。動(dòng)作時(shí)，由擋塊與行程開(kāi)關(guān)的滾輪一碰撞，使得觸頭接通或者短開(kāi)，用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)的方向、行程大小或位置保護(hù)。行程開(kāi)關(guān)有機(jī)械式和電子式兩種，這里我選用的是機(jī)械式的，因?yàn)橐{(diào)整三角架的上下位置，其實(shí)是為了進(jìn)一步的調(diào)整薄膜的變相的位置，我在三角架的方鋼里面裝有絲桿，而絲桿的上端與電動(dòng)機(jī)相連，這就可以帶動(dòng)三腳架以及V型槽板上下移動(dòng)，但它的移動(dòng)又要受到局限，所以就必須用到行程開(kāi)關(guān)，這里行程開(kāi)關(guān)的工作原理是，根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的位置的變化，以行程為信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，它是通過(guò)行程開(kāi)關(guān)配合擋鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
行程開(kāi)關(guān)是以生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件的位置或行程為信號(hào)而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的電器。行程開(kāi)關(guān)的種類(lèi)很多，分為有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)兩大類(lèi)，常用的是有觸點(diǎn)的行程開(kāi)關(guān)。它有直動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)式之分，直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理與按扭類(lèi)似。轉(zhuǎn)動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)又分為單輪（自動(dòng)復(fù)為）和雙輪（不能自動(dòng)復(fù)位）兩種。
我設(shè)的行程開(kāi)關(guān)與下面的行程開(kāi)關(guān)類(lèi)似，如圖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返的行程開(kāi)關(guān)SQ1和SQ2實(shí)際上與按扭組成的多處控制相似。
當(dāng)按下SB1時(shí)，KM1線圈通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)前進(jìn)，運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，裝于工作臺(tái)側(cè)的左擋鐵L壓下安裝于床身上的行程開(kāi)關(guān)SQ2，KM1線圈斷電，同時(shí)按裝在光電糾偏控制儀后面的自動(dòng)報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警的聲音，接著SQ2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電，電動(dòng)機(jī)電源換相反轉(zhuǎn)，使工作臺(tái)后退，SQ2復(fù)位，為下一循環(huán)做準(zhǔn)備。當(dāng)工作臺(tái)后退到預(yù)定位置時(shí)，右擋鐵R壓下SQ1，KM2線圈斷電，接著KM1通電，電動(dòng)機(jī)又正轉(zhuǎn)（此時(shí)電動(dòng)機(jī)又會(huì)發(fā)出報(bào)警）。如此的往返。當(dāng)滾筒位置調(diào)準(zhǔn)確以后它就完成了，按下停止按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)就斷電停轉(zhuǎn)。若要改變工作臺(tái)的行程，可調(diào)整擋鐵L和R之間的距離。我所設(shè)計(jì)的行程開(kāi)關(guān)還有一個(gè)特殊之處，那是可以經(jīng)過(guò)手動(dòng)來(lái)調(diào)整滾筒的位置。它多加了一自動(dòng)報(bào)警專(zhuān)制。這樣就更安全一點(diǎn)，畢竟是雙保險(xiǎn)嗎！
3.12行程開(kāi)關(guān)的作用
圖中SQ3和SQ4是作為限位保護(hù)而設(shè)置的，目的是為防止當(dāng)SQ1和SQ2失靈時(shí)造成三角架超極限位置出軌的嚴(yán)重事故。像車(chē)間里的橋式起重機(jī)、大車(chē)的左右運(yùn)行、小車(chē)的前后運(yùn)行和吊鉤，它們都必須有限位保護(hù)。
3.2光電傳感器的設(shè)計(jì)
3.21光電傳感器設(shè)計(jì)的原理
我所設(shè)計(jì)的對(duì)切部分還有一個(gè)很重要的部分，那就是用到《自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》里的光電傳感器。光電開(kāi)關(guān)與光電斷續(xù)器都是用來(lái)檢測(cè)物體的靠近、通過(guò)等狀態(tài)的光電傳感器。在近幾年，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)電一體化的發(fā)展，光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器已發(fā)展成系列產(chǎn)品，其中品種及規(guī)格日增，從原理上講，光電開(kāi)關(guān)和光電斷續(xù)開(kāi)關(guān)沒(méi)有什么區(qū)別，它們都是由紅外線發(fā)射元件與光敏接受元件組成，只是光電斷續(xù)器是整體機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)距離只有幾有幾毫米至幾十毫米，而光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米只于幾十米，所以我選擇了光電斷續(xù)器，它比較便宜、簡(jiǎn)單、可靠。我在來(lái)具體介紹它的工作原理。
光電斷續(xù)器有兩種形式：遮斷型和放射型，放射器和接受器相對(duì)放置，軸線嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)有物體在中間通過(guò)時(shí)，紅外光束被遮斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)。遮斷型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離一般可達(dá)十幾米。
反射分為兩種情況：反射鏡反射型及被測(cè)物漫反射型（簡(jiǎn)稱(chēng)散射型），反射鏡反射型傳感器單側(cè)安裝，需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果，它的檢測(cè)距離不如遮斷型。反射鏡一般不用平面鏡子，而使用偏光三角棱鏡，它對(duì)安裝角度的變化不太敏感，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去。光敏元件表面覆蓋一層偏光鏡，只能接受反射鏡反射回來(lái)的偏振光，而不響應(yīng)表面光亮物體反射回來(lái)的非偏振光。這種設(shè)計(jì)使它也能用于檢測(cè)諸如罐頭等具有反射的物體。反射鏡反射型光電開(kāi)光的檢測(cè)距離可達(dá)到幾米。
散射型安裝比較簡(jiǎn)便，只要不是在全黑的物體均能產(chǎn)生漫反射。散射類(lèi)型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離與被測(cè)物的黑度有關(guān)，一般較小，只有幾百毫米。它還有一個(gè)很重要的特點(diǎn)它的光電發(fā)射、接受器做在體積很小的同一塑性殼體中，所以兩者可靠地對(duì)準(zhǔn)。反射型的檢測(cè)距離較小，多用于安裝空間較小的場(chǎng)合。由于檢測(cè)范圍小，光電斷續(xù)器的發(fā)光二極管可以直接用直流驅(qū)動(dòng)。紅外LED的正向壓降約為1.1~1.3V，驅(qū)動(dòng)電流控制在幾十毫安。在流水線檢測(cè)薄膜的兩邊緣的暗色標(biāo)記。
3.22光電傳感器的作用
光電糾偏控制儀—電動(dòng)機(jī)絲桿上下調(diào)整運(yùn)動(dòng)- 本機(jī)采用JPY—1光電糾偏控制儀，并配用兩只放射式光電頭。主要利用上下兩邊的餓光電檢測(cè)，使原料處于一定的位置，便于后面準(zhǔn)確分切，詳見(jiàn)JPY—1的說(shuō)明書(shū)我們可以用一幅圖來(lái)很形象的表示出來(lái)。
第四章 電動(dòng)機(jī)
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇
這里我們所使用的電動(dòng)機(jī)是“擺線針輪減速機(jī)”，它是一種采用行星少齒差嚙合原理的行星機(jī)構(gòu)，已廣泛用于石油化工、起重運(yùn)輸、輕工制藥、礦山冶金、紡織印刷和食品機(jī)械等工業(yè)部門(mén)。因此它有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、 體積小、重量輕：由于采用了行星傳動(dòng)原理輸入軸與輸出軸設(shè)計(jì)在同一軸心上，因而結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕。
2、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低：擺線針齒嚙合數(shù)輕多，重疊系數(shù)大。
3、 故障少、壽命長(zhǎng)：主要零件均用軸承鋼制造，因此，機(jī)構(gòu)性能好壽命長(zhǎng)。
4、 減速比大效率高。本系列減速器單級(jí)減速比有9-87，雙級(jí)減速比有121~1849。若采用三級(jí)減速，其減速比更大，機(jī)械效率達(dá)90%以上。
5、 由于采用行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，輸入軸與輸出軸在同一軸心線上，使機(jī)型盡可能獲得最小尺寸，故結(jié)構(gòu)緊湊、體積微小、重量極輕。
6、 由于采用于滾動(dòng)接觸，主要另件采用了高碳鉻鋼Gcr并經(jīng)淬火處理，硬度達(dá)HRc58——62。所以經(jīng)久耐用，使用可靠壽命長(zhǎng)。
7、 本系列減速器具有普通減速器的一切特點(diǎn)外，由于采用了潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，不易漏油，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)用戶需要可在任何位置，任何角度方向安裝使用。
4.2電動(dòng)機(jī)的容量
標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量有額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱大而過(guò)早損壞，容量過(guò)大，則增加成本，并且由于效率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。
電動(dòng)機(jī)的容量主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)額定值，電動(dòng)機(jī)變不會(huì)發(fā)熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)功率為 Pd=Pw/ηkW
式中：Pd——工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；
Pw——工作機(jī)所需輸入功率，kW；
η——電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。
工作機(jī)所需功率Pw應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，例如
Pw=Fv/(1000ηw) kW
或 Pw=Tnw/(9550ηw) kW
式中：F——工作機(jī)的阻力，N；
V——工作機(jī)的線速度，m/s;
T——工作機(jī)的阻力矩，N·m;
nw——工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min;
ηw——工作機(jī)的效率。
總效率η按下式計(jì)算：
η=η1η2η3…ηn
其中η=η1η2η3…ηn分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對(duì)軸承、每個(gè)聯(lián)軸器的效率。選用其數(shù)據(jù)時(shí)，一般取中間值，如工作條件差，潤(rùn)滑維護(hù)不良時(shí)應(yīng)取低值，反之取高值。
我廠選用的是微型擺線針輪減速機(jī)(WB85-WD-180),是帶有電動(dòng)機(jī)的減速機(jī)。型號(hào)規(guī)格為：電動(dòng)機(jī)的功率為0.18kW,轉(zhuǎn)速為1320r/min，重量6㎏，F(xiàn)級(jí)絕緣。減速機(jī)的速比為11，許用扭矩為6㎏m3。又因?yàn)閿[線針輪減速機(jī)的傳動(dòng)效率為0.9～0.97，滾子鏈的傳動(dòng)效率為0.96，軸承的傳動(dòng)效率為0.98。
所以根據(jù)Pd=Pw/η，η＝0.91×0.96×0.98＝0.86
Pw＝Pd×η＝0.18×0.86＝0.15 kW
零 件 目 錄
圖號(hào)
名稱(chēng)
材料
數(shù)量
1
底板
Q235
1
2
GB67-85
螺釘(M3*6)
2
3
指針
1G18NI97I
1
4
GB67-85
螺釘(M4*8)
2
5
GB70-85
螺釘(M12*20)
2
6
GB93-87
墊圈 12
2
7
GB97.1-85
墊圈 12
2
8
下支架
Q235不等邊角鐵
1
9
立柱
45冷拉圓鋼
4
10
上支架
Q235不等邊角鐵
1
11
頂板
Q235
1
12
墊圈
45
8
13
GB30-85
螺栓(M12*30)
8
14
龍門(mén)架
1
15
螺釘
45
4
16
墊圈
Q235
4
17
GB278-82
軸承 80105
4
18
上導(dǎo)軌
45
1
19
GB70-85
螺釘(M10*18)
6
20
接紙端子
1
21
支架
Q235
1
22
GB67-85
螺釘(M5*10)
2
23
行程開(kāi)關(guān)LX-028
2
24
GB67-85
螺釘(M3*25)
4
25
GB97.1-85
墊圈 3
8
26
GB6170-86
1型螺母M3
4
27
GB70-85
螺釘(M6*18)
4
28
GB97.1-85
墊圈 6
4
29
軸套
Q235
2
30
GB70-85
螺釘(M10*15)
2
31
GB93-87
墊圈 10
4
32
撐桿
Q235冷拉圓鋼
1
33
GB70-85
螺釘(M8*24)
2
34
V型槽板
Q235
2
35
桿
45冷拉圓鋼
2
36
夾緊板
Q235
4
37
GB70-85
螺釘(M8*24)
12
38
GB70-85
螺釘(M4*30)
4
39
GB70-85
螺釘(M8*20)
2
40
支架
45
4
41
GB70-85
螺釘(M6*25)
8
42
GB97.1-85
墊圈 6
8
43
出料滾筒軸
45
2
44
出料滾筒體
LY11擠制管
2
45
GB278-82
軸承 60104
4
46
鎖緊擋圈
Q235
6
47
GB78-85
螺釘(M6*6)
12
48
GB70-85
螺釘(M8*65)
2
49
墊圈
45
2
50
壓板
45
2
51
墊圈
45
2
52
GB70-85
螺釘(M8*90)
2
53
上半聯(lián)軸器
45
1
54
GB1096-79
鍵 4*8
1
55
星型彈性件
橡膠
1
56
下半聯(lián)軸器
45
1
57
GB70-85
螺釘(M6*20)
8
58
GB97.1-85
墊圈 6
8
59
座
45
2
60
FJ173-63
軸襯 20*30
2
61
GB301-84
軸承 8204
1
62
GB1096-79
鍵 5*18
1
63
GB70-85
螺釘(M5*10)
2
64
GB70-85
螺釘(M8*25)
4
65
GB97.1-85
墊圈 8
4
66
電機(jī)座
HT150
1
67
下導(dǎo)軌
45
1
68
座
HT200
4
69
GB5783-86
螺栓(M6*16)
2
70
GB70-85
螺釘(M6*45)
4
71
螺母
HT200
1
72
GB70-85
螺釘(M10*25)
7
73
GB93-87
墊圈 10
6
74
GB97.1-85
墊圈 10
6
75
桿
Q235F冷拉鋼
1
76
滾筒體
LY11擠制管
3
77
滾筒軸
45
2
78
GB278-82
軸承 60205
6
79
鎖緊擋圈
Q235
6
80
三角架
1
81
座
HT200
1
82
GB70-85
螺釘(M6*25)
4
83
絲桿
45
1
84
長(zhǎng)桿
45冷拉圓鋼
1
85
長(zhǎng)滾筒軸
45
1
86
GB70-85
螺釘(M10*16)
6
87
GB93-87
墊圈 10
4
88
GB97.1-85
墊圈 10
6
89
支撐板
45
2
90
GB70-85
螺釘(M8*30)
6
91
立桿
Q235冷拉圓鋼
1
92
V型槽板
45
1
93
GB5783-86
螺栓(M8*18)
2
94
GB97.1-85
墊圈 8
2
95
GB5783-86
螺栓(M10*40)
2
96
GB97.1-85
墊圈 10
2
97
GB6170-86
1型螺母M10
2
98
GB278-82
軸承 80200
2
99
圈
45
2
100
支架
45
1
101
光電支架
Q235
2
102
GB4141.29-84
星形把手 8*32
2
103
光電頭
104
GB67-85
螺釘(M4*30)
4
105
GB6170-86
1型螺母M4
4
106
GB4141.5-84
轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(M10*80)
1
107
GB4141.22-84
手輪B-16*160
1
108
GB1096-79
鍵 C5*20
1
109
GB70-85
螺釘(M8*8)
1
110
GB97.1-85
墊圈 8
1
111
GB301-84
軸承 8203
2
112
FJ173-63
軸襯 16*15
1
113
支撐板
Q235
1
114
GB70-85
螺釘(M10*16)
6
115
GB97.1-85
墊圈 10
4
116
GB97.1-85
墊圈 10
4
117
右支座
Q235不等邊角鐵
1
118
進(jìn)料滾筒軸
45
1
119
GB278-82
軸承 60104
2
120
進(jìn)料滾筒體
LY11擠制管
1
121
夾板
Q235
1
122
GB70-85
螺釘(M10*55)
4
123
套
45
1
124
彈簧
碳素彈簧鋼絲
1
125
GB119-86
銷(xiāo)6jC4*35
1
126
套
45
1
127
擋板圈
HT150
1
128
GB70-85
螺釘(M8*10)
1
129
螺桿
45
1
130
左支座
Q235不等邊角鐵
1
131
GB77-85
螺釘(M5*6)
4
132
開(kāi)關(guān)板
Q235
1
133
聯(lián)接板
Q235
2
134
GB5783-86
螺栓(M10*22)
8
135
GB97-76
墊圈 10
8
136
聯(lián)接板
組合件
2
參考文獻(xiàn)
1.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第二版 上海交通大學(xué)出版社 呂慧瑛 主編
2.《機(jī)械設(shè)計(jì)》第一版 化學(xué)工業(yè)出版社 許菊若 主編
3.《工程力學(xué)》第一版 上海交通大學(xué)出版社 朱熙然 主編
4.《機(jī)械制圖》第一版 上海交通大學(xué)出版社 康燾 主編
5.《自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社 梁森 王侃夫 黃杭美 編著
6.《機(jī)械制造基礎(chǔ)》上海交通大學(xué)出版社 林建容 主編
7.《輕工自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線》中國(guó)輕工業(yè)出版社 戚長(zhǎng)政 主編
8.《公差與技術(shù)測(cè)量》第二版上海交通大學(xué)出版社 周勤勞 主編
9. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)人民大學(xué)出版社 鮑經(jīng)偉 主編
10. 〈〈材料力學(xué)〉〉 上海交通大學(xué)出版社 林建容 主編
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