自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(共40頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 全自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué)　　 號(hào) 學(xué) 生 張海濱 　 指 導(dǎo) 教 師 蓋玉先 答 辯 日 期 2015、6、28 專心---專注---專業(yè) 摘 要 瓦楞紙箱在傳統(tǒng)包裝材料上一直占有重要地位。目前生產(chǎn)的紙箱開(kāi)箱機(jī)存在性能不穩(wěn)定

2、等許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，如紙箱擺放時(shí)容易翻倒。以往的儲(chǔ)料方式采用動(dòng)力輸送，由于各個(gè)廠商使用的紙箱材質(zhì)及厚度各不相同，使得使用過(guò)程中常出現(xiàn)紙箱送料不到位和送過(guò)料等現(xiàn)象。紙箱成型方法不佳導(dǎo)致成型后形狀不夠標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)，根據(jù)重力下滑原理采用重力下滑機(jī)構(gòu)自動(dòng)供料，設(shè)計(jì)氣動(dòng)滑軌取料和氣動(dòng)折側(cè)蓋機(jī)構(gòu)。此外通過(guò)在上箱機(jī)構(gòu)、真空吸箱機(jī)構(gòu)、搖臂輸箱機(jī)構(gòu)、紙箱導(dǎo)軌、壓實(shí)撞桿、主機(jī)架上添加絲杠、光杠，使開(kāi)箱機(jī)所開(kāi)紙箱的尺寸柔性可調(diào)。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)通過(guò)PLC控制，使吸取紙箱、紙箱成型、紙箱折側(cè)蓋、推送紙箱、紙箱膠帶封底等工作過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。合理設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸與結(jié)構(gòu)，避免最終總裝的時(shí)候發(fā)

3、生干涉。 關(guān)鍵詞：開(kāi)箱機(jī)械；自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)；紙箱成型；瓦楞紙箱 Abstract Corrugated carton packaging material has occupied an important position in the traditional. The current production of carton box machine performance is not stable and many other details,such as the

4、cartons put tip over. The loading way using power delivery in the past. Due to different vendors use different carton material and thickness,use process often appears the phenomenon such as carton material does not reach the designed position and had sent the material. Carton after molding ,molding

5、methods result in poor shape standard enough. For the above problem,corrugated carton box machine is designed. According to the principle of gravity in the gravity slide mechanism automatic feeding. Design of pneumatic slide feeding and pneumatic folding side cover. In addition to add screw and ligh

6、t bar in the box body,vacuum box,rocker arm lost case,carton guide compaction impact bars,main fame,so that out of the machine by the size of the cartons flexible adjustable.Automatic carton box machine controlled by PLC,so that draw carton,carton forming,carton folding side cover,push carton,carton

7、 sealing tape and other work process is fully automated.Reasonable design the size and structure of the various organizations in order to avoid interference in the final assembly. Keywords: open carton machine,open carton machine automatically,carton former, corrugated carton

8、 目 錄 摘要 ……………………….............................………………………………….…..Ⅰ Abstract ……………………………….........………………………………………..Ⅱ

9、 致謝................................................................................................................................34 第1章 緒 論 1.1 課題背景及研究的目的和意義 在傳統(tǒng)的包裝材料中，瓦楞紙箱一直占據(jù)重要的地位。瓦楞紙箱作為運(yùn)輸包裝材料，既經(jīng)濟(jì)、輕便又堆放省力、易于處理。瓦楞紙箱是高功能、低成本的良好運(yùn)輸容器，是當(dāng)今世界各國(guó)所采用的最重要的包裝形式之一。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家紙箱工業(yè)產(chǎn)值占整個(gè)包裝工業(yè)產(chǎn)值的40%左右。 我國(guó)

10、的包裝工業(yè)起步于上個(gè)世紀(jì)的70年代末，80年代初，進(jìn)口了大量包裝材料和包裝機(jī)械，這對(duì)加快我國(guó)的包裝工業(yè)的發(fā)展起了十分重要的作用。我國(guó)的包裝機(jī)械在技術(shù)引進(jìn)，消化吸收中得到發(fā)展。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)是進(jìn)20余年來(lái)隨著包裝工業(yè)的發(fā)展和運(yùn)輸集裝化發(fā)展集機(jī)、電、光、氣一體化的高技術(shù)，高智能，高競(jìng)爭(zhēng)的新型包裝設(shè)備。 近10年來(lái)，中國(guó)瓦楞紙箱機(jī)械工業(yè)發(fā)展迅速。國(guó)內(nèi)紙箱機(jī)械企業(yè)模仿引進(jìn)設(shè)備，由于國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備價(jià)格昂貴而國(guó)內(nèi)紙箱企業(yè)大多數(shù)無(wú)法接受，從而為國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備企業(yè)打開(kāi)銷路。形成目前比較先進(jìn)的紙箱包裝機(jī)械。但是，根據(jù)目前紙箱生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)紙箱包裝機(jī)械的要求越來(lái)越高，為紙箱包裝機(jī)械企業(yè)進(jìn)一步開(kāi)拓高速、高檔、高效、高

11、科技的紙箱機(jī)械設(shè)備指明了方向和發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化開(kāi)箱機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)，使全自動(dòng)紙箱開(kāi)箱機(jī)的開(kāi)箱能力更快速，更穩(wěn)定，更優(yōu)化。 1.2 開(kāi)箱機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前國(guó)外多家包裝機(jī)械廠生產(chǎn)的全自動(dòng)紙箱開(kāi)箱機(jī)存在性能不穩(wěn)定等許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，如紙箱擺放時(shí)容易翻倒。以往的自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)儲(chǔ)料方式采用動(dòng)力輸送，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于各個(gè)使用廠商的紙箱材質(zhì)，厚度等各不相同，導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)紙箱送料不到位或送過(guò)料等問(wèn)題。此外，由于開(kāi)箱機(jī)采用的紙箱成型方法不佳導(dǎo)致成型的紙箱形狀不標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)的紙箱包裝機(jī)械行業(yè)目前總體的生產(chǎn)狀況是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)含量低的產(chǎn)品多，高技術(shù)附加值、高生產(chǎn)率的產(chǎn)品少；單機(jī)多，成套流水線少，

12、完整的配套性尤差；重生產(chǎn)加工，輕研究開(kāi)發(fā)，自主開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品很少。福建省機(jī)械科學(xué)研究所研發(fā)的ZF5050全自動(dòng)紙箱開(kāi)箱機(jī)繼承了傳統(tǒng)FJ6050膠帶封箱機(jī)的工作效率高，封箱質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。并且封貼平整、牢固、無(wú)明顯折皺、左右對(duì)稱偏差小于5mm。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶對(duì)成品機(jī)械性能的要求也越來(lái)越高。一是高生產(chǎn)率，以滿足交貨期的要求和降低工藝流通成本的需要；二是適應(yīng)產(chǎn)品更新的需要，紙箱包裝機(jī)械要具有高的柔性和靈活性；三是對(duì)一些產(chǎn)品，還要求紙箱包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接；四是設(shè)備故障少，出現(xiàn)故障能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；五是購(gòu)置設(shè)備投資盡可能少，價(jià)格要盡可能低一些；六是對(duì)環(huán)境污染少，包括噪聲和

13、粉塵。 包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。在這種場(chǎng)合使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用PLC控制的情況下，就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來(lái)取代。國(guó)外在各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量采用了PLC來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏。我國(guó)包裝機(jī)械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。如果能用PLC來(lái)取代的話，則可以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)都可以得到簡(jiǎn)化。更重要的是可以使原來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化，大大降低其故障率，提高其性能。 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容和方法 本課題是對(duì)瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使所設(shè)計(jì)的紙箱自動(dòng)開(kāi)

14、箱機(jī)可以自動(dòng)完成對(duì)瓦楞紙箱的取箱、開(kāi)箱、封箱。并且可以完成紙箱板的自動(dòng)進(jìn)給，紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)所開(kāi)紙箱板的尺寸柔性可調(diào)。為使設(shè)計(jì)的紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)結(jié)構(gòu)鮮明，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)便，從而將紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)總體結(jié)構(gòu)分為了主機(jī)架、上箱機(jī)構(gòu)、紙箱成型機(jī)構(gòu)、真空吸箱機(jī)構(gòu)、搖臂輸箱機(jī)構(gòu)、紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)、紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)及抬高機(jī)構(gòu)、紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、紙箱膠帶封底機(jī)構(gòu)、壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)、紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)特別是紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和膠帶封底機(jī)構(gòu)，將各個(gè)機(jī)構(gòu)總裝在主機(jī)架上，最終完成紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.4 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題的背景及研究的目的意義；介紹了紙箱包裝機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)狀以及目前大部分紙

15、箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)存在的問(wèn)題；還介紹了本課題的主要研究?jī)?nèi)容與研究方法。 第2章 自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的整體設(shè)計(jì) 2.1自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 2.1.1自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)總體結(jié)構(gòu) 本課題所設(shè)計(jì)的瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)由主機(jī)架、上箱機(jī)構(gòu)、紙箱成型機(jī)構(gòu)、真空吸箱機(jī)構(gòu)、搖臂輸箱機(jī)構(gòu)、紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)、紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)、紙箱膠帶封底機(jī)構(gòu)、紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)總裝而成。瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總裝結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 圖2-1總裝結(jié)構(gòu)示意圖 瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)也叫紙箱板打開(kāi)，紙箱板由真空吸箱機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)吸盤吸取運(yùn)動(dòng)至紙箱折邊機(jī)構(gòu)正上方，在此過(guò)程中經(jīng)過(guò)紙箱成型裝置，紙箱板

16、在成型裝置阻力與氣動(dòng)吸盤的吸力作用下運(yùn)動(dòng)展開(kāi)。紙箱的前蓋、后蓋以及側(cè)蓋分別在一定程序作用下，由紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)、紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)和紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)折疊。折疊好的紙箱由搖臂輸箱機(jī)構(gòu)推入紙箱導(dǎo)軌。紙箱在紙箱導(dǎo)軌的皮帶驅(qū)動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)紙箱膠帶封底機(jī)構(gòu)時(shí)由膠帶密封。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)是大批量紙箱板自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)開(kāi)箱、自動(dòng)封箱的流水線生產(chǎn)設(shè)備。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)采用PLC+顯示屏控制，一次完成紙箱的吸箱、開(kāi)箱、成型、折底、封底等包裝工序，各個(gè)工序完全自動(dòng)化。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的大體功能如圖2-2所示。由于紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的高度自動(dòng)化，大大方便生產(chǎn)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，是自動(dòng)化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的設(shè)

17、備。 圖2-2機(jī)器功能示意圖 2.1.2各組成機(jī)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)方法 （1）送料裝置：送料裝置即上箱機(jī)構(gòu)。上箱機(jī)構(gòu)的主框架上裝有紙箱左右擋板。紙箱左右擋板可以固定紙箱板，防止紙箱翻倒，其中紙箱左擋板通過(guò)絲母與絲杠連接，從而可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)節(jié)紙箱左擋板的位置，以適應(yīng)不同寬度的紙箱板。上箱機(jī)構(gòu)的底板傾斜，與水平面夾角為30，上箱機(jī)構(gòu)底板上通過(guò)光杠裝有重力下滑機(jī)構(gòu)，從而無(wú)需添加任何驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上箱機(jī)構(gòu)直接依靠紙箱與紙箱擋板的自重即可自動(dòng)完成進(jìn)給，機(jī)械性能穩(wěn)定可靠。 （2）取料裝置：取料裝置即真空吸箱機(jī)構(gòu)。真空吸箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)，整個(gè)滑塊在光杠上滑動(dòng)，一個(gè)滑塊上固定有支架，支

18、架上裝有吸盤，完成對(duì)紙箱的吸緊。另一個(gè)滑塊通過(guò)曲柄連接氣缸，整個(gè)機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)曲柄使滑塊在光杠上做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。 （3）成型推箱裝置：成型裝置為一個(gè)固定在主機(jī)架上的桿。當(dāng)真空吸箱機(jī)構(gòu)吸取紙箱板向紙箱折邊機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí)，紙箱板碰到紙箱成型裝置以后，在壓痕處彎折逐漸將紙箱板折成紙箱。已經(jīng)成型的紙箱在折蓋機(jī)構(gòu)完成折蓋后由推箱裝置推入紙箱導(dǎo)軌。推箱機(jī)構(gòu)即搖臂輸箱機(jī)構(gòu)，搖臂通過(guò)滑塊與光杠連接，由氣缸驅(qū)動(dòng)滑塊做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。氣缸通過(guò)絲母與絲杠連接，從而可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)節(jié)氣缸底座固定板的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)推動(dòng)紙箱的極限位置。此機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)避免了對(duì)不同紙箱加工時(shí)更換不同氣缸的繁瑣過(guò)程。只需要通過(guò)手輪調(diào)節(jié)氣缸位置

19、，既簡(jiǎn)單容易操作，又節(jié)省了成本，提高了生產(chǎn)效率。 （4）折蓋裝置：折蓋裝置包括紙箱短邊折邊機(jī)構(gòu)和紙箱長(zhǎng)邊折邊機(jī)構(gòu)。紙箱短邊折邊機(jī)構(gòu)分為兩個(gè)部分，一部分完成紙箱的前蓋折邊，一部分完成紙箱的后蓋折邊。紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)齒條做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，齒條與齒輪相互嚙合，齒輪帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸上固定有拍擊板，拍擊板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成紙箱的前蓋折邊。紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)與紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)工作原理相同，均由氣缸驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條嚙合完成。紙箱長(zhǎng)邊折邊機(jī)構(gòu)固定在支架上，整個(gè)裝置由氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸底端與固定軸連接。氣缸輸出軸帶動(dòng)紙箱長(zhǎng)邊折邊板轉(zhuǎn)動(dòng)，完成紙箱的長(zhǎng)邊折邊以及紙箱的抬高。 （5）輸送裝置：輸送裝置即紙箱導(dǎo)

20、軌機(jī)構(gòu)。紙箱導(dǎo)軌由兩個(gè)部分組成，分別通過(guò)絲母與絲杠連接。從而可以調(diào)節(jié)尺寸。絲杠分為旋向相反的兩部分，從而旋轉(zhuǎn)手輪后紙箱導(dǎo)軌的左右兩部分同時(shí)向兩邊運(yùn)動(dòng)或同時(shí)向中間運(yùn)動(dòng)。保證了紙箱導(dǎo)軌的中心不變，從而適應(yīng)不同尺寸的紙箱使都可以滿足紙箱的中心在膠帶封底裝置的正上方，可以順利地完成膠帶封底。整個(gè)裝置由兩個(gè)電機(jī)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，依靠紙箱的摩擦力完成紙箱的輸送與夾緊。 （6）封底裝置：封底裝置由膠帶封底機(jī)構(gòu)和壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)組成。壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)通過(guò)絲母光杠可以調(diào)節(jié)紙箱壓板的高度，從而適應(yīng)不同高度的紙箱，紙箱壓板的主要作用是壓緊紙箱，與紙箱導(dǎo)軌共同完成紙箱的定位夾緊，避免紙箱在外力作用下抬高。膠帶

21、封底裝置由單向滾筒、彈簧、鋸齒形件，曲柄等連接而成，完成紙箱的膠帶封底過(guò)程。 2.2自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的工作流程 主機(jī)架上裝有上箱機(jī)構(gòu)，主機(jī)架內(nèi)裝有真空吸箱機(jī)構(gòu)和搖臂輸箱機(jī)構(gòu)，真空吸箱機(jī)構(gòu)下部對(duì)應(yīng)位置裝有紙箱長(zhǎng)邊閉合機(jī)構(gòu)，搖臂輸箱機(jī)構(gòu)上裝有紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)。搖臂輸箱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)盡頭裝有紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，紙箱導(dǎo)軌中間裝有膠帶封底裝置和紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)，紙箱導(dǎo)軌上部對(duì)應(yīng)位置裝有壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)。 紙箱板存儲(chǔ)在上箱機(jī)構(gòu)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使絲杠絲母上的紙箱左邊固定板左右移動(dòng)，與紙箱右邊固定板共同夾緊紙箱板。光杠通過(guò)滑塊連接紙箱板擋板。上箱機(jī)構(gòu)底板與水平面成30夾角，通過(guò)紙箱與紙箱固定板的自重自動(dòng)完成

22、紙箱的進(jìn)給。真空吸箱機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)，吸盤固定在支架上，支架與滑塊相連，氣缸驅(qū)動(dòng)滑塊在光杠上做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，吸取紙箱。紙箱在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中碰觸成型裝置自動(dòng)打開(kāi)成型。吸盤將紙箱吸取到紙箱折邊機(jī)構(gòu)的正上方之后，紙箱短邊折邊機(jī)構(gòu)折疊紙箱短邊，紙箱長(zhǎng)邊折邊機(jī)構(gòu)折疊紙箱長(zhǎng)邊并抬高紙箱。搖臂輸箱機(jī)構(gòu)將紙箱推入紙箱導(dǎo)軌，紙箱導(dǎo)軌的皮帶輸送紙箱經(jīng)過(guò)膠帶封底裝置，完成紙箱的封底。壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)壓緊紙箱，保持紙箱底部的平整。 2.3設(shè)計(jì)方案的改進(jìn) 上箱機(jī)構(gòu)通過(guò)紙箱板與水平面成30夾角，使整個(gè)機(jī)構(gòu)依靠紙箱與紙箱擋板的自重自動(dòng)完成進(jìn)給而不需要添加其他的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械性能穩(wěn)定可靠。以往的紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)膠帶封底裝置采用類似

23、于倒置訂書(shū)機(jī)的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，而且加工組裝過(guò)程繁瑣。本課題所設(shè)計(jì)的膠帶封底裝置通過(guò)曲柄、滾輪、彈簧的應(yīng)用，使封底裝置更加簡(jiǎn)潔實(shí)用，性能更加穩(wěn)定。 2.4本章小結(jié) 本章主要介紹了自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，將自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)分為了九個(gè)重要的組成部分。對(duì)每個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，所要實(shí)現(xiàn)的功能做了介紹，初步確定了各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。介紹了自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的整個(gè)工作流程，同時(shí)分析了此設(shè)計(jì)方案對(duì)一些結(jié)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化。 第3章自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1主機(jī)架的設(shè)計(jì) 3.1.1主機(jī)架的結(jié)構(gòu)組成 主機(jī)架主要由支架、箱板、絲杠、光杠、底座輪、支座、控制箱、鋁合金框架

24、等零件組成。主機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1所示。 圖3-1 主機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖 3.1.2主機(jī)架的工作原理 主機(jī)架的主要作用是將各個(gè)機(jī)構(gòu)組裝在一起，成為紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的主要框架。主機(jī)架的前方右邊位置固定上箱機(jī)構(gòu)，通過(guò)手輪絲杠的作用，可以調(diào)節(jié)上箱機(jī)構(gòu)的高度，從而適應(yīng)不同高度的紙箱板。上箱機(jī)構(gòu)固定結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。主機(jī)架上方為鋁合金框架，嵌入玻璃為觀察窗。主機(jī)架底部由四個(gè)底座固定，當(dāng)需要移動(dòng)自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的位置時(shí)可以調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使底部滾輪下降，底座上升，通過(guò)滾輪滾動(dòng)來(lái)移動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的位置，方便省力，大大節(jié)省了人力物力。主機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)過(guò)計(jì)算，既避免了各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的干涉，又滿足機(jī)器正常工作的剛

25、度要求。 圖3-2 上箱機(jī)構(gòu)固定結(jié)構(gòu) 3.2上箱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.2.1上箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 上箱機(jī)構(gòu)主要由主框架、紙箱后擋板、光杠、滑塊、絲杠、絲母、手輪、軸承、紙箱左右固定板等零件組成，如圖3-3所示。 圖3-3 上箱機(jī)構(gòu)示意圖 3.2.2 上箱機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程 上箱機(jī)構(gòu)主框架上裝有紙箱左右擋板，擋板固定紙箱，防止紙箱翻倒。上箱機(jī)構(gòu)底板上傾，與水平面成30夾角。光杠滑塊上裝有紙箱后擋板，既可以固定紙箱，防止紙箱后傾，又可以依靠自身重力下滑推動(dòng)紙箱進(jìn)給。當(dāng)在紙箱擋板中放入紙箱后，紙箱被固定。真空吸箱機(jī)構(gòu)吸取一個(gè)紙箱之后，由于紙箱和后擋板的重力下滑自動(dòng)完成紙箱進(jìn)

26、給。當(dāng)紙箱運(yùn)動(dòng)到延伸板后，由于延伸板水平且主機(jī)架對(duì)應(yīng)位置裝有成型裝置，紙箱靜止不動(dòng)。整個(gè)機(jī)構(gòu)完全依靠紙箱板與后擋板機(jī)構(gòu)的自重完成自動(dòng)進(jìn)給，既節(jié)省了成本又安全可靠。 3.2.3 自動(dòng)下滑機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)以往的儲(chǔ)料方式多為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，每次的進(jìn)給量一定。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于各個(gè)廠商所使用的紙箱板材質(zhì)，尺寸各不相同，導(dǎo)致機(jī)器工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)送料不到位或送過(guò)料等問(wèn)題。而采用自動(dòng)下滑機(jī)構(gòu)，不僅可以保證每次紙箱的進(jìn)給位置合適，還無(wú)需添加外力驅(qū)動(dòng)，節(jié)省了能源與成本。 3.3 真空吸箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.1真空吸箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 真空吸箱機(jī)構(gòu)由氣缸、滑塊、光桿、固定座、支架、氣動(dòng)吸盤、等零

27、件組裝而成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-4所示。 圖3-4 真空吸箱結(jié)構(gòu)示意圖 3.3.2真空吸箱機(jī)構(gòu)的工作原理 真空吸箱機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)吸盤固定在豎直板上，豎直板固定在支架上，支架固定在光杠滑塊上，從而可以在驅(qū)動(dòng)力作用下做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。氣缸通過(guò)曲柄驅(qū)動(dòng)支架向前移動(dòng)，到達(dá)紙箱處氣動(dòng)吸盤吸取一個(gè)紙箱。氣缸桿回縮，驅(qū)動(dòng)支架向后運(yùn)動(dòng)，在向后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙板碰到紙箱成型機(jī)構(gòu)，在吸盤吸力與成型裝置阻力的作用下展開(kāi)成紙箱。最終停留在折邊機(jī)構(gòu)的上方。通過(guò)對(duì)絲杠的應(yīng)用，使真空吸箱機(jī)構(gòu)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)整氣動(dòng)吸盤的停留位置，從而使紙箱能準(zhǔn)確的停留在紙箱折邊機(jī)構(gòu)的上方。 3.3.3 動(dòng)力的選擇 動(dòng)力的主要

28、作用是驅(qū)動(dòng)滑塊在光杠上做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，可以選擇氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓動(dòng)力。雖然液壓動(dòng)力可以驅(qū)動(dòng)滑塊在光杠上做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，但是由于液壓動(dòng)力速度過(guò)于緩慢，不能夠滿足本課題中開(kāi)箱機(jī)的開(kāi)箱速度，所以不選擇液壓動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要不足之處在于：電動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于其他兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，更加容易發(fā)生故障。并且由于機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，對(duì)開(kāi)箱機(jī)維護(hù)人員的技術(shù)要求相對(duì)較高。電動(dòng)機(jī)雖然能提供驅(qū)動(dòng)力，但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高需要配合減速機(jī)構(gòu)。并且電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下的取料機(jī)構(gòu)剛性過(guò)大，如果發(fā)生紙箱脫落或者成型的紙箱未被及時(shí)推走容易產(chǎn)生破壞。 氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式?；钊竭\(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)，適

29、用于要求有較大推力的場(chǎng)合，薄膜式行程較短，只能直接帶動(dòng)閥桿。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出推力大，動(dòng)作平穩(wěn)可靠。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：移動(dòng)速度快，但當(dāng)負(fù)載增加時(shí)移動(dòng)速度會(huì)變慢，檢查維修簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好，輸出功率較大，使用安全。氣動(dòng)執(zhí)行器的工作介質(zhì)是空氣，節(jié)省成本，排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境。綜上所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)采用活塞式氣缸驅(qū)動(dòng)。 相比電動(dòng)執(zhí)行器，氣缸可在惡劣條件下可靠地工作，且操作簡(jiǎn)單，基本可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。氣缸擅長(zhǎng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，尤其適于工業(yè)自動(dòng)化中最多的傳送要求如工件的直線搬運(yùn)。而且，僅僅調(diào)節(jié)安裝在氣缸兩側(cè)的單向節(jié)流閥就可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制，也成為氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大的特征和優(yōu)勢(shì)。 3

30、.3.4 氣缸的選型 （1） 氣缸作用力的大?。焊鶕?jù)工作所需要的驅(qū)動(dòng)力大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力，由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作。缸徑選大了，不僅使設(shè)備笨重，成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。氣缸理論出力的計(jì)算公式見(jiàn)式3-1： 公式3-1 ——?dú)飧桌碚撦敵隽Γ╧gf) ——?dú)飧赘讖剑╩m） ——工作壓力（kgf/mm） （2） 氣缸行程的長(zhǎng)短：氣缸的行程與使用場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程比有關(guān)，不同的安裝形式其缸徑的行程比不同，如圖3-5所示。根據(jù)使用場(chǎng)合的實(shí)際行程來(lái)驗(yàn)算一下活塞

31、桿的強(qiáng)度是否產(chǎn)生縱向彎曲。 圖3-5 氣缸安裝形式 (3) 氣缸的空氣消耗量計(jì)算公式如式3-2所示： 公式3-2 ——每厘米行程空氣消耗量(L/cm) ——活塞或活塞桿直徑(mm) ——?dú)飧仔谐蹋╩m） ——操作壓力（kgf/cm） （4） 真空吸箱機(jī)構(gòu)氣缸選型：已知?dú)飧姿?qū)動(dòng)的滑塊總位移為650mm，根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)可以求得所需驅(qū)動(dòng)氣缸的行程為250mm，所需氣缸的缸徑為50mm，故選用的氣缸型號(hào)為：CA2L50-250S。氣缸型號(hào)的表示方法如圖3-6所示： 圖3-6 氣缸型號(hào)表示

32、 3.3.5真空吸盤的選型 真空吸盤，又稱為真空吊具，是真空設(shè)備執(zhí)行器之一。一般來(lái)說(shuō)，利用真空吸盤抓取制品是最為廉價(jià)的一種方法。真空吸盤品種多樣，橡膠制成的吸盤可以在高溫的環(huán)境下進(jìn)行操作；由硅橡膠所制成的吸盤非常適用于抓住表面粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)使用中，如果要求吸盤具有耐油性，則可以考慮使用聚氨酯、丁腈橡膠或含乙烯基的聚合物等材料來(lái)制造吸盤。通常，為避免制品的表面被劃傷，最好選擇由丁腈橡膠或硅橡膠制成的帶有波紋管的吸盤，吸盤材料采用丁腈橡膠制造，具有較大的扯斷力，因而廣泛應(yīng)用于各種真空吸持設(shè)備上。由于的特殊結(jié)構(gòu)。當(dāng)抽走或者稀薄密閉空間里面的空氣時(shí)，與被

33、吸吊物接觸后會(huì)形成一個(gè)暫時(shí)性的密封空間。通過(guò)氣動(dòng)管路或者一定的裝置。密閉空間里面的氣壓就低于外界的大氣壓力，于是吸盤內(nèi)外的壓力差產(chǎn)生，外面的大氣壓就會(huì)把物體和真空吸盤牢牢地?cái)D壓在一起。這樣，真空吸盤吸取物品運(yùn)動(dòng)至目的地后，把密閉空間和外面的大氣壓聯(lián)通，真空吸盤就與物體分離開(kāi)了。真空吸盤具有操作速度快、安全不會(huì)損壞物品、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。 真空吸盤的直徑計(jì)算公式如式3-3所示。 公式3-3 ——吸盤的直徑(mm) ——吸取工件的質(zhì)量(kg) ——安全系數(shù) ——吸盤的個(gè)數(shù) ——真空壓力(kpa) 真空吸盤的工作方式一般分為水平起吊與垂直起吊兩種。當(dāng)真空吸盤水平起吊時(shí)安全

34、系數(shù)為4，當(dāng)真空吸盤垂直起吊時(shí)安全系數(shù)為8。真空吸盤的兩種工作方式如圖3-7所示。 圖3-7 真空吸盤工作方式 考慮到吸盤吸附工件的可吸附尺寸面時(shí)，所選的吸盤直徑應(yīng)設(shè)定為略大于根據(jù)公式3-3所得出的所需吸盤直徑。因?yàn)槲P在吸附工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形，所以吸盤的外徑大小一般應(yīng)該增大10%左右。最終計(jì)算得本機(jī)構(gòu)采用4個(gè)吸盤，吸盤的材料為丁腈橡膠。吸盤的直徑為60mm。 3.4搖臂輸箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 搖臂輸箱機(jī)構(gòu)由搖臂、推桿、支架、絲杠、光杠、氣缸、手輪、支撐板等零件組裝而成。搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-7所示。 圖3-7 搖臂輸箱結(jié)構(gòu)示意圖

35、3.4.2搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的工作原理 搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的推桿和搖臂通過(guò)底板固定在光杠滑塊上，氣缸驅(qū)動(dòng)滑塊在光杠上做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，從而可以將已經(jīng)成型的紙箱推入紙箱導(dǎo)軌。氣缸安裝方式采用軸向腳座型。由于紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的尺寸柔性可調(diào)，導(dǎo)致氣缸的行程需要根紙箱的尺寸而改變。如果更換一種尺寸的紙箱就更換一次氣缸的話工作過(guò)程過(guò)于繁瑣，不僅困難難以執(zhí)行此種方法，而且會(huì)由于更換氣缸使機(jī)器停止運(yùn)動(dòng)，大大降低了生產(chǎn)效率。而且紙箱的尺寸在一個(gè)范圍內(nèi)柔性可調(diào)，這就導(dǎo)致不可能備用過(guò)多氣缸，此種方法不可行。本機(jī)構(gòu)中可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與絲母相連的固定板左右移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的位置。氣缸的行程保持不變，通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸

36、的位置來(lái)適應(yīng)不同尺寸的紙箱。此機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在氣缸選型確定的情況下通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的位置，從而適應(yīng)了不同尺寸的紙箱，簡(jiǎn)單容易操作。 3.4.3動(dòng)力選擇與氣缸選型 搖臂輸箱機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力主要作用是通過(guò)滑塊驅(qū)動(dòng)推桿與搖臂將成型好的紙箱推入紙箱導(dǎo)軌。液壓動(dòng)力雖然能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)和后退，但是液壓動(dòng)力的速度過(guò)于緩慢，不能滿足開(kāi)箱機(jī)開(kāi)箱的速度要求，固不采用液壓動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要不足之處在于：電動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于其他兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，更加容易發(fā)生故障。并且由于機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，對(duì)開(kāi)箱機(jī)維護(hù)人員的技術(shù)要求相對(duì)較高。電動(dòng)機(jī)雖然能提供驅(qū)動(dòng)力，但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高需要配合減速機(jī)構(gòu)。并且電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下的取料機(jī)構(gòu)剛性過(guò)大，容

37、易發(fā)生損壞。 氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式?；钊竭\(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)，適用于要求有較大推力的場(chǎng)合，薄膜式行程較短，只能直接帶動(dòng)閥桿。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出推力大，動(dòng)作平穩(wěn)可靠。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：移動(dòng)速度快，但當(dāng)負(fù)載增加時(shí)移動(dòng)速度會(huì)變慢，檢查維修簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好，輸出功率較大，使用安全。氣動(dòng)執(zhí)行器的工作介質(zhì)是空氣，節(jié)省成本，排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境。綜上所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)采用活塞式氣缸驅(qū)動(dòng)。 與真空吸箱機(jī)構(gòu)中氣缸的選型計(jì)算方法相同，最終搖臂輸箱機(jī)構(gòu)中選定的氣缸型號(hào)為：CDM2B32-250A。 3.5紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1紙箱前蓋折

38、邊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)由氣缸、齒條、齒輪、固定板、軸、拍擊板等零件組裝而成。紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-8所示。 圖3-8 紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)示意圖 3.5.2紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)的工作原理 紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)采用氣缸驅(qū)動(dòng)的工作方式，氣缸驅(qū)動(dòng)齒條做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，齒條與齒輪相互嚙合，齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與齒輪連接的軸做鐘擺式轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒輪軸連接的拍擊板同時(shí)做鐘擺式轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)拍擊板向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)折疊紙箱的前蓋。紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)固定板固定在搖臂輸箱機(jī)構(gòu)氣缸固定板上，可以通過(guò)手輪旋轉(zhuǎn)調(diào)整其位置。 3.5.3動(dòng)力選擇與氣缸選型 紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力選擇原則與搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的

39、動(dòng)力選擇原則相同。氣缸的選型計(jì)算方法與搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的氣缸選型計(jì)算方法相同。最終紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)選擇的氣缸型號(hào)為：CDM2B40-30A。 3.6紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu) 3.6.1紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成 紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)由氣缸、支架，底座，軸、固定座等零件組裝而成。紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-9所示。 圖3-9 紙箱側(cè)蓋折邊結(jié)構(gòu)示意圖 3.6.2紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)的工作原理 紙箱折前蓋和折后蓋機(jī)構(gòu)同時(shí)將紙箱的前蓋與后蓋折好，將信息傳給紙箱折側(cè)蓋機(jī)構(gòu)。紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)為固定座上固定軸承座，左、右折側(cè)蓋打擊桿與軸承座鉸接，左、右側(cè)蓋打擊桿與氣缸端軸鉸接。當(dāng)折前蓋和折后蓋完成以后，紙

40、箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)的氣缸同時(shí)延伸帶動(dòng)曲拐向上回轉(zhuǎn)完成折側(cè)蓋動(dòng)作。同時(shí)將折蓋折好的紙箱抬高。 3.6.3動(dòng)力選擇與氣缸選型 與真空吸箱機(jī)構(gòu)，搖臂輸箱機(jī)構(gòu)的動(dòng)力選擇原則相同，在此機(jī)構(gòu)中，同樣選擇氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)需要通過(guò)曲拐的位移來(lái)計(jì)算出氣缸的行程。紙箱曲拐與氣缸的連接形式如圖3-10所示。氣缸正行程示意圖如圖3-11所示。氣缸回程示意圖如圖3-12所示。 圖3-10 氣缸與曲拐連接圖 圖3-11 氣缸正行程示意圖 圖3-12 氣缸回程示意圖 當(dāng)氣缸向外延伸的時(shí)候推動(dòng)曲拐向上轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)紙箱的底部，從而將紙箱的側(cè)蓋折好。當(dāng)紙箱的側(cè)蓋折好

41、后，氣缸回收，帶動(dòng)曲拐向下回轉(zhuǎn)。先設(shè)計(jì)出曲拐的長(zhǎng)度和其鉸鏈連接部分相對(duì)于氣缸固定部分的距離，然后根據(jù)平面機(jī)構(gòu)的繪圖方法通過(guò)作圖法求得氣缸的位移。本課題中通過(guò)計(jì)算得到氣缸的行程為150mm，所以選取的氣缸型號(hào)為：CDM2B30-150A。 3.7紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu) 3.7.1紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)由電機(jī)、皮帶、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、軸、絲杠、手輪、支架、板材等零件組裝而成。紙箱導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)如圖3-13所示。 圖3-13 紙箱導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖 3.7.2紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的工作原理 紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)分為左右對(duì)稱的兩個(gè)部分，左右兩個(gè)部分分別通過(guò)絲母連接在絲杠上，絲杠分為旋向相反的兩個(gè)部分，分別與絲

42、母螺紋連接。當(dāng)旋轉(zhuǎn)手輪，可以使左右兩個(gè)部分同時(shí)向中間移動(dòng)或者同時(shí)向兩邊移動(dòng)，從而保證了在調(diào)節(jié)紙箱尺寸的時(shí)候紙箱的中心位置不變。 左右兩個(gè)部分都依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)軸帶動(dòng)主動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)摩擦力使紙箱向前運(yùn)動(dòng)。 3.7.3動(dòng)力選擇與選型計(jì)算 紙箱導(dǎo)軌動(dòng)力主要作用是通過(guò)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而使皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，所以應(yīng)選用電動(dòng)機(jī)。但是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能過(guò)高，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致皮帶不能帶動(dòng)紙箱前行。 電機(jī)選用GPG單相異步電機(jī)，電機(jī)型號(hào)為：CV18-100W-3/10A。減速電機(jī)型號(hào)說(shuō)明如圖3-14所示。 圖3-14 電機(jī)型號(hào)說(shuō)明 3.8壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)

43、 3.8.1壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)主要由壓板、支架、擋板、撞桿、絲杠、光杠、底座、壓板連接件、鏈輪、手輪等零件組裝而成。壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-15所示。 圖3-15 壓實(shí)撞桿結(jié)構(gòu)示意圖 3.8.2壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)工作原理 壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)固定底座固定在主機(jī)架的兩個(gè)支撐架上，壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)的下方為紙箱導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與紙箱膠帶封底裝置。壓板的邊緣有一定的傾斜角，大大減少了紙箱通過(guò)時(shí)受到的阻力。 壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)的主要作用為壓實(shí)紙箱，使紙箱在膠帶封底裝置中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)因?yàn)榍昂笊w和側(cè)蓋的翻轉(zhuǎn)而抬高，使紙箱在封膠帶的過(guò)程中更加平穩(wěn)。壓實(shí)撞桿可以保證紙箱的底部平整，壓實(shí)撞

44、桿機(jī)構(gòu)的撞桿壓板通過(guò)連接板與絲杠絲母、光杠滑塊相連，由此可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪而使撞桿壓板上下移動(dòng)，從而可以配合不同高度的紙箱。 3.9封箱及后蓋折邊機(jī)構(gòu) 3.9.1封箱及后蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 封箱裝置及紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)主要由氣缸、拍擊板、齒輪、齒條、滾筒、彈簧、擋板、軸、鋸齒形件、底座、曲柄等零件組裝而成。封箱裝置及紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-16所示。 圖3-16 封箱裝置及后蓋折邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 3.9.2封箱及后蓋折邊機(jī)構(gòu)工作原理 封箱裝置及紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)分為紙箱封箱機(jī)構(gòu)和紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)與紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作，原理相同。氣缸帶動(dòng)

45、齒條做直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)拍擊板轉(zhuǎn)動(dòng)，使紙箱后蓋折疊。 紙箱封箱機(jī)構(gòu)的主要作用是將前后蓋和側(cè)蓋折好的紙箱用膠帶密封。當(dāng)前后蓋與側(cè)蓋折好的紙箱在皮帶的摩擦力作用下前進(jìn)時(shí)，由于封箱裝置上方有壓實(shí)撞桿，所以紙箱牢固的將前滾筒壓低，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在前滾筒的膠帶頂端粘貼在紙箱上。紙箱繼續(xù)前行，前滾筒通過(guò)曲柄帶動(dòng)后滾筒，兩個(gè)滾筒同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，與后滾筒連接的彈簧被拉伸。紙箱在前進(jìn)的過(guò)程中同時(shí)將鋸齒形件的連接件壓低。與鋸齒形件連接件連接的彈簧被拉伸。當(dāng)紙箱越過(guò)鋸齒形件連接件的時(shí)候，鋸齒形件連接件在彈簧的作用下向上轉(zhuǎn)動(dòng)，鋸齒形件由于小彈簧的作用先與鋸齒形件連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，

46、從而可以切斷膠帶。當(dāng)紙箱越過(guò)后滾筒，與后滾筒連接的彈簧要恢復(fù)原形而收縮，從而帶動(dòng)后滾筒向上轉(zhuǎn)動(dòng)，將紙箱底部膠帶的后半部分壓實(shí)。同時(shí)后滾筒通過(guò)曲柄帶動(dòng)前滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，故而當(dāng)紙箱穿過(guò)密封裝置封好膠帶后，整個(gè)裝置可以自動(dòng)還原。 膠帶的安裝形式如圖3-17所示中紅色部分。 圖3-17 膠帶安裝示意圖 后蓋折邊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-18所示。 圖3-18 紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu) 膠帶封底部分的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-19所示。膠帶封底裝置的封膠帶過(guò)程完全自動(dòng)化，膠帶的剪斷機(jī)構(gòu)如圖3-20所示。 圖3-19膠帶封底裝置 圖3-20 膠帶剪斷機(jī)構(gòu) 3.10紙箱成型裝置 3.10.

47、1紙箱成型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 紙箱成型裝置主要由手閥、滑塊、鎖緊件、支架、焊板等零件組裝而成。紙箱成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-21所示。 圖3-21 紙箱成裝置結(jié)構(gòu)示意圖 3.10.2紙箱成型裝置主要工作原理 紙箱成型裝置通過(guò)焊板連接在壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)上，通過(guò)調(diào)節(jié)壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)的高度同時(shí)調(diào)節(jié)了紙箱成型裝置的高度，以適應(yīng)不同高度的紙箱。當(dāng)紙箱在真空吸盤吸力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)成型裝置時(shí)受到成型件的阻力，從而紙箱板逐漸展開(kāi)成紙箱。 通過(guò)手閥的松緊可以調(diào)節(jié)滑塊與支架連接的緊密程度，從而調(diào)節(jié)滑塊的位置以適應(yīng)不同寬度的紙箱。 3.11本章小結(jié) 本章主要介紹了紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)方案

48、、結(jié)構(gòu)組成、工作原理；介紹了各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)力的選擇原則以及氣缸、電機(jī)、真空吸盤的選型與計(jì)算；介紹了機(jī)構(gòu)改進(jìn)方案的優(yōu)點(diǎn)以及以往采取的方案的缺點(diǎn)。 第4章 重要零部件的校核 4.1齒輪軸的校核 在紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)與紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)中，由于兩個(gè)機(jī)構(gòu)中所用的氣缸齒輪選型相同，并且所選用的齒輪軸均為直徑為15mm的軸。在紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)與紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)中兩個(gè)齒輪軸的受力相似，差別不大，故以紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)中的齒輪軸為例進(jìn)行校核。 齒輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-1所示。 圖4-1齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖 齒輪軸材料選用45鋼調(diào)制處理 4

49、.1.1計(jì)算齒輪受力 圓周力 徑向力 法向力 4.1.2齒輪軸受力圖 計(jì)算支撐反力 水平面反力 垂直面反力 水平面受力圖如圖4-2所示。 圖4-2 水平面受力圖 垂直面受力圖如圖4-3所示。 圖4-3 垂直面受力圖 水平面彎矩圖如圖4-4所示。 圖4-4 水平面彎矩圖 垂直面彎矩圖如圖4-5所示。 圖4-5 垂直面彎矩圖 合成彎矩 軸受轉(zhuǎn)

50、矩如圖4-6所示。 圖4-6 轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 4.1.3許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 應(yīng)力校正系數(shù) 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 當(dāng)量彎矩 4.1.4校核軸徑 軸徑 4.2滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 本課題所選用的軸承為深溝球軸承：GB276-94型號(hào)16001。軸承的示意圖如圖4-7所示。 圖4-7 軸承 壽命計(jì)算 折算系數(shù) 沖擊載

51、荷系數(shù) 當(dāng)量載荷 動(dòng)載荷 基本額定動(dòng)載荷 選用16001型號(hào)的深溝球軸承可以滿足壽命要求。 4.3本章小結(jié) 本章對(duì)紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的主要零件齒輪軸、軸承進(jìn)行了校核。并且通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了機(jī)器的穩(wěn)定性。 第5章 開(kāi)箱機(jī)的使用 5.1開(kāi)箱機(jī)的注意事項(xiàng) 商品經(jīng)濟(jì)時(shí)代的快速到來(lái)，加快了我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展，為滿足現(xiàn)代化社會(huì)快

52、速發(fā)展的需求，各種新型的包裝設(shè)備不斷脫穎而出。自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)設(shè)備是現(xiàn)代化紙箱成型技術(shù)的領(lǐng)軍設(shè)備，不僅為更多的商品生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)更多的服務(wù)，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力之外，也加快了我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)步的步伐。自動(dòng)化程度的提高除了提高企業(yè)的的生產(chǎn)效率之外，也增加了機(jī)器設(shè)備的日常工作能力，高強(qiáng)度的工作給機(jī)器設(shè)備本來(lái)帶來(lái)了嚴(yán)重的消耗。因此，日常保養(yǎng)對(duì)延長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的使用壽命至關(guān)重要。 首先，要想保障自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)能夠無(wú)阻礙的工作，雜質(zhì)過(guò)濾器的清洗工作很重要。專家建議是1-2個(gè)月進(jìn)行清洗一次。針對(duì)不同的包裝產(chǎn)品，清洗的時(shí)間應(yīng)該不同。對(duì)于碎片狀物體的包裝清洗的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免影響機(jī)器本身的使用性能。另外，對(duì)于開(kāi)箱機(jī)的感應(yīng)

53、器等靈敏部件要定期檢查。紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)安裝有多個(gè)傳感器與繼電器，避免碰觸損壞。 操作自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的時(shí)候應(yīng)該注意安全。自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)在研發(fā)初期即將安全列為研發(fā)的重點(diǎn)注意事項(xiàng)之一。加強(qiáng)開(kāi)箱機(jī)的防護(hù)措施也是研發(fā)的重要內(nèi)容。雖然自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的安全隱患比較低，但是操作人員還是應(yīng)該具備責(zé)任，細(xì)致，謹(jǐn)慎的品質(zhì)。 5.2使用說(shuō)明 在操作過(guò)程中，身體不可以位于機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)位置；在停機(jī)狀態(tài)下的所有動(dòng)作包括維修保養(yǎng)換帶等務(wù)必關(guān)閉電源；維修保養(yǎng)人員在維修保養(yǎng)自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)之前必須詳細(xì)閱讀自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的使用操作說(shuō)明。 5.3一般性故障及排除方法 故障一：開(kāi)箱機(jī)不能正常啟動(dòng) 原因及排除方法：（1）電源沒(méi)有正常接入， 檢查并

54、接通電源。 （2）急停按鈕沒(méi)有復(fù)位， 將急停按鈕復(fù)位。 （3）開(kāi)啟按鈕失靈， 更換新產(chǎn)品。 （4）安全門沒(méi)有全部閉合，將安全門重新閉合。 故障二：吸盤故障 原因及排除方法：（1）吸盤損壞或氣壓不足，更換新產(chǎn)品或調(diào)整氣壓大小。 5.4膠帶封底裝置工作異常 故障一：膠帶切不斷 原因及排除方法：刀片已不鋒利或膠帶膜卡住刀尖 更換刀片或擦干凈刀片及上油 故障二：膠帶已切斷但拖一節(jié)或刀座被卡住 原因及排除方法：動(dòng)作不靈活或彈簧不夠緊

55、 檢查貼帶器各部分零件或調(diào)解彈簧彈力 故障三：膠帶未貼合箱面 原因及排除方法：主拉簧太松或后輪反彈速度無(wú)法與皮帶速度吻合 適度鎖緊主拉簧螺絲 故障四：紙箱走至中間卡主不動(dòng) 原因及排除方法：主拉簧太緊或前輪陷在中間 適度放松膠帶輪主拉簧 故障五：膠帶易脫落 原因及排除方法：?jiǎn)蜗驖L輪失去效能 更換新單向滾輪 5.5本章小結(jié) 本章主要介紹了自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的注意事項(xiàng)與使用方法；還介紹了自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)常見(jiàn)的故障及其原因與排除方法。 結(jié)論 本文首先介

56、紹了瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的背景，國(guó)內(nèi)外瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)發(fā)展水平的現(xiàn)狀，以及現(xiàn)有的自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)存在的一些問(wèn)題。本課題的題目為紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為使設(shè)計(jì)過(guò)程更加簡(jiǎn)便清楚，故而將瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)分為主機(jī)架、上箱機(jī)構(gòu)、真空吸箱機(jī)構(gòu)、搖臂輸箱機(jī)構(gòu)、紙箱成型裝置、紙箱前蓋折邊機(jī)構(gòu)、紙箱導(dǎo)軌、紙箱側(cè)蓋折邊機(jī)構(gòu)、膠帶封底及紙箱后蓋折邊機(jī)構(gòu)、壓實(shí)撞桿機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)每個(gè)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終組裝在主機(jī)架上，完成對(duì)瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有機(jī)構(gòu)的主要作用，了解所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)所要實(shí)現(xiàn)的功能；所有零件的設(shè)計(jì)；氣缸、電機(jī)、軸承等標(biāo)準(zhǔn)件的選型計(jì)算與校核。其中零件的設(shè)計(jì)包括尺寸與形狀的設(shè)計(jì)

57、，還需考慮每個(gè)機(jī)構(gòu)的總體尺寸，避免在最終組裝在主機(jī)架的過(guò)程中發(fā)生干涉。 此次設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有上箱機(jī)構(gòu)采用重力下滑機(jī)構(gòu)，上箱機(jī)構(gòu)底板與水平面成30角，從而可以依靠紙箱與擋板的重力自動(dòng)完成進(jìn)給，而無(wú)需其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。采用氣缸驅(qū)動(dòng)取料機(jī)構(gòu)，大大加快了取料速度，提高了生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)了有四個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)曲拐組成的紙箱折側(cè)蓋機(jī)構(gòu)，避免了上下蓋折入時(shí)會(huì)發(fā)生末端上下重疊而無(wú)法平整的現(xiàn)象?？侩姍C(jī)帶動(dòng)皮帶，依靠皮帶的摩擦力驅(qū)動(dòng)紙箱前進(jìn)。 最后對(duì)齒輪軸，滾動(dòng)軸承等重要零部件進(jìn)行校核。沒(méi)有問(wèn)題后將各個(gè)機(jī)構(gòu)組裝在主機(jī)架上，完成瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)仿真，各個(gè)機(jī)構(gòu)均能正常工作，并且在主機(jī)架

58、上各個(gè)機(jī)構(gòu)之間無(wú)干涉現(xiàn)象。從而順利完成對(duì)瓦楞紙箱自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1]程光仁，施祖康.滾珠絲杠副設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987:23-24. [2]饒振綱，王勇衛(wèi).滾珠絲杠副及自鎖裝置.北京：國(guó)防工業(yè)出版,1990:30-32. [3]肖正義.滾珠絲杠副的發(fā)展趨勢(shì).制造技術(shù)與機(jī)床，2000:11-13. [4]東北工學(xué)院《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)/中冊(cè). 東北：冶金工業(yè)出版社，1982. [5]汪愷.機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)/第二卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997. [

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62、誠(chéng)摯的感謝我的畢設(shè)指導(dǎo)老師蓋玉先老師。蓋老師在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)、審查、修改我的論文。在設(shè)計(jì)過(guò)程中蓋老師幫我分析了設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)我各個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。蓋老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。同時(shí)也感謝王延伸老師與劉會(huì)英老師的幫助。在實(shí)驗(yàn)室中，正是三位老師的指導(dǎo)幫助，使我可以順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 本論文是在指導(dǎo)老師蓋玉先老師與王延伸老師和劉會(huì)英老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向蓋玉先導(dǎo)師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在此感謝蓋玉先老師、王延伸老師、劉會(huì)英老師、李哲老師、陳軍老師、王瑞老師、姜雪老師的指導(dǎo)和幫助；感謝新北洋聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們的幫助；在此表示深深的感謝。沒(méi)有他們的幫助和支持是沒(méi)有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長(zhǎng)存。