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    淺析進(jìn)出瓶螺旋桿的材料和結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求

    2016-05-14 09:14:37彭志榮
    關(guān)鍵詞:數(shù)控加工

    彭志榮

    摘 要:該文主要介紹包裝機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)線關(guān)鍵零件進(jìn)、出瓶螺旋桿的概念及應(yīng)用,該文作為此系列之一主要探討:(1)淺析其結(jié)構(gòu)、材料要求,螺旋桿設(shè)計(jì)要求。另外,其他系列之后將探討;(2)螺旋線的設(shè)計(jì);(3)利用多軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行該零件數(shù)控加工的方法以及數(shù)控程序的編寫(xiě)。

    關(guān)鍵詞:螺旋桿 數(shù)控加工 灌裝機(jī)械 數(shù)控加工

    中圖分類號(hào):TH132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)02(c)-0080-02

    當(dāng)你在朋友聚會(huì)的時(shí)候享用啤酒、鮮美的果汁,在日常生活中使用灌裝日用品的時(shí)候,你可曾想過(guò)這些產(chǎn)品是如何生產(chǎn)出來(lái)的呢?

    現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中,隨著消費(fèi)的繁榮,在日用品、食品、藥品、化妝品和其他行業(yè)中,都需要企業(yè)運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)力,創(chuàng)造更多的利益,皮帶流水線就可定量和順利地輸送生產(chǎn)物料。特別是在后包裝生產(chǎn)線上,皮帶流水線可以順利安全地輸送瓶子(圓形瓶或異型截面瓶)等物品。并將瓶子和罐子按列依次導(dǎo)入貼標(biāo)機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械中,以完成貼標(biāo)和套標(biāo)、清洗、干燥等一系列的生產(chǎn)工藝。

    如何保證瓶子或罐子在皮帶流水線上有序進(jìn)入各種包裝機(jī)械中呢?這里就需要一個(gè)重要的裝置:進(jìn)、出瓶螺旋桿(以下簡(jiǎn)稱螺桿)。(見(jiàn)圖1)

    螺旋輸送機(jī)的進(jìn)、出瓶螺旋桿:它是經(jīng)過(guò)輸送設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的等速輸送轉(zhuǎn)動(dòng),再將輸送裝置所輸送的瓶子物料等通過(guò)星型撥輪導(dǎo)入螺旋輸送機(jī)槽內(nèi),使得物料或者瓶子能夠在螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)的推動(dòng)傳送下進(jìn)行作業(yè)。并且瓶子也會(huì)在前進(jìn)的過(guò)程中,被螺旋輸送機(jī)槽分隔成兩列以及多列輸送,然后就會(huì)到達(dá)螺旋輸送機(jī)槽的出口端。由于該螺桿的重要性,下面對(duì)其進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的介紹。

    1 螺桿的材料要求

    該螺桿是食品、藥品等罐裝生產(chǎn)線上使用的核心零件。由于其推瓶數(shù)量大、易于磨損,所推的瓶子是玻璃制品易碎的特點(diǎn),要求其推瓶時(shí)應(yīng)盡量減少?zèng)_擊,所以螺桿應(yīng)具有高耐磨性、高強(qiáng)度、自潤(rùn)滑性、無(wú)內(nèi)應(yīng)力、無(wú)蹺曲變形、易于加工更換等特點(diǎn)。并通常采用工程塑料、黑色含油尼龍制成。

    2 螺桿的結(jié)構(gòu)要求

    螺旋輸送機(jī)都設(shè)有推瓶螺桿,其在后包裝生產(chǎn)過(guò)程中的作用非常重要,為了進(jìn)一步保證推動(dòng)瓶子的順利和穩(wěn)定性,對(duì)螺桿還要有結(jié)構(gòu)上的特殊要求。

    要達(dá)到定距分隔定時(shí)供給的工藝要求,這條螺桿必須滿足以下幾個(gè)條件:(1)容器沿進(jìn)瓶螺旋桿前進(jìn)時(shí)應(yīng)平穩(wěn);(2)進(jìn)瓶端把容器順暢導(dǎo)入螺旋槽;(3)出瓶端容器與星形撥輪能夠順利銜接。

    3 螺桿的設(shè)計(jì)要求

    根據(jù)結(jié)構(gòu)要求,對(duì)螺旋桿有以下設(shè)計(jì)要求。

    瓶子進(jìn)入螺旋輸送機(jī)和螺桿接觸時(shí)以及前進(jìn)時(shí)根據(jù)要求無(wú)沖擊,來(lái)保證產(chǎn)品的完整性和安全性。因此,在實(shí)際使用中,根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不同,適用場(chǎng)合有低速輕載至高速重載的各種情況。瓶子前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律體現(xiàn)在螺旋線的設(shè)計(jì)上,需要將螺桿設(shè)計(jì)成為按某種曲線規(guī)律變化的加速度段,根據(jù)(表1)運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖表,在螺旋線的設(shè)計(jì)中,通常采用柔性沖擊或無(wú)沖擊的設(shè)計(jì),避免剛性沖擊。

    例如:擺線正弦加速度的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在容器行程的始末加速度都為0,無(wú)沖擊,適用于高速輕載的場(chǎng)合,這種設(shè)計(jì)能夠適用于螺桿在啟動(dòng)階段平穩(wěn)輸送,在大多數(shù)灌裝生產(chǎn)線上都適用;余弦加速度的運(yùn)動(dòng)規(guī)律能保障螺桿在進(jìn)行最大的加速度的運(yùn)行時(shí),扭矩比較小,柔性沖擊,相對(duì)的啟動(dòng)較為平穩(wěn),適用于中速中載,也符合很多中、低速的輸送和灌裝要求。

    關(guān)于輸送線設(shè)備的螺桿的工藝,通??梢园崖輻U分成三段式組合螺桿(即對(duì)螺桿的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)),也就是:等速段即等螺距,瓶子的進(jìn)口端;變速段,輸送物料的中間過(guò)渡段;再經(jīng)過(guò)等加速段,出口端與星形拔輪的方式來(lái)進(jìn)行街接。當(dāng)然各生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)如果有特別的要求,還可以根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)工藝目的,對(duì)輸送線進(jìn)瓶螺桿進(jìn)行其他形式的螺桿旋輸送線路組合。

    進(jìn)口端:當(dāng)生產(chǎn)輸送作業(yè)進(jìn)行作業(yè)的供送過(guò)程中,進(jìn)口端采取等螺桿距更加有利于使容器能夠平穩(wěn)進(jìn)入,從而更好地減輕了陡振的現(xiàn)象,為了在制作加工及容器進(jìn)入的方便,還常把進(jìn)口端設(shè)計(jì)錐形,錐形長(zhǎng)度為總長(zhǎng)的15%。

    中間過(guò)渡段:為了能夠較好地滿足中間段的功能要求,就需要將螺桿設(shè)計(jì)成為按某種曲線規(guī)律變化的加速度段,這樣就使得輸送線螺桿輸送線上的各個(gè)街接點(diǎn),都有對(duì)應(yīng)相等的螺旋角、速度和加速度,有效地減輕了瓶子以及灌裝中的沖擊力,從而更好地保證了輸送生產(chǎn)的平穩(wěn)連接。

    出口端:而出口端鑒于星形撥輪的節(jié)距一般都大于兩器件接觸時(shí)的中心距,所以要設(shè)計(jì)為變螺距,并以等加速規(guī)律逐漸增大其間距,直到螺距增大到與撥輪節(jié)距相等。

    當(dāng)然,還可以根據(jù)不同企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)輸送要求,來(lái)設(shè)計(jì)出生產(chǎn)企業(yè)所需的輸送線進(jìn)瓶螺桿,但在加工中,曲線越復(fù)雜,其加工難度也越大,普通機(jī)床及經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床不具備加工螺旋桿的功能,普通的數(shù)控機(jī)床也只有加工等變螺距的指令。因此在設(shè)計(jì)時(shí)可以對(duì)螺旋曲線,主要是中低速的螺桿進(jìn)行簡(jiǎn)化,把中間過(guò)渡段直接變?yōu)榈燃铀俣?,去掉?fù)雜的過(guò)渡曲線,而出口的等速段只是末螺距的延長(zhǎng),經(jīng)過(guò)這樣的設(shè)計(jì)加工后,輸送線進(jìn)瓶螺桿就對(duì)容器的平穩(wěn)運(yùn)送沒(méi)有造成很大的影響。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 許成林.包裝機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.

    [2] 劉莉昕,高迎憲.變螺距螺旋線的設(shè)計(jì)方法[J].包裝與食品機(jī)械,1998(6):10-12.

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