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

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)

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