推瓶机设计 机械创新设计.docx

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推瓶机设计机械创新设计

宁波工程学院

机械创新设计专题说明书

项目名称：

推瓶机设计

项目负责人：

所在学院：

机械工程学院

专业年级：

机制094

学号：

手机：

电子邮箱：

项目参与学生人数：

机械创新设计专题课程组制

2012年11月

目录

一．功能要求及其工作原理3

1.1工作原理及工艺动作过程3

1.2原始数据及设计要求3

1.3设计任务3

1.4设计任务主要解决的问题3

二．创新点4

三．主要工作4

四．国内自动打标机的现状4

五.运动方案设计4

5.1运动轨迹分析4

5.2方案选择4

5.3确定方案5

5.4产品的定位5

5.5动力源5

5.6工作循环图5

六．气动原理及控制原理6

6.1气动原理7

6.2控制原理7

6.3.接线图9

七.计算及其分析9

八.心得体会10

九.参考文献10

一．功能要求及其工作原理

1.1工作原理及工艺动作过程

产品自动打标机能实现在产品表面自动打制钢印的要求。

产品由输送带运送到推送头1的前端（如图1所示），然后由推送机构将产品3推送到打印头2的下部，此后打印头2向下运动，与产品上表面接触，完成打印操作。

在打印头退还原位时，推送机构再推送另一产品，并把已打印好的产品推走。

图1自动打标机

1.2原始数据及设计要求

产品尺寸为：

长

宽

高

，生产率为10件/min，要求打印头在与产品接触时，有1秒的停歇时间，以保证在产品上形成清晰的印字。

设打印头在打印过程中对产品的压力为500N。

1.3设计任务

﹙1﹚.拟定打标机和料物的推送运动方案

﹙2﹚.画出打标机工作循环图

﹙3﹚.对打标机和推送机进行尺寸计算

1.4设计任务主要解决的问题

﹙1﹚实现打标机和推送机之间的运动先后关系；

﹙2﹚产品在打标机上的准确定位问

二．创新点

能简单高效的给产品进行自动打印，而且产品在打印过程中定位准确

三．主要工作

1.制定运动方案，选择动力源；2.制定控制系统，并画出相应的控制原理图和接线图；3.对机构的尺寸进行设计，计算，分析；4.画出三维装配图，和相应的二维图；5.完成设计说明书。

四．国内自动打标机的现状

国内自动打标机有激光打标机，气动打标机，金属打标机。

国产激光加工系统的销售额从1991年的1518万元，增至2003年的9.8亿元，13年增长64倍。

激光标刻系统是其中代表产品之一，其在激光加工设备中的比例最高而且正在逐年提高。

气动打标机在中国发展大概算来已有快20年的发展历史了。

从最初的PCI卡到并口在到USB，一路下来经历了翻天覆地的技术革新。

五.运动方案设计

5.1运动轨迹分析：

推送机推料→打印头下降→推送机缩回→打印头上升。

5.2方案选择：

方案一，通过连杆机构，凸轮机构来实现推送和打印；

方案二，通过气缸来实现推送和打印；

考虑到要实现的运动只是简单的伸缩运动，所以才用气缸来实现既方便又经济。

5.3确定方案：

图2气动方案

气缸A的伸缩运动用来实现推送运动。

气缸B的伸缩运动用来实现打印头的上下运动。

当A送料触发末端的行程开关时，气缸B伸出，打印头下降开始打印；当气缸B触发末端的行程开关时，气缸A缩回；当气缸A缩回触发行程开关，气缸B缩回。

5.4产品的定位

产品的定位主要考虑是保证打印头的中心与产品的中心相一致。

这就要考虑x，y两个方向的定位。

X方向的定位，之前设计的方案是气缸推送，所以只要保证气缸的推送速度不是太大，x方向的位置误差就不是很大。

因为气缸推进速度不是很大，气缸能推送的最大距离是一定的，再加上有摩擦力的作用，产品很快会停下。

y方向的定位，产品是通过传送带运送到推送头的前端，所以只要工作台前端有一定的坡度就会起到定位的作用，如图3

图3﹣y方向定位示意图

产品经传送带到达工作台，在传送带的摩擦力的作用下，再加上工作台具有坡度，在自身重力的作用下，起到定位的作用。

5.5选择动力源

打印头在打印过程中对产品的压力为500N，打印头的面积为20cm×20cm，所以压强为Pa=500÷﹙0.2×0.2﹚=12.5kPa。

所以选用漩涡气泵，型号为HG-370，最大正压15Ka，最大负压13Ka。

5.5工作循环图

冲压机构

冲头停止不动

工作行程

冲压停歇

回程

推送机构

推送

产品

回程

图4.工作循环图

图5.产品立体图

、图6.产品三视图

六．气动原理及控制原理

6.1气动原理

要实现的运动目的是气缸A的伸缩运动，气缸B升降运动。

这里考虑使用两位五通控制阀。

气动原理如下图。

图7.气动原理图

当Y1得电，伸缩气缸伸出，推送产品前进；当触发行程开关SQ1时，Y2得电，升降气缸伸出，打印头下降；当触发行程开关SQ2时，Y1失电，伸缩气缸缩回，等待推送下一件产品；当触发行程开关SQ3时，Y2失电，升降缸缩回；当触发行程开关SQ4时，Y1得电，伸缩气缸伸出，这样循环。

6.2.控制原理

控制原理比较简单，只要控制Y1，Y2的得失电，这里的控制用继电器，行程开关。

如下图

图8.控制原理图

要控制Y1，Y2的得失电。

当开关KA1闭合，闭合SB1，KM1得电，KM1常开触点闭合，KM1自锁，Y1得电，此时伸缩气缸伸出；当伸缩气缸伸出触发行程开关SQ1，KM2得电，KM2常开触点闭合，KM2自锁，Y2得电，此时升降气缸下降，打印头打印；当升降气缸下降触发行程开关SQ2，KM3得电，KM3常闭触点断开，KM1失电，Y1失电，伸缩气缸缩回；当伸缩气缸缩回触发行程开关SQ3时，KM4得电，KM4常闭触点断开，KM2失电，YI失电，升降气缸上升；升降气缸上升触发行程开关SQ4，KM1得电，KM1常开触点闭合，KM1自锁，YI得电，这样一直循环下去。

6.3.接线图

根据控制原理图，完成的接线图如下图

图9.接线图

七.计算及其分析

总的运动方案为：

推送机推料→打印头下降→推送机缩回→打印头上升。

因为要准确的定位，所以就要确定升降缸的伸缩距离，伸缩缸的伸缩距离。

由任务可以知道产品的尺寸为：

长

宽

高

。

升降缸最大的伸出距离为35cm，产品高10cm，所以打印头到工作台的距离为45cm。

同理，伸缩缸的最大伸出距离为50cm，推板的厚度为2cm，产品长20cm，所以推板离打印头的中心为70cm。

因为考虑到在X方向的定位不太准确，所以在调试的时候做小量的，合理的修正。

此套方案的设计基本满足了产品打印的定位要求，而且，采用气动，比较经济，方便，同时也能在恶劣的条件下工作。

图10.

八.心得体会

通过此次的设计学习，是对已经掌握的知识的一次温习，对没有掌握的知识的一种学习。

在设计的过程中发现了种种问题，比如在设计的过程中对细节的把握不仔细。

往往有了一个方案就觉得设计完成的差不多了，殊不知这只是刚起步，甚至连起步都算不上。

我们的设计往往只是停留在思想构思的过程，我们的说明书也就只是把自己的构想表现出来。

记得一次比赛自己拿着自己设计的方案，图纸去加工时，发现那根本行不通，我们的设计大到构想，小到一个螺丝的连接。

只有考虑设计，加工，装配的设计才是完整的设计。

九.参考文献

许福玲程尧明《液压与气压传动》第三版机械工业出版社