自动旋盖机的设计

12 下凸轮;22 下转盘; 32 上凸轮; 42 上盘; 52 大齿轮; 62 小齿 轮;72 旋转装置;82 齿轮;92 减速电机;102 推杆;112 固定套;122 圆 螺母;132 中心套;142 紧定螺钉;152 连接套; 162 固定套; 172 旋压 图 1 旋盖机工作原理 通道功能、
.
当需要改变旋盖的松紧程度时 ,就需要调整旋盖 头的旋力 ,这时 ,只需松开固定套的内六角紧定螺钉 , 旋转连接套 ,然后改变固定套的高度 ,进而改变磁耦合 离合器中间隙的大小 ,间隙小 ,扭矩大 ,反之扭矩小 .当 调好后 ,再将起固定作用的内六角紧定螺钉拧在连接 套的凹槽内 ,然后旋紧定位螺钉 .
自动旋盖机的设计
摘要 :介绍了 XG212 全自动回转式旋盖机的设计方法 ,该设备可以独立使用 ,也可以与理瓶机、灌装机联动组成灌装 生产线 ,现场使用结果表明 ,该旋盖机具有速度可调、定位准确、旋盖可靠、运行平稳、无噪音和不伤瓶盖等优点 ,达到了 预期设计目标
. 关键词
:旋盖机 ;回转 ;自动控制 ;旋力可调 中图分类号
表 1 I/ O 地址分配表
输出点编号定义输入点编号定义 P40 变频器 P01 停止 P41 报警灯 (红) P02 启动 P42 报警灯 (黄) P03 进盖检测传感器
P43 瓶盖振动料斗 P04 出盖检测传感器 P44 瓶座离心料斗 P05 选通传感器 P06 瓶盖无料停车 P07 瓶座无料停车
. 目前已有全自动洗瓶机、全自动灌装机、全自动旋盖机 三合一的机型 .然而 ,无论作为灌装机的联动设备 ,或 是独立驱动的自动封盖机 ,其结构及工作原理是基本 一致的 .为了适应现代包装机高速、高效和高可靠性生
产的需要 ,在广泛吸收国内外先进机型的基础上 ,设计 了一种 XG212 回转型旋盖机 .它采用多工位回转式结 构 ,机电一体化 ,具有速度可调、定位准确、旋盖可靠、 运行平稳、无噪音和不伤瓶盖等优点 .
到瓶盖 ,说明盖已旋上 ,计数器延时 011s 后 ,复位 ,继 续旋转至取盖工位 ,完成下一个工作循环 .其控制过程 如图 3 所示 .
4 主要技术创新点 411 适用不同高度的瓶盖
该旋盖机可以适应不同高度瓶体和瓶盖的旋盖要 求 ,设备的通用性增大 .当瓶盖或瓶套高度变化的时 候 ,只需要将固定套的夹紧螺钉松开 ,再将圆螺母松 开 ,旋动圆螺母改变固定套在中心套上的相对高度即 可使凸轮上下移动 ,调整合适后再把固定套的夹紧螺 钉拧紧 ,旋紧圆螺母 ,机器调整方便省力 . 412 旋力可调
由于螺纹盖具有封口快捷、开启方便及开启后瓶又可 重新旋上瓶盖等优点,所以一些不含气的液料,诸如饮
旋盖机是封口机的一种 ,它广泛用于玻璃瓶或 1 560 mm. 112 产品设计要求 1)一机多用.利用同一设备可以旋不同高度、 外形尺寸 (长 ×宽 ×高 )为 900 mm ×960 mm × PET 瓶的螺纹盖封口 .这种封盖事先加工出内螺纹 , 螺纹有单头或多头之分 ,如药瓶多用单头螺纹 ,罐头瓶 多用多头螺纹 ,是靠旋转封盖 ,将盖旋紧于容器口部 .不同
: TH122 :A
文献标识码 文章编号
: 1673 -1603 (2008) 01 -0081 -03
料、酒类、调味料、化妆品及药品、婴儿食品等瓶包装的 封口中大量采用螺纹盖封口 .在大型的自动化灌装线 上 ,旋盖机一般与灌装机联动 ,并且作一体机型设计
, 从而减小灌装至封盖的行程 ,使生产线结构更为紧凑
直径的瓶盖 ,提高设备的利用率 .
1 设计分析 111 主要技术参数
旋头数为 12 个 ;
适用盖 (直径 )为 <25～30 mm;
适用盖 (高度 )为 35 mm;
生产效率 (可调 )为 80～100 瓶/ min ;
电机功率为 111 kW;
总功率为 1158 kW;
2)使用安全 ,维修方便 .在整体设计中考虑机器的 安装、调整和开机以及设备的维修、保养和维护 ,使零 部件更换方便 ,尽量做到通用化、标准化 . 3)降低成本 .为了提高产品质量 ,要求设备精度和 自动化程度高 .但设备的售价也相应提高 ,因此设计 时 ,要结合生产工艺要求 ,对相关因素进行综合考虑 . 2 旋盖机原理及结构特征
在旋盖机中 ,保证旋盖松紧程度的离合器采用磁
耦合离合器 ,它是由 2 块镶有 20 块磁铁的圆盘组成 . 上下圆盘之间设有一可调节距离的间隙 ,上下圆盘由 磁力线联系起来 ,当上圆盘的主动轴旋转时 ,磁力作用 带动下圆盘运动 ,起到力的传递作用 .当上下圆盘间的 空隙距离调整合适时 ,耦合器的两部分基本保证相同 的最大力矩 .当旋盖头旋紧瓶盖后 ,瓶盖紧度的力矩则 大于磁力耦合力矩 ,离合器打滑 ,保证了既能旋紧瓶盖 又不致于划花或损坏瓶与瓶盖
·82
·沈阳工程学院学报
(自然科学版
)第
4卷
组成
,见图 2.它结构紧凑 ,布局合理 ,传动平稳 ,性能 可靠
.
凸轮
12 出瓶拔轮 ;22 导板 ;32 进瓶拔轮 ;42 护板 ;52 拔盖导轮 ;62 旋盖护 板 ;72 出盖护板 ;82 定位卡
图 2 加盖机结构
理盖系统是由提升机、理盖装置和气动控制系统 组成的 .杂乱的瓶盖放置在圆柱形的电磁振动式自动 料斗中
在凸轮组合中 ,采用计算机辅助设计凸轮曲线的 行程 ,克服了根据经验数值和实际测绘的方法进行多 次重复设计、计算的缺点 ,可以针对不同产品进行设计 生产 ,使设计的柔性增强 ,设计成本降低 .凸轮经过机 械加工和抛光而成 ,保证了运行轨道的正确性 .
3 自动控制系统的构成 311 控制要求
1)实现从进瓶到出瓶和旋盖的整个过程自动化 . 2)当系统某一部分出现故障时 ,(如缺瓶 ) PLC 能 对它们实时监测并报警
它与以往旋盖机中应用的摩擦式离合器相比 ,有以 下优点 :①由于旋盖时两圆盘不接触 ,所以离合器没有
②靠磁力线传递扭 ③运转时 ,离合 器中传递的振动很少 ,使运转更加平稳 .④两圆盘的空 隙用机械方式控制 ,调节简单、方便且确定后不易变位 . 5 结束语
采用 PLC 的电气控制方案并与机械、传感器技术 组合成一体 ,使该旋盖机具有自动送盖、自动检测、速 度可调、定位准确、旋盖可靠、运行平稳、无噪音和不伤 瓶盖等优点 ,满足了设计要求
211 工作原理
旋盖机工作原理如图 1 所示 .带变频调速电机的 减速器通过齿轮传动带动下转盘转动 ,上转盘通过导 柱与下转盘相连 ,并随下转盘旋转 ,上转盘的四周安装 有 12 个旋盖头 ,旋盖头随上转盘绕旋盖机中心轴做公 转运动 ;同时旋转头上的小齿轮围绕旋盖机上固定不 动的大齿轮旋转 ,完成每个旋盖头各自的自转运动 ;另 外 ,旋盖头上安装的滚轮沿导柱随上凸轮的曲线上下 移动 ,这样旋盖头公转、自转、上下移动这 3 种运动形 式使旋盖头完成抓盖 2 提盖 2 旋盖 2 空位的一个工作循 环.旋盖后的瓶由出瓶拨轮送至传送带上 . 212 结构特征
313 控制过程分析
系统通电后 ,旋盖机在开始工作时 ,先由输瓶链道 处的光电传感器和输盖链道处的光电传感器检测料道 是否有料 ,当缺盖或缺瓶时 ,系统报警 ,机器停止运行 ; 若有料 ,系统正常工作 .瓶盖由拨盖导轮送到取盖工 位 ,再由取盖工位处的一组传感器检测是否有盖 ,若检 测到取盖工位处有瓶盖 ,则同步计数器开始工作 (有几 个旋盖头就有几组计数器 ,每个旋盖头对应一个计数 器),旋盖头抓盖后带动瓶盖旋转 ,并完成旋盖动作 ;当 计数器数到 10 位时 ,旋盖头旋转到出盖工位附近 ,再 由一组传感器检测瓶盖是否旋上 ,若传感器没有检测 到瓶盖 ,说明瓶盖没有旋上 ,还在旋盖头里 ,这时 ,机器
SUN Xiu2yan ,ZHAO Da2min ,WANG Xiu2lun
(School of Mechanical Engineering ,Dalian Jiaotong University ,Dalian 116028 ,China) Abstract : This paper introduces the design method of XG212 automatic rotary2covering. The device can be either in2 dependently used or assembled filling production line with automatic unscrambler and filling machine linkage unit. The field application result shows that this machine is characterized by adjusted velocity ,accurate location ,reliable ro2 tate over ,stable operation ,noiselessness and harmless to bottle cap. The design satisfies design the anticipated goal. Key words : rotary2covering machine ; automatic controlling ,force adjusted
,料斗的内壁上有螺旋形的瓶盖跑道 ,料斗在电 磁力作用下产生振动 ,使瓶盖也不断向前跳动 ,螺旋形 跑道上设有一定形状的孔眼 ,可以使反向的瓶盖落回 储盖料斗内 ,生产时不会造成因有反盖而停机取盖、瓶 口缺盖的现象 ,提高了生产线的速度 .
在导盖组合中 ,设计了拨盖导轮、推杆以及定位 卡 ,可以使盖定位准确 ,为旋盖头提供稳定的瓶盖 .
该机由旋盖头、理盖系统、导盖组合、进出瓶机构、 传动系统、升降凸轮组合、导柱、主架体、减速机等部分
收稿日期 : 2007-06-10 作者简介 :孙秀延 (1972-) ,男 ,辽宁庄河人 ,高级讲师 ,硕士研究生 . 王秀伦
(1940-) ,男 ,辽宁大连人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事机械制造及自动化和构成
控制系统的核心部件选用 LG 的 Master -K 系列 可编程控制器 .该编程器指令丰富 ,性能价格比高 ,具 有高速处理 ,无需电池备份程序 ,紧凑的扩展模块 ,多 种输入处理 ,优越的高数计数器功能、位置功能、通讯
PID 控制功能等 .考虑到 PLC 输入输出点 的负载能力 ,还考虑适当的备用接点 ,故本机选用 40 点 I/ O 接口的 PLC ,输入点数 24 ,输出点数 16.其 I/ O 地址分配如表 1 所示 .
图 3 系统控制过程 磨损,且几乎无功率损耗,. 矩,离合器无过热现象,便于提高转速. 图 3 系统控制过程 磨损,且几乎无功率损耗,. 矩,离合器无过热现象,便于提高转速.
第
1期
孙秀延
,等
:XG212 全自动回转式旋盖机的设计
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XG212 Automatic Rotary2covering Machine Design
. 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
12 下凸轮;22 下转盘; 32 上凸轮; 42 上盘; 52 大齿轮; 62 小齿 轮;72 旋转装置;82 齿轮;92 减速电机;102 推杆;112 固定套;122 圆 螺母;132 中心套;142 紧定螺钉;152 连接套; 162 固定套; 172 旋压 图 1 旋盖机工作原理 通道功能、
报警并停车 ,等待故障排除 ,以避免此旋盖头再取盖 时 ,2 个瓶盖挤压在一起 ,损坏旋盖头 ;若传感器检测
. 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.