医用棉签卷棉机

机械原理课程设计

—医用棉签卷棉机

一、原始数据及设计要求：

1）棉花。条状脱脂棉，宽25-30mm，自然厚4-5mm。

2）签杆。医院通用签杆，直径约3mm，杆长约70mm，卷棉部分约20-25mm。

3）生产率。每分钟卷60支，每支卷取棉块长约20-25mm。

4）卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出的棉签松紧适度。

二、设计方法：

用机器机器制棉签时，依照手工方式进行动作分解，可粗分为：定量送棉、压（夹）棉、揪棉、送签和卷棉等工艺动作。分析各工艺动作用何种机构完成工作。

三、机械系统运动方案的拟定

为达到其工艺动作要求，采用的分解动作机构及其工作原理如下:

1.送棉：

将条状棉通过机构定时、适量送入压棉、揪棉机构。输送的对象是柔软的棉花，如果采用直线送进方式，则送棉机构必须有持棉和直线、间歇、定长送进等功能。持棉的方式可用带刺构件走直线轨迹定时把棉条拉向前进，走非直线段时从棉条中退出；也可采用两滚轮压紧棉条、对滚送进等方式。前者在带刺构件脱出时，要把棉条压住；后者要实现间歇送进，需与间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构或不完全齿轮机构等连接。

2.揪棉：

用机器实现这个动作时，可将条状棉的原料端压紧在固定面上，然后在另一端既实现压紧又实现拉扯动作，前者称压棉动作，后者称揪棉动作。实现这些动作的机构必须有以下几个功能：

（1）完成压棉动作的机构，其压头对条棉有一定的压力，并且要将压力保

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持一定的时间，使楸棉时，压头下的条棉不致滑移；

（2）完成揪棉动作的机构，其压头一方面有压紧条棉的功能，又要使压头在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能，以完成揪棉动作；

（3）采用适当的压头形式，使条棉容易揪断。 3.送签：

在揪下的棉块落入导棉槽后，将签杆送至导棉槽与棉块接触。要使一堆签杆分成一根一根送至确定位置，采用一漏斗均匀送出签杆，为防止漏斗内签杆相互挤卡住，所以可适当使漏斗振动，或用其它方法使漏斗内签杆获得松动的机会，从而使签杆能顺利地漏出漏斗口。

4.卷棉：

将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆随即作自转，将棉块卷上签杆；或使签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。此动作可通过卷轮自转并与摩擦片接触，使签杆产生自转并移动而产生卷棉，此时签杆外露在卷轮外的头部（约25mm ）与导棉槽中的棉花相遇，且有一定的压紧力，从而完成卷棉动作。或是用带槽皮带的带传动与摩擦片接触产生自转完成自转及移动的卷棉动作。

四、医用棉签卷棉机各工艺动作不同方案的分析比较 1.凸轮送棉

送棉工艺动作方案1： 通过滚轮1和滚轮2的相互摩擦将棉条3压紧并送入导棉槽，但要实现定时定量送入，必须将滚轮与间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构或不完全齿轮机构等连接。

送棉方案2：

持棉的方式可用带刺构件走直线轨迹定时把棉条拉向前进，走非直线段时从棉条中退出。偏心轮1带动带刺构件2将棉条送进，带刺构件2运动到指定位置

时，在棘爪4的引导下落入导槽3。棘爪末端受弹簧控制，起锁紧作用，防止带刺构件逆向运动。

送棉方案3：

条状棉通过双滚轮送入轨道，

双滚轮为1/4圆周主动凸轮与圆盘

组成。凸轮连续转动，但与圆盘仅

有1/4的接触面，所以机构可以将

电机的连续运动转化为间歇运动，

且具有较高的机械效率以产生间

隙运动。两轮间留有间隙以使棉条

在摩擦力作用下送入，实现定比定

量送棉。

2.推杆压棉

压棉方案1：

图中凸轮1是主动件，构件3由凸

轮带动实现压棉动作，并依靠凸轮轮廓

的圆弧段使压紧状态能保持一定时间。

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图中凸轮1是主动件，推动推杆压紧条棉4，3是弹簧在凸轮回程时推动推杆回到原位。

3.对滚揪棉 揪棉方案１ ：

该方案由两套完全对称的铰链四杆机构组成，曲柄上下两曲柄同步运动。上下剪刃分别与连杆固接。如果将曲柄与摇杆的长度设计得相差不大，剪刃则能近似地作平面平行运动，故剪刃在剪切时刀刃垂直于轧件，使剪切断面较为平直，剪切时刀刃的重叠量也容易保证。该方案的缺点是结构较复杂，机构运动质量较大，动力特性不够好，故刀刃的运动速度不宜太快。

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凸轮与推杆将棉条压紧并使之保持一定时间，此时1/4圆周凸轮１与圆盘２对滚揪断棉条。

揪棉方案3：

图中凸轮1是主动件，构件2由凸轮带动实现压棉动作，并依靠凸轮轮廓的圆弧段使压紧状态能保持一定时间。构件5、6在凸轮带动下将条棉4压紧，并实现揪棉动作。5、6压紧后一起下沉，使条棉揪断。

4.漏斗送签

漏斗口限制签杆只能一根一根地通过，再由漏斗口下的输送构件卷轮将签杆

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一根一根地送走。

5.卷轮卷棉 卷棉方案1：

签杆通过漏斗进入小齿轮2的小孔3中，并由扣环4抱紧。小齿轮2绕大齿轮1转动，使其产生自转并沿固定槽移动。

卷棉方案2：

签杆通过漏斗3落入带凹槽的卷轮1，卷轮转动带着签杆移动与棉条接触，

卷轮继续转动带动签杆跟摩擦片接触。签杆产生自转并随卷轮移动，达到卷棉的效果。棘轮2保证签杆按要求定时落入卷轮。摆子4给漏斗一定的振动，使签杆顺利送出。

卷棉方案3：

该方案是使签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。图a)为签杆由漏斗形签箱漏入卷轮的槽中以后，即被卷轮带离签箱，进到与静止摩擦片接触后，在摩擦力的作用下签杆一面前进，一面自转，从而签杆完成卷棉工作。图b)是用带槽的带２分取签杆，３为静止摩擦片，因为带是挠性体，所以下面用托板５支承，使签杆４能与摩擦片３压紧，产生摩擦面自转。

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