武联焊机:散粒料全自动包装机的设计是综合集成机、电、气、真空技术的复杂机械系统的设计。《液压与气动》在2003年5期中刊出的系统地描述了成形袋供送和粒料包装时的气动控制执行原理和相应的机器开发。事实上,在散粒料包装机的设计中,气动系统既被用于取袋、袋供送、袋封口等对包装物实施动作的工序,同时也应用于进料料门控制、称重斗夹持、卸料充填入袋等对被包装物料的控制中。此外,除中所提出的成形袋情况外,更多情况下,包装袋是定制的成卷筒形袋料,此时制袋也成为基本的前路工序。
本文是在对DXD10型大米包装机的设计实践的基础上,进一步对原设计进行修改,并融合了若干创新的技术细节,由之而研发了新一代的用于散粒料的全自动包装机。该机的研制成功,将进一步提高相关行业的劳动生产率,提升包装作业过程的自动化水平。
2包装机体系构成及工作原理散粒料全自动包装机的结构可参阅。整机从功能上分3部分:一是由上而下布置的被包装物料计量作业部分;另一是横向布局的制袋和供袋部分;两路流程的结合部位就是开袋口、物料充填、合/封袋口等包装作业部分。从更细部的构成来看,包装机主要由给料部装、计量装置、制袋机构、袋供送机构、开/合袋口机构、袋封口装置、托袋机构、机身、气动系统、电气控制系统以及二次真空系等构成。
包装机的工作原理:卷筒袋料进行制袋一包括定袋长、袋下封口和切断3个步骤。定长由检测器完成,封口和切断分别由气缸驱动封口装置和切断机构实现。所制成的单袋经导板和喷吹气流联合作用,送至供袋包装。供袋机械手在夹袋气缸的驱动下,夹持袋口两边,然后在供袋气缸的驱动下由供袋臂将袋送到物料流所在的垂直中线上,并将袋交由袋口张合装置部装中的机械手夹持。此时,在袋口张合气缸和袋口上封口气缸及其上的真空吸盘的联动下,袋口张开,并准确地处于被包装物料的充填位置。与袋的流动过程对应的是物料的流动过程,物料先由给料斗的弧形料门控制粗给料;然后在步进气缸驱动下减小给料门开度,进行中给料;当由称量系统采集到的信号表明给料量达到目标称量的90%时,给料门全闭。后由电磁振动给料装置完成最后的细给料。给料到满量时,振动给料器停止。称量斗活门在卸料驱动气缸的作用下伸入己处于充填工位并己张开袋口的包装袋内,开始落料入袋。落料充填结束,活门回位,袋口张合气缸驱动袋口沿袋宽方向伸展,同时袋上封口装置在气缸驱动下合拢完成封袋口。上封口结束,夹袋机械手松开,置于托袋平台上的包装在托袋气缸动作下,随托袋平台的前倾,籍由重力滑出。
导师,主要从事机械产品创新设计、机械电子工程等方面的科研和教学工作。
液压与气动3气动系统设计方案通过以上对包装机的工作过程的描述可知,气动系统在包装机的诸多动作环节中起着重要的作用。整机气动系统原理如所示。
真空,这样就可以避免对于独立真空系统的外围设备的使用、保养和维护需要。中序号9~ 13为真空系统的部分主要组件,真空发生器是其核心装置,该装置的结构如。
1.前级缸盖2.活塞3、。活塞杆4中间环6次级缸盖7密封8连接件进料门控制步进气缸1.托袋气缸2袋口张合位夹袋气缸3.袋口张合气缸4供袋位夹袋气缸5上封袋口气缸6.供袋气缸7下封袋口气缸8.切断袋带气缸9.真空压力继电器10.真空吸盘11.空气过滤器12、14压力表13.真空发生器15空压机16.闸阀17.油雾器18清洁气枪19.称重器夹持气缸20喂料门步进气缸21.电磁换向阀22卸料气缸23.节流阀24消声器散粒料包装机气动系统原理图值得指出的是,在系统中采用了步进气缸以对给料门的开度进行控制。步进气缸的结构如所示,主要由气缸筒体、端盖和中间环、两级气缸活塞和两级气缸活塞杆、密封以及连接件等组成。当两级气缸的两活塞杆同时伸出时,给料斗的弧形门为全开度,此时为粗给料状态;当由控制信号控制使得次级气缸的电磁换向阀动作换向后,次级气缸有杆腔进气,无杆腔排气,活塞组件向左运动,直至抵达前级气缸的活塞杆时停止,这样由次级气缸活塞杆端部的连接件带动弧形料门转动至半开度,从而实现中给料。当由称量器发来的信号表示给料量达到目标量的90%时,前级气缸的控制电磁换向阀动作,前级气缸活塞组件向左运动,同时次级气缸仍继续向左,处于图示的位置,此时给料弧形门全闭,最后的给料交由振动给料器完成。
另一重要的技术应用表现在对原设计中独立使用的真空系统的改变上,本设计中通过压缩空气来诱导1.拉瓦尔管2.中间体3.密封4.吸入室5.扩压器A.工作气流进口B.吸入气流进口C混合气流出口二次真空发生器结构二次真空发生器主要由拉瓦尔管、扩压器和气体吸入室组成。拉瓦尔管和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道,压缩空气通过拉瓦尔喷嘴将压力能转变成动能进行抽气,而混合气流通过扩压器又将动能转变成压力能从而进行排气。供气口的供气压力高于一定值后,喷管射出超声速射流。由于气体的黏性,高速射流卷吸走吸入室内的气体,使该腔形成很低的真空度,将该腔与真空吸盘相连,便能吸住包装袋,从而由袋口张合气缸及封口装置驱动气缸将袋打开和合拢。二次真空发生器具有无机械运动部件,不需润滑,抗振动,结构简单,工作稳定可靠,使用寿命长等特点,完全适用于包装机袋口吸盘对真空度的要求。
顺带指出,在有些物料的充填包装时,由于粉尘或固形物对袋口的污染,会影响袋封口效果和封合质量,尽管在包装机设计中使称量斗活门伸入包装袋中有利于对袋口的保护,但对某些含尘多和尘化性强的物料仍需重视袋封口质量问题,一种有效的建议是采用超声波封口方法,来提高袋口封接质量。
4结论基于先前对于包装机的研宄和设计实践,给出了全自动散粒料包装机的气动控制系统方案。
液压与气动气动爬缆机械手的设计和研究周成武,董继先(陕西科技大学机电工程学院,陕西咸阳712081)一种气动爬缆机械手,分析了其工作原理和控制系统。该机械手结构简单,制造成本低,具有良好的应用前景。
1前言近年来斜拉桥由于具有承载能力强、抗风稳定性高、工程造价经济等优点而在国内外得到了广泛的应用。缆索是斜拉桥承载的核心部件,要在日晒雨淋的环境下长期承受巨大的载荷,因此,缆索的表面涂装及日常维护对保证桥梁安全承载和使用寿命乃至桥梁外观都是非常重要的。目前在缆索的施工作业中主要是通过在缆索上端设置牵引支点来运载人员和作业机械,这种运载方式存在着作业难度大、施工效率低、安全性差等问题。因此,开发相应的爬缆机械手,配上作业工具,实行自动控制来完成作业是非常必要的。
爬缆机械手要克服重力的作用而可靠地依附于缆索上并自主移动。它要求能够自动上下爬行,可以自锁于任意位置,因此爬缆机械手轴向力的获得以及如何稳定地沿缆索移动而不倒退是一个关键问题。
目前,国内外对依附于杆管件表面的爬行机构作了一定的分析与研究,其机构有机械式爬升、电动式爬升、吸附式爬升和气动式爬升等类型。依据斜拉桥缆索的结构特点,本着结构简单、经济实用的原则,本文设计了一种气动爬缆机械手。
2机构组成机构如所示,机械手由下体1、上体7及其间的一个驱动气缸3等3部分组成。驱动气缸缸体固定安装在下体上,活塞杆与上体相连。上体和下体均安装有一个夹紧气缸5、夹紧手指2和一个导向气缸4,夹紧气缸、导向气缸驱动分别使其前端的夹紧手指和导向轮6与缆索表面夹紧、接触,二者的位置可沿径向调整以适应不同直径的缆索。驱动机构由一只驱动气缸实现移动功能,驱动气缸上部的活塞杆端头通过浮动接头连接于上体,缸体由中央轴耳连接于下体。
1.下体2.夹紧手指3驱动气缸4导向气缸5.夹紧气缸6导向轮7上体8齿条活塞杆9.中间齿轮10扇形齿轮气动机械手机构简图对特殊的用于给料门控制的步进气缸和用于开袋口真空吸盘的二次真空发生器的结构进行了设计。