基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機(jī)夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究

2014-11-27 孫書偉 華南理工大學(xué)

  針對對夾式洗瓶機(jī)的工作要求,提出一種針對夾持機(jī)構(gòu)的改進(jìn)方案。本文重點闡述了對夾式洗瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)原理,集中對夾持部分提出了改進(jìn),并運用Pro/E進(jìn)行了運動仿真,驗證了運行時各機(jī)構(gòu)之間的間隙和夾持效果。對于仿真參數(shù)和運行效果,可作為對夾式洗瓶機(jī)設(shè)計參考。

  引言

  隨著瓶裝食品的快速發(fā)展,對洗瓶-烘干一體機(jī)的需求日益增加,國外一些先進(jìn)國家的洗瓶-烘干一體機(jī)已經(jīng)達(dá)到數(shù)萬瓶/h的生產(chǎn)速度。我國常見的洗瓶機(jī)品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)較多,就濕式洗瓶機(jī)而言,比較典型的有轉(zhuǎn)鼓式、鏈?zhǔn)阶詣酉雌繖C(jī)、無鏈?zhǔn)阶詣酉雌繖C(jī)、撥盤式洗瓶機(jī),及回轉(zhuǎn)式洗瓶機(jī)等,這些洗瓶機(jī)大部分有上下瓶機(jī)構(gòu),瓶子在輸送過程中需要瓶套或瓶口夾,一套瓶套或瓶口夾只能對一種瓶型進(jìn)行清洗,生產(chǎn)能力低,用途的廣泛性受到限制。全自動對夾式洗瓶機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,運行穩(wěn)定、可靠。適用于不同瓶徑及高度的玻璃瓶、塑料瓶、易拉罐等灌裝容器內(nèi)外沖洗,且無須更換任何零件,用途廣泛,運行速度可以達(dá)到30000瓶/h。滿足了飲料、調(diào)味品生產(chǎn)企業(yè)對多種包裝規(guī)格同機(jī)清洗、干燥的要求,是一種多功能、一體化的自動化機(jī)械。

1、對夾式洗瓶機(jī)的組成及作用

  如圖1所示,對夾式洗瓶機(jī)主要由夾體、夾體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪、輸送清洗風(fēng)干機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電器控制6部分組成。

基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機(jī)夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究

圖1 對夾式洗瓶機(jī)示意圖

1-輸送風(fēng)干部 2-導(dǎo)向輪 3-夾體調(diào)節(jié)部 4-機(jī)架

  1.1、夾體

  夾體主要由不銹鋼方管焊接組成。進(jìn)出夾體部分采用喇叭口形式,使瓶子進(jìn)出夾體更加順利穩(wěn)定,不產(chǎn)生擠瓶、撞瓶、碎瓶現(xiàn)象。

  1.2、導(dǎo)向輪

  如圖2所示,導(dǎo)向輪主要保證夾瓶鏈能正常工作,使瓶子順利倒置,進(jìn)入下面的各工作段。導(dǎo)向輪中加防護(hù)板形成封閉,防止瓶子掉下來時藏于導(dǎo)向輪部位,而導(dǎo)致卡住導(dǎo)向輪或損壞鏈條的現(xiàn)象發(fā)生。

基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機(jī)夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究

圖2 導(dǎo)向輪示意圖

  1.3、夾體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

  如圖3所示,夾體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要完成夾體的調(diào)節(jié)功能。通過中間的手輪來帶動螺桿使左右夾體在上下導(dǎo)桿上運動,從而調(diào)節(jié)夾體間距和夾緊力。

  1.4、輸送清洗烘干機(jī)構(gòu)

  主要作用如下:(1)在不銹鋼平頂轉(zhuǎn)彎鏈輸送瓶子期間,完成瓶身沖洗工作;(2)在夾瓶鏈輸送瓶子期間,完成瓶內(nèi)腔清洗干燥工作;(3)輸送鏈兩邊采用雙層可調(diào)式護(hù)欄,進(jìn)行高低調(diào)節(jié)和寬度的調(diào)節(jié),適應(yīng)不同瓶型的輸送要求。瓶身清洗采用對稱噴淋方式。瓶內(nèi)腔清洗干燥由消毒水清洗段、清水清洗段、高壓風(fēng)吹干段、熱烘干段組成。噴淋風(fēng)干管道高低可調(diào),能適應(yīng)不同的瓶高。并安裝全接水系統(tǒng),使噴淋時濺出的水統(tǒng)一回流到指定水槽,然后集中排走。烘干機(jī)構(gòu)利用熱風(fēng)對玻璃瓶進(jìn)行干燥。

 對夾式洗瓶機(jī)的夾持系統(tǒng)示意圖

圖3 對夾式洗瓶機(jī)的夾持系統(tǒng)示意圖

1-調(diào)節(jié)螺母 2-手輪 3-夾體 4-夾體調(diào)節(jié)裝置 5-不銹鋼方管

  1.5、機(jī)架

  機(jī)架整體為全不銹鋼方管焊接而成,下部水槽采用集中補(bǔ)水管道和集中排水管道,還在每個水槽中設(shè)置有玻璃碎片清理口,同時在出夾體處加漏斗形導(dǎo)向槽,瓶子掉下來時可以引導(dǎo)到收集籃或水槽中,防止卡住導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動。每個相關(guān)工位水槽用活接連通,保持水位一致。

5、結(jié)論

  夾體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)后,瓶頸夾體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了自動夾緊瓶子,按需要進(jìn)行夾體運動。不但減少了人工操作,提高了工作效率,而且夾緊力的調(diào)節(jié)由依靠工人經(jīng)驗粗略的控制變?yōu)橐揽孔詣踊O(shè)備精確的控制。同時,改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)保留了人工操作的手輪,可用于夾緊力不確定的小批量瓶子清洗,或者電機(jī)、磁粉制動器出故障的時候使用。

  經(jīng)實際運行測試,上述設(shè)計對夾式洗瓶機(jī)在瓶頸50~80mm、瓶高70~140mm、生產(chǎn)能力為350瓶/min的條件下,洗瓶機(jī)的輸送鏈運動和夾瓶鏈運動在控制系統(tǒng)的控制下實現(xiàn)相互協(xié)調(diào),運行良好