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雙曲線(xiàn)螺桿的設計分析及應用
摘 要：本文介紹一種在自動(dòng)包裝設備中通過(guò)三維仿真計算不同位置時(shí)不同螺桿曲線(xiàn)、截面的分瓶螺桿在應對圓形容器、非圓形容器、矩形容器及異型容器時(shí)分瓶螺桿的設計分析及應用。
關(guān)鍵詞：機械設計 分瓶螺桿 自動(dòng)包裝設備 三維仿真
引言
在當前高速飲料自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，高速回轉式貼標機是其重要組成環(huán)節之一。在現代自動(dòng)化機械設備中，高速、穩定、易操作性、包容性等要求越來(lái)越高，并且在市場(chǎng)的個(gè)性化需求發(fā)展中越發(fā)明顯。目前為止，國產(chǎn)貼標機仍與進(jìn)口機有一定差距，主要原因是目前貼標機關(guān)鍵零、部件的設計不能從根本上解決當前市場(chǎng)對高速貼標機的性能需求;進(jìn)瓶分瓶機構是其關(guān)鍵部件之一，直接影響生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率和穩定性。
目前包裝行業(yè)中常見(jiàn)的分瓶方式多采用螺桿機構，如圖1所示。該類(lèi)型螺桿螺距是按照步進(jìn)函數的變化規律進(jìn)行設計，保證容器在分瓶螺桿的運動(dòng)下獲得連續的速度及加速度。但這類(lèi)螺桿存有以下不足：(1)機構只靠一條螺旋分瓶，穩定性差，易倒瓶、卡瓶;(2)進(jìn)瓶時(shí)螺桿頭部承受著(zhù)容器對螺桿加載的極大摩擦力致使磨損嚴重，影響分瓶性能，縮短使用周期;(3)方形、矩形、橢圓等異形容器在傳輸過(guò)程中之間緊靠，且大面積擠壓，使傳統螺桿不能有效的分瓶，導致螺桿擠瓶(損壞容器)、卡瓶，大大降低了生產(chǎn)效率。
一、其它分瓶機構的探討與驗證
上述講到一條螺桿分瓶時(shí)因為對于容器來(lái)說(shuō)螺桿在分瓶時(shí)是單邊受力，螺桿螺旋傾角讓前進(jìn)的力有一個(gè)分解力，容器另一邊會(huì )因為剛性護欄從而對容器本身造成磨損，也易在高速情況下使容器重心不穩。既然螺桿在遇到方形、矩形、橢圓等異形容器時(shí)出現種種不良情況，何不直接取消掉，讓容器直接進(jìn)入到撥瓶星輪板中，讓撥瓶星輪板兼容其螺桿的功能。
容器在鏈道時(shí)依序排列，當容器走到星輪時(shí)，如果星輪工位與容器不重合時(shí)，星輪外輪廓會(huì )阻止其進(jìn)入，待等到下一工位到來(lái)時(shí)再進(jìn)入設備中。經(jīng)驗證分析后發(fā)現此結構中存在一定局限性，由于星輪板中工位前卡口位是有導向斜邊，當容器進(jìn)入工位時(shí)是以?xún)A斜姿勢進(jìn)入，當遇到是圓形截面容器時(shí)因容器輪廓各點(diǎn)到中心的距離是一樣的，其會(huì )做純滾動(dòng)順利進(jìn)行到設備星輪里;但如果遇到方形、矩形、橢圓等異形容器時(shí)，因其外輪廓各點(diǎn)到中心的距離不一致，加之在高速情況下，其鏈道施于容器的壓力也相應加大，容器無(wú)時(shí)間來(lái)通過(guò)自身糾偏，極易造成容器在此位置卡滯引起設備停止，并帶來(lái)容器破損、表面擦傷壓傷等連帶不良結果。鑒于此結構的局限性，其只能滿(mǎn)足在低運行速度下各類(lèi)容器的使用。
二、雙曲線(xiàn)螺桿的造型
雙曲線(xiàn)螺桿可通過(guò)3D軟件仿真計算螺旋槽上的各點(diǎn)，繪制成螺旋線(xiàn)，然后利用ProE螺旋線(xiàn)做尺寸陣列，根據三維仿真得到容器的運動(dòng)曲線(xiàn)如圖3、圖4所示。
三、結語(yǔ)
一直以來(lái)貼標機的關(guān)鍵部件沒(méi)有合理設計理論和機構參數，從而嚴重影響到整個(gè)異形瓶應用的開(kāi)發(fā)。本文針對回轉式貼標機在非圓形容器傳輸時(shí)的核心機構進(jìn)瓶螺桿進(jìn)行了設計和理論計算，并采用ProE進(jìn)行三維仿真，根據螺桿的實(shí)際應用可得到高精度的螺旋線(xiàn)，保證了結構的可行性，這對日后開(kāi)發(fā)更多該系列高精度貼標機具有重要意義。
參考文獻：
[1]濮良貴，紀名剛.機械設計.高等教育出版社，2006.5.
[2]孫智慧，高德.包裝機械.中國輕工業(yè)出版社，2012.2.
[3]林清安.完全精通Prp/ENGINEER野火4.0中文版綜合教程.電子工業(yè)出版社，2009.5.
[4]ProE高級建模.維基百科.
[5]陳栩雪.中文Pro/E Wildfire2.0設計教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.
[6]孫桓，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1996.
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