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当进瓶螺旋杆设计及数控加工上

发布时间:2021-09-09 10:28:36 阅读: 来源:钢轨厂家

进瓶螺旋杆设计及数控加工(上)

摘要:本文介绍一种全新的、更为直观的进瓶螺旋杆设计及数控加工,同时为了解决加工、测绘难的问题,还提出了一种可行性的简化设计。

关键词:进瓶螺旋杆;速度位移曲线图;变加速;等加速;数控加工。

一、问题的提出

在饮料灌装过程中,需要将包装容器(瓶子)定时定距平稳地输送到包装工位,完成这一要求的装置称为定距按“清零”键分隔定时供给装置(欢送来电咨询图一)。它由进瓶螺旋杆4及侧面导板3组成,安装在容器供给装置系统靠近包装机的一端,与转送容器的星形拨轮相衔接。进瓶螺旋杆由传动系统驱动作等速转动,将输送装置送来的容器导入螺旋槽中,容器在螺旋的推动下前进,同时被螺旋槽分隔开,到达出口端即传送给星形拨轮6与中央导板8组成的转送装置,这样就可实现依次定距供送容器的目的。进瓶螺旋杆每回转一周,从进瓶螺旋杆入口导入一个容器,螺旋槽中的容器前进一个螺距,螺杆出口端排出一个容器。螺杆的转速与包装机装填装置的执行构件之间保持一定的传动比,从而间接实现定时供给容器的要求。从以上的运动描述中,我们不难发现起主要作用的是此装置中的进瓶螺旋杆,要达到定距分隔定时供给的工艺要求,这条螺杆必须满足以下几个条件:1、把容器顺畅导入螺旋槽;2、容器沿进瓶螺旋杆前进时应平稳;3、容器与星形拨轮能够顺利衔接。

二、进瓶螺旋杆的设计

根据以上三个条件,我们可以把螺杆设计成三段式组合螺杆:等速段即等螺距(进口端)+变加速段(中间过渡)+等加速段(出口即与星形拨轮的衔接)。 当然如果有特别的要求,还可以根据工艺目的进行其他螺旋线的组合。在供送过程中,进口端采取等螺距有利于容器的平稳进入,减轻“陡振”现象。为了加工及容器进入的方便,我们还常把进口端设计为锥形(其夹角近10o锥形长度为总长的15%)。要满足中间段的功能要求,则要设计成为按某种曲线规律变化的变加速度段,这样螺旋线上的各个衔接点均有对应相等的螺旋角、速度和加速度,冲击减弱,从而保证平稳连接。而出口端鉴于星形拨轮的节距一般都大于两器件接触时的中心距,所以要设计为变螺距,并以等加速规律逐渐增大其间距,直到螺距增大到与拨轮节距相等从正向设计解决车用材料问题,保证顺利衔接。

1、进瓶螺旋杆设计的基础公式即运动方程

速度:V=∫adt=at+C1 (式中a为加速度、t为时间、C1为待定系数) (1)

位移:S=∫vdt=∫(at+c1)dt= c1t+1/2at2 + c2(C2为待定系数) (2)

根据边界条件可知:C1=V0(初速度) C2=0得:

V=V0+at (3)

S=V0t+1/2at2 (4)

2、各段螺旋线参数

在下文所提到速度、加速度与运动方程的单位有所不同,速度V为螺杆每转容器的位移量,单位是mm/t(毫米/转);加速度则是螺杆每转容器速度的变化量,单位是mm/t2(毫米/转2)

①、等速段的参数选取

根据速度与位移的关系我们可以知道,要想供送容器平稳导入螺旋槽,则要保证螺杆每转的位移量V1 与容器的外径几乎相等。设容器的半径为R则:

V1 =2R+△ (△为两相邻容器的平均间隙2~5mm 计算、加工时可以忽略) (5)

设等速段螺旋线的最大圈数为t1 (常取0.5~2圈),则等速段的轴向位移:

S1=V1t1 (6)

②、变加速段的参数选取

根据传送速度的不同要求,其螺旋线也可有不同的设计。

正弦加速度曲线:行程始、末加速度等于零,故起动平稳,适用于中、高速供送。

余弦加速度曲线:最大的加速度及扭矩小,起动较平稳,行程始末是柔性冲击,适用中、低速供送。

还有设计者提出多项式方程法,该方法对速度过高过低都有可能发生干涉,仅适用“L”形打滑或抑扬现象时有产生星形拨轮或用于输送不易碎的容器。

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