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      包裝機氣動卷材控制機構設計

      放大字體  縮小字體 發布日期:2020-10-12 瀏覽次數:3


      包裝機氣動線圈張力控制機構設計文摘:介紹了一種新型包裝材料張力控制機構。該機構利用氣動執行機構的柔性特性,使包裝機既能實現高速開卷,又能保證包裝材料的小而恒定的張力,以滿足現代高速包裝機構對其包裝材料開卷的要求。近年來,氣動技術在包裝機械行業得到了廣泛的應用,這使得包裝機械行業取得了長足的進步。由于采用了大量氣動、計算機控制等先進技術,使現代包裝機械的機械結構大大簡化,降低了設備成本。同時,包裝速度和自動化率以及產品外觀技術人員的可靠性都沒有得到很大的提高。
      氣動機構輕便、快速,不污染環境。能滿足包裝機械對速度和環境的要求。在現代包裝機械中,氣缸通常作為執行元件使用,這主要是因為氣缸具有線性輸出和可調速的特性。從而取代了傳統的由旋轉運動到直線運動的減速轉換機構。有效簡化了包裝機械的傳動機構,降低了成本,縮短了生產周期。另外,采用氣缸作為執行機構,通過調整控制軟件可以解決整個執行機構的定時要求。與傳統的凸輪控制機構相比,它可以節省大量的安裝調試工作,這也是氣動技術在包裝機械行業普及的重要原因。氣動執行機構具有良好的柔性,或者氣缸活塞的速度和行程可以受到其他機構的約束。利用氣動執行機構的這一特性,可以設計成氣動與機械結合的復合機構,實現精確的協調和同步,也可以設置成柔性執行機構,完成一些具體的工作。氣動張力控制機構是利用氣缸柔性工作的一個例子。
      1、包裝機氣動線圈張力控制機構簡介
      包裝機氣動線圈張力控制分為兩個階段:
      1)開膜期:如圖1所示,伺服電機不運行,真空吸盤吸收包裝材料,送膜輥制動缸釋放送膜輥制動盤,送膜輥處于自由狀態,在力的共同作用下從擺桿和吸膜浮動缸上拉下,擺桿向下擺動,送膜輥通過拉動包裝材料打開薄膜而旋轉。當擺桿向下移動到接近開關動作位置時,傳感器發出信號,PLC控制制動缸制動送膜輥,同時控制吸膜浮氣
      缸電磁閥向下擺動,擺桿在重力。
      2)拉膜周期:首先真空吸盤釋放真空,釋放包裝材料。同時,控制拉膜浮動缸向上運動的兩位三通電磁閥通電,使缸產生向上運行的推力。通過調節減壓閥(圖2),氣缸向上的推力小于擺桿重力作用在缸桿上的合力(一般相差1.5-2kg)。此時,拉膜浮動缸的活塞桿不動。此時,拉膜浮動缸的作用是減輕擺桿的重量,使填料有一定的張力,然后伺服電機開始拉膜。伺服電機的拉膜動作是間歇的,每次拉膜的長度由包裝材料上的定位色碼決定。{hottag}包上的顏色代碼是等距的。當PLC檢測到包裝材料的顏色時,它向傳感器發送顏色信號。PLC確定定位膜塊,控制伺服電機快速停止,實現定長快速拉膜。同時控制電磁閥,使真空吸盤吸收填料,減少填料的前沖。同時,在控制活塞桿向上擺動的同時,使活塞桿自然關閉。否則,當填料前進行程較大時,雖然浮缸產生的向上推力小于擺桿自重,但由于浮缸下腔室的壓縮空氣將纏繞桿拉緊,擺桿不能靠自身重量完全落回,因此需要暫時釋放浮筒下腔室內的壓縮空氣,然后打開電磁閥控制浮筒向上運動,待擺桿完全回落后,為下一次拉膜做好準備。這種機構可以使包裝材料具有很小的恒張力,同時又有足夠的開膜張力,從而提高包裝速度。該機構利用氣動執行機構的柔性工作,使擺桿向下擺動打開薄膜,具有浮動的特點。該機構已在400g全自動充氮奶粉包裝機上應用,效果良好。
      2包裝機氣動線圈張力控制機構動態參數計算。膨脹軸的轉動慣量可用圓柱來計算,其公式為
      J!==1/2m·R12(1)
      式中:J1為膨脹軸的轉動慣量,aem2;
      M1為膨脹軸的質量,kg;
      R1為膨脹軸的半徑,M。式中:
      J2==1/2M2(R22+R2)(2)
      ,式中J2為薄膜的慣性矩,kgm2;
      m2為薄膜的質量,kg;
      R2是薄膜的外徑,m;
      r是薄膜的內徑,m。
      需要注意的是,薄膜卷的質量和外徑在工作過程中逐漸減小,并且在包裝機的工作過程中,卷膜輥的轉動慣量和半徑發生變化填料的張力作用也是可變的。為了確定開卷最大張力,應在兩種極限狀態下分別計算。以最大值作為選擇系統參數的依據。根據包裝機的動作要求,計算開卷時間t≤0.4S;開卷長度L≥0.2m,所需張力f。

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