[优秀毕业设计精品]玻璃瓶垛物流输送系统设计.doc
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1、 摘要玻璃瓶垛物流输送系统设计包括输送机设计和能进行90和180转向的转位机构设计。输送机设计包括传动系统设计和机械结构设计。转位机构的输送部分的机械结构与输送机类似,但在一些具体的结构上又有所不同。转位机构的转向部分包括与输送部分共用的机械传动部分,执行协调控制部分,换向控制部分,执行机构即槽轮机构部分,以及与槽轮机构相连的转位工作台。直角转位机构的工作过程这样的:玻璃瓶垛经输送机运输到转位机构上,转位机构转位90后停止转向,输送部分将玻璃瓶垛运送到另一台输送机上。等玻璃瓶垛基本完全运送到输送机上后,转位机构回转,等待下一个工作周期的循环。180的转位机构与之类似,但转位台既可以是单向转动,
2、也可以是双向回转。关键词 链条输送机 ;槽轮机构 ;对心曲柄滑块机构 ;转位机构AbstractBottles pile logistics transportation conveyor system design, including design and to be able to conduct 90 and 180 turn to the design of institutions. Conveyor design, including mechanical transmission system design and structural design. Transpositio
3、n of the transportation part of the structure and mechanical conveyor similar, but in some specific structure is different from another. Transfer agencies to include the sharing and distribution of the mechanical part of the implementation of coordination and control of the change to the control of
4、the executive body that is, round bodies of the groove, and groove and institutions connected to the round-table. Right-angle turn in the work process like this: bottles stack the conveyor transport to transfer agencies, the transfer of agencies to stop after 90 to, transmission of the bottles will
5、be delivered to stack another on the conveyor. Such as glass bottles delivered to the full stack basic transport plane, rotary transfer agencies, waiting for the next cycle of a work cycle. 180 turn of the institutions with similar, but the transfer is a one-way Taiwan can rotate, it can also be a t
6、wo-way rotation.Key Words : Drag Chain Conveyor ;Geneva Drive, Maltese cross ; General Slider-crank Mechanism ;Revolute Mechanism第一章 前言1.1 目的本设计是为解决在玻璃瓶在包装过程中玻璃瓶垛在包装车间中的运输而进行的。而且为了节省车间的空间,输送轨道处有转弯,为了顺利地进行玻璃瓶垛在轨道之间的交换,还要设计能够灵活实现转向的转位机构。这一设计问题的特点是:(1)重量大,转速低,在低速转动时容易出现爬行,即由于摩擦力较大,传动系统在开始转动时具有很大的弹性变形,直
7、到弹性变形积累到一定程度时,从动件突然运动,如此反复,造成运动不平稳,1因此,必须在保证有足够承载能力的前提下,减小系统的摩擦;(2)由于重量大,摩擦阻力也大,必然要多点支持,有均载和动力协调的问题;(3) 回转体速度很低,要求大传动比的传动系统,而且能够调节,(4) 回转体要有可靠、准确地对中;(5)在长期的运转中要求有必要的检测系统。1.2 意义机械制造系统中的物流是指从原材料和毛坯进厂开始,经过储存、加工、装配、检验、包装,直到成品和废料出厂,物料在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全过程,是生产的基本活动之一。2玻璃瓶垛物流输送系统的物流就是处在包装过程的玻璃瓶垛。由于物流过程必然
8、占用一定的资金,因此物流就是资金的流动,库存是资金的积压。合理优化物流系统配置将有助于减少生产成本,加快资金周转,提高企业的综合经济效益。1.3 范围本文所设计的内容包括转位机构设计和输送机构转位机构能够实现两条相互垂直的轨道之间的玻璃瓶垛的输送。能够进行+90、-90与180的转位。输送机构的主要内容是倍速链输送机的设计。该输送机在生产实际中有着广泛的应用。码好的玻璃瓶垛经过输送机输送链的运动直线运动到转位工作台上。当玻璃瓶垛到达转位工作台的后端时,碰到定位杆,定位杆上的脉冲编码器发出信号,信号经过传输到达控制中枢经处理后发出控制信号。输送链的驱动轴停止转动,此时槽轮(工作原理)的转位机构进
9、行转位。当转位工作台到达指定位置时(一般来说转向角度是直角),碰到目标位置的定位杆,定位杆上的脉冲编码器发出信号,信号经过传输到达控制中枢经过处理后发出控制信号。输送链的驱动轴转动,此时槽轮(工作原理)。这样,通过转位运动和输送运动的合理配合,实现生产过程的连续进行。工作进程是这样的:(1)当玻璃瓶垛前端碰到转位台上的定位杆时,回发出信号(如铃声、红灯等)。(2)操作杆扳向左边(手动或电动),回转台开始转位。(3)转位台到达要求位置时,碰到定位杆,发生信号。(4)电磁离合器工作,输送链的驱动轴转动,玻璃瓶垛开始运动。(5)完成输送后,操作杆扳向右边(手动或电动)。1.4 设计中使用的一些参数在
10、设计中使用到了一些基本参数。这些参数都是通过现场的生产实际得来的,具有一定的参考价值。当然,对于不同的生产状况要根据变化的实际来改变参数来进行适应。这些参数是:玻璃瓶垛的尺寸是100010002500 ,单位是mm;玻璃瓶垛在输送链上的运动速度是0.3m/s;由于该输送机是倍速链输送机,所以玻璃瓶垛的运输速度并不等同于输送链条的速度。转位工作台的尺寸是大约是10001500800,单位是mm;转位工作台转位的时间和回转的时间都是5s.这样设计,槽轮的动停比是1,曲柄滑块也没有急回特性,在设计上较为简单。当生产实际有不同要求时,要设计相应的槽轮机构和偏置曲柄滑块机构,但是结构和设计原理是一样的。
11、 1.5 应达到的技术要求物流系统运行安全、可靠、快速。转位机构能够实现全自动转位,转位过程平稳,震动小,能够满足工作要求。1.6 本课题在国内外的发展概况及存在的问题科学合理的物流系统是企业技术先进程度的标志致意,目前我国企业物流不合理的现象普遍存在,如搬运路线迂回、往返、搬运机具落后、毛坯和在制品库存量大、资金周转率低下等等。3合理进行物流系统的设计,可以在不增加或少增加投资的条件下,取得明显的技术经济效益。1.7 本设计的指导思想在设计玻璃瓶垛物流输送系统时,采用了模块化的设计思想.为了满足不同生产要求对转位机构的要求,设计出一些模块,将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能
12、的多种产品.4也就是说,在满足基本需要的前提下,设计一些具有一定功能的模块.当不同的厂家对产品有不同要求时,通过模块替代来满足需求.采用了这种设计方法,可以缩短产品的开发周期、提高产品质量、降低成本和加强市场竞争能力,而且具有很大的灵活性。而且当设备发生故障时,只需要更换部分模块,从而使得维修和保养更加方便,延长了产品寿命。在这一思想的指导下,我是按照这样的步骤来设计的。首先明确任务。在生产实习过程中,我们通过张裕玻璃机械厂参观玻璃瓶垛物流输送系统,同时又考查了一些如三江玻璃机械厂等生产厂家的情况,认识到直角转位机构的应用最多。因为一般来说,直角转位比较容易实现,转位误差较小,而且轨道一般也是
13、呈直角排布的。所以以直角转位机构为基本机构。但是随着生产的不断发展,以及土地价格的上涨,厂房势必会缩小,所以要设计满足更多转位方向的要求的转位机构,以适应市场的变化。其次建立功能结构。我们设计不同的,但是可以彼此替代的模块,当有不同的需要时,可以根据需要选用,既所谓的多功能机器。最后,将不同模块按照不同的要求进行组合,从而实现不同的功能。在这里,对于一些对整体结构影响不大的小的部件采取单独介绍的方式1.8 本设计应解决的主要问题。本设计所要解决的主要问题有很多。首先是时间配合问题,这个问题是通过机械的时间配合装置来实现的。这个问题是通过同一套传动系统分配转速以及与传动系统相连的曲柄滑块机构来发
14、出转位动作和运输动作的时间配合的控制的控制信号。运输动作的控制又是通过曲柄滑块来控制离合器进行链条驱动轴的与时间配合装置的分离和接合,转位动作是通过槽轮机构来进行有间歇的转动,并通过与时间控制装置相连的换向箱体来进行正反转的控制。这样能够实现转位动作和运输动作的的自动配合。其次是换向问题,由于转位机构需要正反转而运输部分却是单向运转的,所以不能采用伺服电机来实现换向。为了解决这个问题,本文设计了一个换向装置,在电磁信号的控制下自动操作来实现换向。当转位精度要求不是很高时可以采用手动控制的形式。使用中存在的问题是:(1)由于转轴存在惯性,而且底盘的摩擦形式为滚动摩擦所以摩擦系数小所以转位机构一般
15、会存在转位过度的问题。(2)在目标位置设置挡杆,用于定位和接受信号。(3)如果真的存在欠转位的情况,就等待一个周期进行转向操作。由于这种情况很少发生,所以对精度的影响不大。第二章 输送机2.1概论 输送机(Conveyor)是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械,又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送,也可组成空间输送线路,输送线路一般是固定的。输送机输送能力大,运距长,还可在输送过程中同时完成若干工艺操作,所以应用十分广泛输送机一般按有无牵引件来进行分类。具有牵引件的输送机一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力,可采用输送带、牵引
16、链或钢丝绳;承载构件用以承放物料,有料斗、托架或吊具等5;驱动装置给输送机以动力,一般由电动机、减速器和制动器(停止器)等组成6;张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种7,可使牵引件保持一定的张力和垂度,以保证输送机正常运转;支承件用以承托牵引件或承载构件,可采用托辊、滚轮等。本文设计的倍速链输送机为有牵引件的的输送机。输送机按主要工作部件的类型可以划分成:链式输送机、皮带输送机、气动输送机、螺旋输送机等等。在所有的输送设备中,链条输送机的应用最为广泛,在一些自动化程度较高和工作环境比较恶劣的企业,链式输送机占设备总数的绝大部分。在玻璃瓶垛的物流输送系统中,广泛采用倍速链输送机,采用这种输送机可以避
17、免电机的频繁启动,可以通过相应的指令自由控制工作节拍。工装板速度成倍高于链条速度8,输送效率高,输送损耗小,噪音低,使用寿命长,鉴于倍速链输送机的这些优点,本文所设计的输送机是倍速链输送机。倍速链型输送机在产品组装过程中为免电机频繁启动而设计.物料输送节拍可自由控制.工装板速度成倍高于链条速度.输送效率高,耐磨损小,噪音低,使用寿命长.主要用于装配线和检测检修线,强配机械手,夹具等附加装置形成自动流水生产线。由于倍速链输送机具有这样的优点,非常适合用于运输玻璃瓶垛。在实际生产中,大多数玻璃瓶制造厂家采用的输送机也是这一种。所以,设计制造好用的倍速链输送机具有很大的实际意义。2.2方案设计2.2
18、.1 驱动装置输送机具有运行速度慢、传动扭矩大、传动功率大的特点。驱动装置也是由电机和减速机组成的。根据输送机的负载特性和机械特性,以及其它输送机的设计经验,选择的电机型号为Y112M-6。图1该电机的的额定功率为2.2Kw,满载转速为940r/min。9由于倍速链输送机的运动速度与链条的运动速度并不等同,所以初步定驱动轮的的转速60r/min传动比由于电机轴与驱动轴之间的距离较大,且不在同一水平面内,传动系统定为齿轮-链条传动。分配传动比为15.67=35.2软件计算结果1软件计算结果2驱动轴的设计是根据相关专业人士的实际经验来设计的10,结构与下图2类似。图2但是,为了结构上的紧凑和空间上
19、的合理,本文的设计与之略有区别。把链轮放在了中间。如图3所示。图3驱动轴的支承根据相关资料是采用双列调心球轴承座。因为调心球轴承有自动调心的作用,当两只承有一定量的同轴度误差时能保证输送机正常工作,且双列轴承保证它有足够的承载能力。主轴和链轮采用键联接。驱动装置同时还一定要设计安全保护装置。最传统的安全保护装置是安全销。11图4但是过载时安全销断裂后恢复需要一定的人力和时间,目前比较先进的安全保护装置是设置一个弹性底座并配备电器行程开关,当减速机输出扭矩超载时,弹性底座碰到电器行程开关,电器行程开关起作用而使主电机及时失电,当故障排除后,它能自动复位。当设备总长较长,负荷较大,采用一个驱动装置
20、驱动会使得链条拉力过大,可在设备的中间处设置一个辅助驱动装置,将两个驱动装置用液力藕荷器联接,当符合超出主驱动装置的容量时,辅助驱动装置起动,当符合在主驱动装置的容量范围内时,辅助驱动装置自动停止,由于电机特性的差异,不可能保证两电机转速完全相同,一定不要设计成两个驱动装置长期同时工作,以免两驱动专职的输出转速不同而使链条产生附加拉力。2.2.2 链条的选取输送链主要是用于输送物品、物料的链条,其与传动链相比,链速慢而承载大,故希望它要具有如下性能特点:(1)重量轻而强度大。输送链条的自身重量通常与链条承受的载荷有一定的比例关系。过重的链条会使链条内张力加大,而使输送能力受限而不经济。耐摩性好
21、。输送链工作时一般链轮齿数少,相对链节间转屈角度大,链条磨损、伸长较快而限制了使用寿命。(2)滑动或滚动的阻尼要小。输送链多在轨道上滑行或棍子支撑滚动前进,华东或滚动的阻力小,可提高效率以及寿命。(3)抗冲击性强。载荷不均匀的输送机,或者高速运转下的输送机,在相当多的情况下容易产生冲击载荷,输送链应具有抗冲击的强韧性耐磨损、乃腐蚀、耐高温等对特殊环境的耐受能力要好(4)可靠性及维护性好2.2.3 张紧装置 链式输送设备均采用链条作为承载主体,由于链条的允许反度误差较大,在使用过程中因链条磨损也会使链条节距变化.因此,链条输送设备一定要设计张紧装置张紧装置的张紧行程与工作链条节距及输送线长度有关
22、,张紧量的设计原则是能满足链反允差及允许链条摩损仲反两节链长长度,以保证链条磨损增加长度后拆除两节链条,输送机能正常工作,以增加它的使用寿命。张紧装置的结构有螺旋张紧结构(如平板或鳞板输送机)、弹簧张紧机构及重锤张紧机构(如悬挂输送机)等形式。图5图6由于链式输送设备的链条拉力通常较大,在采用螺旋张紧结构时,一定要注意使张紧螺杆承受托应力,而不承受拉应力,以满足其强度和刚度的要求,特别当张紧机构的轴支承座为铸铁件时史应如此其轴的支承一般采用带滑动座的双列调心球轴承,选用这种结构的轴承座,一是它能在张紧轨道上移动,以满足张紧的要求,同时调心轴承能保证当两支承有一定量同轴度误差时输送机能正常工作当
23、输送设备采用双链条或两链条以上结构时,由于释链条长度不可能一样长,从动轴上的链轮与轴的结合一定不能采用键联接,而应使链轮能在轴上游动,以减少链条所受的附加拉力。图72.2.4 轨道以及机架的设计图8 机架通常采用型钢焊接而成链式输送设备以链条作为主要工作部件,链条是承载主体,而链条是柔性结构件,因而承载部分的链条一定要用支承轨道对其支承,以使链条作为刚性结构承载,当结构上有下垂链条松边时,由于链条自重较大,为了减小松边张力,提高链条使用寿命和减小驱动装置的动力容量,同时为避兔运行过程中链条与机架发生干涉,松边也定要设计支承轨道,支承轨道常选用有一定强度的耐磨减磨材料.由于链传动有多边形效应,当
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