Проектирование и расчет типовых механизмов фасовочно-упаковочного оборудования

Поэтому там, где возможно, в качестве исполнительных механизмов фасовочно-упаковочных автоматов целесообразно применять шарнирно-рычажные механизмы вместо кулачково-рычажных, что практически не приводит к усложнению кинематических схем автоматов.

При проектировании передач к исполнительным органам автоматов кулачки целесообразно располагать на отдельных распределительных валах, поскольку подобная компоновка обеспечивает компактность привода и улучшает условия наладки цикла автомата.

В зависимости от размещения кулачково-рычажного механизма в автомате движение от толкателя к рабочему органу передается различными способами. В одном случае рабочий орган жестко или с помощью пружин соединяется с толкателем, в другом - толкатель является ведущим звеном плоского или пространственного передаточного механизма, к ведомому звену которого жестко или с замыканием пружиной присоединяется рабочий орган. Плоский передаточный шарнирно-рычажный механизм может быть применен, если оси всех шарниров параллельны оси вала толкателя, в противном случае неизбежно применение пространственного передаточного механизма. Пространственные передаточные механизмы чаще всего являются шарнирно - рычажными, с включением звеньев, присоединяемых шаровыми шарнирами. Применяется также включение в состав передаточных механизмов конических секторных зубчатых передач.

Силовое пружинное замыкание кулачковой пары упрощает конструкцию и технологию изготовления кулачков, а также обеспечивает устранение игры толкателя. В то же время воздействие пружин приводит к колебаниям вращающего момента на ведущем валу. Пазовые кулачки и кулачки с двухроликовыми толкателями сложнее открытых по конструкции и технологии изготовления. В них неизбежна игра толкателя из-за наличия зазоров между роликами и стенками паза или профилями кулачков. Отсутствие замыкающих кулачковую пару пружин уменьшает колебания вращающего момента на ведущем валу.

Наибольшее распространение в фасовочно-упаковочном оборудовании получили кулачково-рычажные механизмы, в которых необходимый закон движения рабочего органа задается профилем кулачка. Простые кулачково-рычажные механизмы имеют всего два подвижных звена - кулачок и толкатель, а более сложные получаются присоединением к толкателю других подвижных шарнирно-рычажных звеньев. Шарнирно-рычажный механизм в простейшем случае представляет собой четырехзвенник с тремя подвижными звеньями - кривошипом или эксцентриком, шатуном и ведомым звеном. Более сложные шарнирно-рычажные механизмы получаются путем присоединения к кривошипу или к звеньям шарнирного четырехзвенника еще одной или нескольких шарнирно-рычажных групп звеньев.

В качестве исполнительных механизмов фасовочно-упаковочных машин и автоматов в зависимости от выполняемых ими функций могут использоваться кулачково-рычажные, шарнирно-рычажные, а также механизмы с пневмо- или гидроприводом.

Для реализации в фасовочно-упаковочном оборудовании непрерывного режима движения транспортирующих устройств используются типовые конструктивные схемы транспортеров и конвейеров, кинематические схемы которых хорошо известны. Для обеспечения периодического движения несущего органа транспортирующих устройств, в кинематические схемы вводятся соответствующие механизмы, позволяющие преобразовать непрерывное вращение ведущего звена в периодическое движение ведомого. Такими механизмами могут быть шаговые двигатели, мальтийские, храповые, рычажно-зубчатые, кулачково-цевочные и другие механизмы. Для линейных транспортирующих устройств с периодическим движением несущих органов чаще всего применяются шаговые двигатели, храповые и рычажно-зубчатые механизмы, а для карусельных - мальтийские и кулачково-цевочные.

Выбор кинематических схем для механизмов

Механизмы фасовочно-упаковочного оборудования, взаимодействующие с продуктами, можно разделить на две группы, первую из которых составляют устройства транспортирования продукта в зону фасовки и упаковки, вторую – собственно исполнительные механизмы с различными рабочими органами, осуществляющими операции фасования и упаковывания. Проектирование и выбор конкретного вида исполнительного механизма и его кинематической схемы определяется величиной и траекторией движения его рабочего органа, скоростными параметрами и динамическими характеристиками.

Кулачково-рычажными механизмами можно осуществить практически любые необходимые для упаковки продукта движения рабочих органов. При этом чаще всего применяются механизмы с вращающимися кулачками и качающимися толкателями. Значительно реже используются поступательно движущиеся толкатели. В зависимости от относительного расположения осей валов кулачка и толкателя применяются дисковые или цилиндрические кулачки. Дисковые применяются в том случае, когда оси валов кулачка и толкателя параллельны между собой, цилиндрические – при скрещивании осей под прямым углом. Те и другие кулачки выполняются открытыми с силовым пружинным замыканием кулачковой пары и пазовыми или двухроликовыми с геометрическим замыканием.

К недостаткам управления технологическим циклом фасовочно-упаковочного автомата с помощью системы кулачков можно отнести жесткие величины перемещений рабочих органов с практическим отсутствием их возможного изменения в процессе работы без замены профиля того или иного кулачка. Кроме того, кулачково-рычажные механизмы имеют ряд ограничений, препятствующих увеличению скоростей работы, а отсюда и увеличению производительности упаковочных автоматов:

- интенсивный износ профилей кулачков;

- скачкообразный характер изменения и большие величины ускорений толкателя, возникающие из-за незначительных неточностей обработки и неравномерного износа профилей кулачков;

- сильные колебания вращающего момента на ведущем валу из-за воздействия пружин, служащих для силового замыкания кулачковых пар.

Дата добавления: 2014-11-29