曲面印刷机气动下料机构设计说明书教材Word文件下载.docx
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B:
轮转机构切向位置设置有料盘机构,料盘(6)上均布装有最多6个模把(5)、料盘(6)装在蜗形凸轮间歇传动箱(7)上并由其驱动作分度运动。
传动箱(7)经万向轴(11)与轮转印刷机构联动,由一只主电机驱动形成主传动链;
C:
轮转机构上的大胶辊(4);
版辊
(1)经及墨辊箱内的墨轮系均通过变速轮与主传动链相联作同步运转;
D:
料盘(6)上A点工位为上料工位,其正前方装有四螺头上杯机构(61),C点为前处理工位,C点工位模把下方装有电火花处理器或火焰处理器,其上方装有模把驱动平皮带,E点为印刷工位,此处大胶辊(4)与模把(5)接触对滚.使胶辊上的彩色图案印在模把上的印刷物外周曲面上,G点工位模把前方装有真空吸附接杯皮带机构(33);
E:
主传动链上装有光电编码器(8)。
图1.1曲面印刷机整体布局图
图1.2曲面印刷机主机座图
1.3国内外曲面印刷机技术现状
当今世界国内外印刷工业,无论是出版物的印刷、包装物的印刷、还是印刷设备和印刷器材的生产,都取了十足的发展。
(1)国内生产厂商主要有瑞安市力泰机械有限公司等。
力泰公司的产LTUV-WZ145型曲面印刷机如图1.3所示,以胶印的方法在塑料制品外表面印制彩色图案。
可一次性印刷出六色图案,广泛使用于印刷酸奶杯、冰淇淋杯、方便面碗、可口可乐等各种圆柱形或圆锥形塑料制品。
其特点:
引进国内外先进的技术,在设计,制造方面有很大的突破,使得设备的工作性能大大提高。
采用从上往下的落杯方式进杯,印刷前电熨处理,印迹清晰,牢固。
主电机采用三相变频调速,同步带传送,无级调速,运行平稳。
供墨量大小可调。
印刷行程和速度可调,以满足不同需求的印刷要求。
根据印刷的要求可调制成各种不同的颜色及色种。
图1.3力泰公司生产的LTUV-WZ145型曲面印刷机
(2)国外生产曲面印刷机的公司有意大利卡夫公司,该公司生产的用于高速瓶盖印刷的LITHO6型全自动六色曲面印刷机如图1.4所示。
LITHO6型六色曲面印刷机适用于刚性和柔性的圆管、瓶盖和圆棒的六色胶印。
图1.4意大利卡夫公司生产的LITHO6型六色曲面印刷机
1.4市场前景分析
曲面印刷技术在中国最开始运用于塑料杯、软管、盒、桶、注塑或者吸塑成型后表面直接印刷,广泛运用于广告杯、酸奶杯、啤酒杯、航空杯、冰淇淋杯、面碗、快速食品容器、果汁杯、奶油盒、化妆品、冰淇淋杯。
曲面印刷的市场需求增大,而相关仪器设备研发相对落后,主要是一些小厂在生产一些科技含量低,手动或者半自动化的产品,这些产品体积庞大,功能单一,效率较低,印刷效果很不理想,难满足市场需求。
本次毕业设计的目的在于设计提供多色套印准确、高速印刷可达每分钟300件的一次性完成印刷的高效率全自动曲面印刷机。
要求满足国际和国内印刷市场对印刷机械的要求,套印准确,图案现性好,自动化程度高,适用于大批量、高效率印刷回转体包装容器。
1.5研究内容
本课题研究气动下料机构,主要使用气动系统,其中气动系统按组成成分可以分为气压发生装置,执行元件,控制元件,辅助元件四部分。
气动下料机的核心部分是气缸,其中有卡杯气缸,拉杯气缸,推杯气缸,压杯气缸四个气缸。
杯子从烘干箱送出被其吸住,转过90°
叠起,杯子在导板上叠够一定长度时,光电开关控制卡杯气缸向下运动,拉杯气缸向后.推杯气缸从侧面顺序运动,将一卷叠好的杯子推到下料台上。
然后复位。
因此此次设计的内容主要有叠杯装置如图1.5,叠杯机架及其下料台地设计。
图1.5叠杯装置示意图
1.6研究意义
丝网印刷的速度巳经提高到几秒钟印一张四色海报,而喷绘同样尺寸地海报要15分钟以上,如此大地速度差距,后者完全取代前者完全是不可能地;
而丝网印刷之所以受到现代人所青睐,是因为其墨层较厚,色彩明亮,现代感强,网版作为这种艺术的制作工具是不能改变的,正如国画家手中地毛笔永远不会改变一样。
中国从建国以来,一直都致力于发展印刷技术,其作用在工业,农业,广告业都有着不可磨灭的作用,所以,我大胆的预计,到了二十一世纪中叶,中国将成为世界上网印需求量最大的国家,故此我们们的课题有着非常大的研究意义。
1.7研究手段
为了对气动下料机构进行分析,确保其准确性,生动性,我选择了SolidWorks软件进行三维建模。
在SolidWorks软件中用三维草图、曲线、曲面等建模,然后按工艺要求进行各面地组合。
SolidWorks软件分离出零件图、展开图,方法便捷、高效,既满足了设计要求,又保证了工艺要求。
Solidworks主要拥有以下几种模块:
(1)零件建模;
Solidworks就像人的意识一样,只不过一个是用大脑控制身体,一个是由鼠标操作,它提供了及其强大的实体建模功能,通过拉伸、旋转、打孔等一系列的操作来完成一个零件的设计。
(2)曲面建模;
Solidworks就像人操作剪刀一样,可以把设计出来的模型从任意角度剪切,修改,直到你想要为止。
(3)钣金设计;
Solidworks提供了顶尖,全方面的钣金设计。
(4)数据转换;
Solidworks是很好用的,我们大学中二维用到了CAD,但是它们两个可以相互转化,在三维和二维中切换,直到操作到我想要的零件。
2下料机构气动系统设计
2.1气压传动的特点
2.1.1气压传动的优点
(1)以空气作为传动介质是因为它获得方便,就地取材,不必担心废气污染问题,从而也就不用设计排气模块。
(2)因空气的粘性度很小,基本上可以忽略不计,因流动阻力损失很小,所以便于集中供气、远距离输送。
外泄漏不会像液压传动那样污染环境。
(3)与液压传动相比,速度,维护,清洁,都较好。
(4)可以在复杂环境下工作,尤其在易燃、易爆、等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制好。
(5)成本低,过载能自动保护。
2.1.2气压传动的缺点
(1)由于空气具有可压缩性,因此工作速度稳定性稍有点差。
但采用气液联动装置会得到满意地效果。
(2)因工作压力低(一般为0.3~1.0MPa),又因结构尺寸不宜过大,总输出力不宜大于10~40KN。
(3)噪声过大。
2.2气动技术的应用
(1)在机械工业中,如组合机床的程序控制、轴承的加工、零件的检测、汽车制造、农业机械的生产线上、木工机械设备和工业机器人中得到广泛应用。
(2)在冶金工业中,金属的冶炼、烧结、冷轧、热轧、线材、板材的打捆、包装,连铸连轧的生产线上已有大量应用。
(3)在轻工、纺织、食品工业中,缝纫机、彩色电视机、洗衣机、电冰箱、纺织机械、皮鞋制革、卷烟、食品加工等生产线上已得到广泛应用。
(4)在化工、军功企业中,对于化工原料的输送、有害液体地灌输、炸药的包装、石油钻采等设备上已有大量应用。
(5)交通运输中,列车的制动闸、车辆门窗的开闭,气垫船、鱼雷的自动控制装置等气动的应用很广。
2.3气压传动系统的组成
(1)动力元件:
是产生气体的装置,它的主要部分是空气压缩机,它可以将原动机的机械能通过空气压缩转变为气体的压力能。
(2)辅助元件:
我们知道,液压传动的介质是液体,液体都需要净化消音或者是连接其他部件,而气体也是一样,辅助元件与其它元件连接是一个中介的作用,所以它是必不可少的。
(3)执行元件:
动力元件产生了气体的压力能,有了这种压力能必须要作用在工作部件上才行,而执行元件就是起到了这样一个效果,其中包括了气缸的运动和马达的运动,一个是直线运动一个是回转运动。
(4)控制元件:
控制是必不可少的,其中包括压力阀,流量阀,方向阀,元件控制。
2.4气动系统功能简介
气动下料机构是全自动曲面印刷机地一台辅机,用于将印刷油墨干燥以后的杯子摞成卷,并按一定长度推至下料台。
气动下料机构使用了4个气缸,电磁阀及其他一些气动辅助元件。
气动的广泛应用“可见一斑”,涉及到的气缸有单杆、双杆、带开关、不带开关型气缸。
气动完成下料机绝大部分地动作。
气动原理示意图如图2.2所示。
该系统中分别有四个气缸,分别是压杯气缸,用于将杯子压住。
卡杯气缸,将杯子卡主,用吹气嘴将两两杯子间有间隙,拉杯气缸用于将杯子拉到一定长度,推杯气缸负责杯子拉到一定长度后将杯子推向下料台。
是电磁阀组,里面装有4个电磁阀,分别控制4个气缸的运动。
速度控制器分别控制拉杯气缸和推杯气缸的运动速度。
图2.2气动原理示意图
2.5各种阀的选择
2.5.1电磁阀的选择
电磁阀选型需要考虑几个性质才可以,即安全性,可靠性,适用性,经济性四大原则,其次是根据六个方面地现场工况。
选型依据:
(1)根据管道参数选择:
通径规格
a按照现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸。
(2)根据流体参数选择:
材质、温度组
a流体粘度:
50cSt以下可任意选择,如果大于此数据,则要选用高粘度电磁阀。
(3)根据压力参数选择:
两种方式:
原理和结构品种
a公称压力:
根据管道公称压力来定。
b工作压力:
如果工作压力低则必须选用直动或分步直动式原理;
最低工作压差在0.04Mpa以上时直动式、分步直动式、先导式均可选用。
(4)电气选择:
AC220V、DC24。
(5)根据工作时间来确定阀是否是常闭,常开或者是可持续通电工作。
a当电磁阀需要长时间开启,并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。
b要是开启的时间短或开和关地时间不多时,则选常闭型。
c但是有些用于安全保护地工况,如炉、窑火焰监测,则不能选常开的,应选可长期通电型。
2.5.2减压阀的选择
(1)气源压力的最大值应比减压阀最大工作压力大0.1Mpa。
(2)要求减压阀的出口压力波动小时,如出口压力波动不大于工作压力最大值的±
0.5%,则选用精密型减压阀。
(3)如需遥控时或通径大于20㎜以上时,应尽量选用外部先导式减压阀。
2.5.3减压阀的选择
(1)减压阀规格的选择是根据最大流量来确定的。
(2)根据功能要求,选择阀地品种。
如调压范围、稳压精度(是否要选精密型减压阀)、需遥控否(遥控应选外部先导式减压阀)、有
无特殊功能要求(是否要选大流量减压阀或复合功能减压阀)。
2.5.4过滤器的选用
(1)选择过滤器的类型。
根据过滤对象地不同,选择不同类型的过滤器。
(2)按所需处理的空气流量QV(换算成标准状态下)选择相应规格的过滤器。
所选用的过滤器额定流量QO与实际处理流量Qr之间应有如
下关系:
Qr≤QO[10]。
3摞杯装置及摞杯机架的设计
3.1摞杯装置的组成
叠杯装置可以使杯子在导板上叠够一定长度时,光电开关控制卡杯气缸向下,拉杯气缸向后,推杯气缸从侧面顺序作动,将一卷叠好的杯子推到存杯斜台上,然后复位。
叠杯装置的组成有四个气缸、气缸座、导板、滑动轴承,、轴承座、滑动架、端盖、滑道、推板、托架、导轨、光电固定座、导向轴及其一些固定座、压板等构成。
3.2气缸类型的选择
根据工作要求和条件,正确选择气缸的类型。
要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸;
要求重量轻,应选轻型缸;
要求安装空间窄且行程短,可选薄型缸;
有横向负载,可选带导杆气缸;
要求制动精度高,应选锁紧气缸;
高温环境下需选用耐热缸;
在有腐蚀环境下,需选用耐腐蚀气缸。
在有灰尘等恶劣环境下,需要活塞杆伸出端安装防尘罩。
要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。
(1)气缸的选型步骤
气缸的主要分类如图3.1所示。
下面以单活塞杆双作用缸为例介绍气缸的选型步骤。
①气缸缸径。
②气缸的行程。
③气缸的强度和稳定性。
气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。
一般情况下,采用固定式气缸。
气缸的缓冲装置。
根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置。
如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下,需在活塞杆伸出端安装防尘罩。
表3.1气缸分类
分类
简图
说明
基本型气缸
通用气缸
固定式气缸
脚架式
轴向脚架式
脚架上承受力矩,气缸直径越大,力矩越大
侧面脚架式
法兰式
前法兰式
前法兰紧闭,安装螺钉受拉力较小
后法兰式
后法兰紧闭,安装螺钉受拉力较小
单选耳式
气缸可围绕尾部轴稍摆动
双选耳式
气缸可围绕尾部铰轴摆动
前端铰轴式
气缸可围绕前端铰轴摆动
后端铰轴式
气缸可围绕中间铰轴摆动
(2)气缸直径计算
由F/q,计算出气缸理论出力F1,最后计算出缸径及杆径,并按标准圆整。
气缸拉动纸杯及排杯转鼓向上克服重力运动。
设定纸杯及排杯转鼓的质量为m=20kg,拉杯气缸行程s为125mm,推杯气缸行程s为250mm,压杯气缸、卡杯气缸行程s均为为10mm,经1s时间纸杯运动到位,系统工作压力为额定压力取p=0.5MPa,试选定气缸直径。
拉杯气缸:
实际轴向负F=mg=20X9.8=196N(3.5)
气缸平均速度V=s/t=125/1=125mm/s(3.6)
选定负荷率q=0.5
则气缸理论输出力F1=F/q=196/0.5=392N(3.7)
气缸推力
(3.8)
气缸直径
(3.9)
选择气缸缸径,可按照气缸输出力经验表(表3.1)
选定气缸缸径为D=32mm
可查出活塞杆直径:
d=12mm,理论上拉力的大小
=346N。
推杯气缸:
气缸平均速度V=s/t=100/1=100mm/s(3.6)
气缸直径:
=25(3.9)
气缸缸径按照气缸输出力经验表(如下表3.1)选定气缸缸径为D=25mm,可查出活塞杆直径d=10mm,理论拉力的大小
=206N。
卡杯气缸、压杯气缸:
气缸平均速度V=s/t=10/1=10mm/s(3.6)
=20(3.9)
同3.1表,选定气缸缸径为D=20mm,可查出活塞杆直径d=8mm,理论拉力的大小
=132N。
F=理论气缸出力(N)
气缸输出力
P=空气压力(bar)
D=活塞杆直径(mm)
实际输出力
F′=F×
85%
F′:
效率为85%时的输出力
1MPa=10kg/cm²
1N=0.1kgf
缸径
D(mm)
活塞杆直径d(mm)
输出力F(N)
受压面积
(cm²
)
工作压力(MPa)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
12
6
F1
1.13
22.6
33.9
43.2
56.5
67.8
79.1
90.4
F2
0.85
17.0
25.5
34.0
42.5
51.0
59.5
68.0
16
2.01
40.2
60.3
80.4
100.5
120.6
140.7
160.8
1.72
34.4
51.6
68.8
86.0
103.2
120.4
137.6
20
8
3.14
62.8
94.2
125.7
157.1
188.5
220.0
251.0
2.64
52.8
79.2
105.6
132.0
158.4
184.8
211.2
25
10
4.91
98.2
147.3
196.3
245.0
294.0
344.0
393.0
4.12
82.4
123.4
164.8
206.0
247.2
288.4
329.6
32
8.03
160.6
240.9
321.2
401.5
481.8
562.1
642.4
6.91
138.2
207.3
276.4
345.5
414.6
483.7
552.8
40
14
12.57
377.0
503.0
628.0
754.0
880.0
1010.0
11.03
220.6
330.9
441.2
551.5
661.8
772.1
882.4
10.56
211.0
317.0
422.0
528.0
633.0
799.0
844.0
50
19.63
393
589
785
982
1178
1374
1571
16.49
330
495
660
825
990
1155
1319
63
31
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