基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機夾持機構的設計與研究

2014-11-27 孫書偉 華南理工大學

  針對對夾式洗瓶機的工作要求,提出一種針對夾持機構的改進方案。本文重點闡述了對夾式洗瓶機的結構原理,集中對夾持部分提出了改進,并運用Pro/E進行了運動仿真,驗證了運行時各機構之間的間隙和夾持效果。對于仿真參數和運行效果,可作為對夾式洗瓶機設計參考。

  引言

  隨著瓶裝食品的快速發展,對洗瓶-烘干一體機的需求日益增加,國外一些先進國家的洗瓶-烘干一體機已經達到數萬瓶/h的生產速度。我國常見的洗瓶機品種、規格、結構較多,就濕式洗瓶機而言,比較典型的有轉鼓式、鏈式自動洗瓶機、無鏈式自動洗瓶機、撥盤式洗瓶機,及回轉式洗瓶機等,這些洗瓶機大部分有上下瓶機構,瓶子在輸送過程中需要瓶套或瓶口夾,一套瓶套或瓶口夾只能對一種瓶型進行清洗,生產能力低,用途的廣泛性受到限制。全自動對夾式洗瓶機結構緊湊,運行穩定、可靠。適用于不同瓶徑及高度的玻璃瓶、塑料瓶、易拉罐等灌裝容器內外沖洗,且無須更換任何零件,用途廣泛,運行速度可以達到30000瓶/h。滿足了飲料、調味品生產企業對多種包裝規格同機清洗、干燥的要求,是一種多功能、一體化的自動化機械。

1、對夾式洗瓶機的組成及作用

  如圖1所示,對夾式洗瓶機主要由夾體、夾體調節機構、導向輪、輸送清洗風干機構、機架、電器控制6部分組成。

基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機夾持機構的設計與研究

圖1 對夾式洗瓶機示意圖

1-輸送風干部 2-導向輪 3-夾體調節部 4-機架

  1.1、夾體

  夾體主要由不銹鋼方管焊接組成。進出夾體部分采用喇叭口形式,使瓶子進出夾體更加順利穩定,不產生擠瓶、撞瓶、碎瓶現象。

  1.2、導向輪

  如圖2所示,導向輪主要保證夾瓶鏈能正常工作,使瓶子順利倒置,進入下面的各工作段。導向輪中加防護板形成封閉,防止瓶子掉下來時藏于導向輪部位,而導致卡住導向輪或損壞鏈條的現象發生。

基于Pro/E運動仿真的對夾式洗瓶機夾持機構的設計與研究

圖2 導向輪示意圖

  1.3、夾體調節機構

  如圖3所示,夾體調節機構主要完成夾體的調節功能。通過中間的手輪來帶動螺桿使左右夾體在上下導桿上運動,從而調節夾體間距和夾緊力。

  1.4、輸送清洗烘干機構

  主要作用如下:(1)在不銹鋼平頂轉彎鏈輸送瓶子期間,完成瓶身沖洗工作;(2)在夾瓶鏈輸送瓶子期間,完成瓶內腔清洗干燥工作;(3)輸送鏈兩邊采用雙層可調式護欄,進行高低調節和寬度的調節,適應不同瓶型的輸送要求。瓶身清洗采用對稱噴淋方式。瓶內腔清洗干燥由消毒水清洗段、清水清洗段、高壓風吹干段、熱烘干段組成。噴淋風干管道高低可調,能適應不同的瓶高。并安裝全接水系統,使噴淋時濺出的水統一回流到指定水槽,然后集中排走。烘干機構利用熱風對玻璃瓶進行干燥。

 對夾式洗瓶機的夾持系統示意圖

圖3 對夾式洗瓶機的夾持系統示意圖

1-調節螺母 2-手輪 3-夾體 4-夾體調節裝置 5-不銹鋼方管

  1.5、機架

  機架整體為全不銹鋼方管焊接而成,下部水槽采用集中補水管道和集中排水管道,還在每個水槽中設置有玻璃碎片清理口,同時在出夾體處加漏斗形導向槽,瓶子掉下來時可以引導到收集籃或水槽中,防止卡住導向輪的轉動。每個相關工位水槽用活接連通,保持水位一致。

5、結論

  夾體調節機構經過改進后,瓶頸夾體調節機構實現了自動夾緊瓶子,按需要進行夾體運動。不但減少了人工操作,提高了工作效率,而且夾緊力的調節由依靠工人經驗粗略的控制變為依靠自動化設備精確的控制。同時,改進后的機構保留了人工操作的手輪,可用于夾緊力不確定的小批量瓶子清洗,或者電機、磁粉制動器出故障的時候使用。

  經實際運行測試,上述設計對夾式洗瓶機在瓶頸50~80mm、瓶高70~140mm、生產能力為350瓶/min的條件下,洗瓶機的輸送鏈運動和夾瓶鏈運動在控制系統的控制下實現相互協調,運行良好