基于Pro/E的新型硬幣包卷機的機械結構設計

2014-11-27 魏 鼎 陜西科技大學 機電工程學院

  用一種新型機械結構設計了一種硬幣包卷機的包卷系統;應用Pro/E三維建模軟件建立了三維模型并進行了機構運動學分析;分析結果顯示,該硬幣包卷機減少了硬幣包卷環節,提高了包卷效率,并可降低生產成本。

  引言

  銀行、公交等具有大量硬幣處理業務的金融機構和企業需要專用的硬幣清分機和包裝機,以有效的處理回籠的硬幣,并使之重新進入流通領域,從而調節硬幣的供求。然而,目前硬幣的自動包裝設備與市場要求尚有較大差距。其一是現有產品體積大且價格較高,主要面向銀行的貨幣庫處理中心或造幣廠,不便于其他用戶使用;其二是由于市場現有硬幣包裝機結構復雜,包卷過程繁瑣,導致包裝機成本較高。為解決這些問題,需要設計具有新型機械結構的硬幣包卷機。

1、硬幣包卷機工作原理及機械子系統

  硬幣包卷機的主要功能是實現散裝硬幣的自動清分、計數、檢偽以及包卷功能,其中的包卷系統由控制子系統和機械子系統組成。機械子系統可分為6個功能單元,如圖1所示。

包卷機機械系統框圖

圖1 包卷機機械系統框圖

  本文設計的硬幣包卷機的工作原理是:

  1)散裝硬幣堆積在加速轉盤中,轉盤高速旋轉,硬幣在離心力作用下緊貼轉盤邊沿做圓周運動;

  2)硬幣通過轉盤下部的缺口進入滑道,同步帶緊壓硬幣上表面在滑道上高速滑行,在此過程中,完成對硬幣的檢偽、剔除偽幣以及分類計數任務;

  3)硬幣在滑道末端落入堆碼桶,堆積成50枚一組的圓柱狀成組;

  4)上下卡爪相向運動夾緊硬幣成組,之后移送單元旋轉30°使硬幣成組轉移到包卷位置;

  5)三輥子包卷機構相向運動,輥子與硬幣成組圓周面接觸并保持一定夾緊力;

  6)供紙單元電機啟動,搓紙輪搓入預先裝入的標準規格包卷紙,同時三輥子包卷機構開始旋轉,把包卷紙卷繞在硬幣成組表面,當包卷紙邊沿通過折邊機構時,包卷紙在折邊機構的限位作用下受迫變形,從而實現折邊;

  7)包卷完成后,卡爪反向運動松開硬幣成卷,移動到堆碼位置等待下一輪夾持移送過程;三輥子機構反向運動,松開成組。硬幣成卷自由落下,進入收集器。

  包裝機工作流程如圖2所示。

包裝機工作流程圖

圖2 包裝機工作流程圖

5、結論

  本文根據硬幣包裝機市場需求和已有硬幣包卷機的不足,設計了一種新型硬幣包卷機系統。設計中特別對進紙機構、移幣機構和折邊機構做了改進,整合了折邊機構和移幣機構,縮小了整機體積,減少了包卷步驟,從而提高了包卷效率。按照實驗參數最高處理硬幣速度可以達到1500枚/分鐘。