高速旋转式吹瓶机凸轮设计.ppt

曲率对比图 25.弹簧长度分析 摆线规律 简谐规律 原有设计方法 弹簧长度最大值(mm) 290 290 290 弹簧伸长长度最大值(mm) 70 70 70 弹簧刚度值(N/mm) 0.96 1.031 1.136 弹簧伸长长度与直动凸轮滚子加速度值匹配性 匹配较好 匹配较好 匹配情况不好 组合凸轮运行过程中弹簧的各项数据对比 根据组合凸轮的弹簧功能，弹簧刚度一定的情况下，弹簧的拉力正比于弹簧的伸长长度。因此，在设计过程中希望弹簧伸长长度较为均匀，差值不要过大。 弹簧长度对比图 根据弹簧的受力分析，由于凸轮的最高转速一定，从动件组件的质量确定，因此，离心力为恒定值，根据凸轮径向力的定义，从动件组件的质量一定，即径向力正比于滚子的加速度，因此，弹簧的伸长长度应该与滚子的加速度图相协调，即当滚子加速度较大时需要比较大的弹簧拉力才能保证滚子沿着凸轮轮廓运动，当滚子加速度较小时，为了减轻电机的负载，需要弹簧的拉力较小，对比图可知，在摆线规律曲线下，弹簧的伸长长度与滚子加速度的协调性更好，因此从弹簧伸长长度规律这一参数对比可得，摆线规律更适于用于旋转式吹瓶机取、送瓶组合凸轮系统。 26.凸轮曲线加速度分析 摆线规律 简谐规律 原有设计方法 摆动凸轮加速度最大值(mm/s^2) 38000 45000 65000 直动凸轮加速度最大值(mm/s^2) 120000 130000 145000 摆动凸轮加速度值波动情况 较好 较好 很差 直动凸轮加速度值波动情况 较好 较好 很差 对于凸轮滚子加速度的分析主要从以下两个方面来判定，即凸轮滚子加速度的峰值大小和变化率 组合凸轮加速度对比 加速度对比图 1.凸轮滚子加速度的大小 加速度对凸轮机构的影响主要体现在惯性负载方面，加速度越大，机构的惯性载荷越大，则作用在凸轮与从动件之间的接触应力越大，对机构的强度和耐磨性要求也就越高，即在相同强度和耐磨性条件下，加速度越大，机构的寿命越短，因此，为了减小机构的惯性负载，同时也延长机器的工作寿命，在凸轮运行过程中，希望产生的加速度越小越好。 2.凸轮滚子加速度变化率 加速度的变化率即相当于了凸轮曲线的跃度，跃度值对于凸轮机构运行的稳定性相当重要，特别是当从动件转速较快时，希望跃度值越小越好，特别是在旋转式吹瓶机的取、送凸轮中，凸轮机构运行的平稳性是机械手取、送瓶准确性的前提，必须绝对保证。 28.凸轮曲线速度分析 摆线规律 简谐规律 原有设计方法 摆动凸轮速度最大值(mm/s) 950 950 1300 直动凸轮速度最大值(mm/s) 1800 1700 2200 摆动凸轮速度范围(mm/s) 10~950 10~950 10~1300 直动凸轮速度范围(mm/s) 200~1800 200~1700 100~2200 根据动量的定义，当质量一定时，动量的大小正比于速度的大小。从凸轮机构的理论分析可知，速度对于凸轮运行的影响主要体现在，当速度过大时，就会导致动量过大。当凸轮机构的设计凸轮曲线不理想、不光滑，从动系统的运动突然变向受阻，会对凸轮产生极大的冲击，影响设备的旋转速度和引起较大的冲击振动，甚至危及设备及人身安全。凸轮曲线的设计希望动量小。 组合凸轮速度对比 速度对比图 结论 本文将pro/E的CAE模块和matlab GUIDE工具箱应用到全自动旋转式吹瓶取、送瓶凸轮系统的设计中，详细分析了取、送瓶不同段曲线的设计过程，并通过三维仿真研究了曲线的特性： 　　　1.将取、送瓶凸轮的取瓶和送瓶动作与典型凸轮的升程、休止、回程动作结合起来，通过矢量分析法，建立并求解取、送瓶凸轮升程段、休止段以及回程段曲线的参数方程, 在凸轮盘过渡部分曲线设计过程中，引入五次样条曲线，并根据已经确定的凸轮运行参数，利用matlab分别以凸轮取先两个端点处的位移、速度以及加速度值为边界条件，建立并求解过渡曲线的参数方程；使凸轮的设计过程的理论基础更加完善，保证了凸轮从动机械手指取瓶和送瓶动作的绝对准确性。 　　　2.通过各种不同线型曲线的对比分析，采用摆线规律和简谐规律作为取、送瓶凸轮的升程和回程规律时，凸轮曲线比较平滑，曲率连续且波动较小。 　　　 展望 旋转式吹瓶机的凸轮系统是整个设备的核心部件，设备在运行过程中的一系列动作都是通过凸轮机构控制完成的，如控制模具打开和闭合的摆臂凸轮、控制模具锁止和解锁的摆臂凸轮、控制底模升降的直动凸轮、控制拉伸杆升降的直动凸轮、控制取、送瓶胚机械手指运动的直摆组合凸轮以及控制取、送瓶子机械手指运动的直摆组合凸轮，六大凸轮系统的协调动作对整个设备的运行起着至关重要的作用，因此在凸轮设计过程中必须考虑与其他凸轮系统的相关性，这是进一步需要解决的问题。 PET旋转式吹瓶机取、送瓶