自动化台式硬币包装机策划创新与研制择析.doc

自动化台式硬币包装机的设计创新与研制择析 　　摘 要：随着我国经济的迅猛发展，硬币的投放量和流通量不断增加。硬币的流通出现了许多社会问题：硬币的供应量不足，如在超市，火车站等单位经常发生无法找零的问题；在公交公司，地铁等单位又存在散币太多不好清理，整点等问题。中转单位银行的硬币整点工作量又不断增加。市场上急需要一种快捷方便的硬币包装机器 关键词：自动化；硬币包装机；设计创新；研制 1 概述 纵观国内外硬币包装处理技术及其设备研究的发展趋势，在朝着多样、自动和小型智能化方向发展，硬币包装机构实用性的研究与开发应以“简单实用、操作方便、安全可靠、成本低廉”为原则。随着辅币的硬币化的推行和硬币投放量的增加，有更多的银行储蓄所、超市商场、公交部门等面临硬币处理和规范化硬币回笼的实际问题。同时，随着近年来基础技术研究的进步，此方面的设备和技术也面临着更新换代。可以说，开发出适合我国国情的、性能先进、功能完善、符合我国使用标准和使用规范习惯的自动化台式硬币包装机来满足广大用户的需求，是有着重大的现实意义的，产品也肯定有着广阔的应用前景和良好的经济前景 2 系统的结构及工作原理 自动化台式硬币包装机的应用，相比较现有的硬币包装技术，采用了转盘机构，传送带机构，弹簧压紧机构，滚轴送纸机构等实现了硬币的自动整理包装，并且产品中压紧装置模仿车床中顶尖工作原理，使硬币在压紧状态下能够保持旋转，同时送纸机构把纸送到旋转的硬币表面上，然后完成一系列动作，最终实现硬币的计数，堆叠，包装等一系列动作 2.1 用总体运动系统 如图1所示，硬币通过转盘的转动而落到皮带上，再由皮带传送到集币筒中，压好压紧装置，把纸送到集币筒中，硬币旋转而把其自身包好 2.2 控制要求 控制转盘电机正反转，并且自动循环，并且在一定时间（设定值）后立即停止 控制传送带电机在转盘电机启动前一秒启动，防止硬币卡在传送带上。并且在转盘停止后的一定时间（设定值）停止 控制滚筒电机在转盘电机停止后的一定时间（设定值）开始启动，启动一定时间（设定值）后停止 2.3 PLC控制程序 （1）控制传送带电机启动以及停止 按下开始按钮，传送带电机启动，由计时器T70控制转动时间（初设值25秒） （2）控制转盘电机正反转以及停止 由计时器T63（初设值1秒）触发中间继电器M1。通过中间继电器，控制电机的正反转，通过调节T66调节正转时间（初设值5秒），调节T65调节反转时间（初设值1秒）。由计时器T64（初设值20秒）或者计数器C0（初设值50）控制转盘电机总转动时间 计数器C0对传感器输入信号计数，计数值即钱币数目50。当计数器计数到达50后，控制转盘电机停止转动，触发计时器T67（初设值6秒）计时，由T67控制滚筒电机开始转动，由计时器T68（初设值15秒）控制滚筒电机停止转动 3 系统的优化设计与创新 3.1 系统的优化设计 3.1.1 总体设计 自动化台式硬币包装机能否实现既定的功能关键在于各电机同时转动时各机构能否协调稳定的工作，因此只有设计好各电机的结构尺寸才能合理、协调地实现其功能 （1）转盘电机和传送带电机：P=14w，N=110r/min，电机轴直径R=7mm，可计算该电机的扭矩与扭力 T=9549P/N=9549×0.014÷110=1.215NM F=T/R=1.215÷0.007=173.62N （2）堆币筒电机：P=8w，N=150r/min，电机轴直径R=7mm，可计算该电机扭矩与扭力 T=9549P/N=9549×0.008÷150=0.509NM F=T/R=0.509÷0.007=72.71N （3）送纸电机：P=10w，N=30r/min，电机轴直径R=6mm，可计算该电机扭矩与扭力 T=9549P/N=9549×0.01÷30=3.183NM F=T/R=3.183÷0.006=530.5N （4）同步带：型号：HTD5M，齿型：T型齿，节距=5.00mm，带宽=30mm，齿高=2.06mm，带厚=3.8mm，周长=595mm，齿数=119齿，拉伸强度≥160N/mm，参考力：130N/mm（伸长率≤4%），硬度：75±5 （5）同步轮：材质：铝合金，齿型：HTD5M，齿距：5mm，内孔径：12mm，齿面外径：39mm，档边外径：44mm （6）轴承及轴承座：我们选用标准件：KFL08、KFL000、KFL001 螺钉：M4，L=15mm，20mm若干；M6，L=15mm，20mm若干，M3，L=15mm自攻螺钉若干 （7）弹簧：线径d分别为0.8mm和1.5mm，展开长度L约为80mm和40m