灌装机配件进瓶螺杆的设计与数控加工.doc

灌装机配件进瓶螺杆的设计与数控加工 ? ? ? ?从以上的运动描述中，我们不难发现起主要作用的是此装置中的进瓶螺杆，要达到定距分隔定时供给的工艺要求，这条螺杆必须满足以下几个条件： ? ? ? ?(1)把容器顺畅导入螺旋槽； ? ? ? ?(2)容器沿进瓶螺旋杆前进时应平稳； ? ? ? ?(3)容器与星形拨轮能够顺利衔接。 ? ? ? ?根据以上三个条件，我们可以把进瓶螺杆设计成三段式组合螺杆：等速段即等螺距(进口端)+变加速段(中间过渡)+等加速段(出口即与星形轮的衔接)。 当然如果有特别的要求，还可以根据工艺目的进行其他螺旋线的组合。在供送过程中，进口端采取等螺距有利于容器的平稳进入，减轻“陡振”现象。为了加工及容器进入的方便，我们还常把进口端设计为锥形(其夹角近10ordm;锥形长度为总长的15%)。要满足中间段的功能要求，则要设计成为按某种曲线规律变化的变加速度段，这样螺旋线上的各个衔接点均有对应相等的螺旋角、速度和加速度，冲击减弱，从而保证平稳连接。而出口端鉴于星形轮的节距一般都大于两器件接触时的中心距，所以要设计为变螺距，并以等加速规律逐渐增大其间距，直到螺距增大到与拨轮节距相等，保证顺利衔接。 ? ? ? ?1.进瓶螺旋杆设计的基础公式即运动方程 ? ? ? ?速度：V=∫adt=at+C1 ? ? （式中a为加速度、t为时间、C1为待定系数） ? ? ? ?位移：S=∫vdt=∫（at+c1）dt= c1t+1/2at2 + c2（C2为待定系数） ? ? ? ?根据边界条件可知：C1=V0（初速度） ?C2=0得： ? ? ? ?V=V0+at ? ? ? ?S=V0t+1/2at2 ? ? ? ?2.各段螺旋线参数 ? ? ? ?在下文所提到速度、加速度与运动方程的单位有所不同，速度V为螺杆每转容器的位移量，单位是mm/t（毫米/转）；加速度则是螺杆每转容器速度的变化量，单位是mm/t2（毫米/转2） ? ? ? ?①、等速段的参数选取 ? ? ? ?根据速度与位移的关系我们可以知道，要想供送容器平稳导入螺旋槽，则要保证螺杆每转的位移量V1 与容器的外径几乎相等。设容器的半径为R则： ? ? ? ?V1 =2R+△ (△为两相邻容器的平均间隙2~5mm 计算、加工时可以忽略) ? ? ? ?设等速段螺旋线的最大圈数为t1 (常取0.5~2圈)，则等速段的轴向位移：S1=V1t1 ? ? ? ?②、变加速段的参数选取 ? ? ? ?根据传送速度的不同要求，其螺旋线也可有不同的设计。 ? ? ? ?正弦加速度曲线：行程始、末加速度等于零，故起动平稳，适用于中、高速供送。 ? ? ? ?余弦加速度曲线：最大的加速度及扭矩小，起动较平稳，行程始末是柔性冲击，适用中、低速供送。 ? ? ? ?还有设计者提出多项式方程法，该方法对速度过高过低都有可能发生干涉，仅适用“L”形星形拨轮或用于输送不易碎的容器。 ? ? ? ?下面以余弦曲线为例，设此段螺杆的供送加速度a2由零值依余弦函数变化规律增加到最大值atilde;，按坐标系可写出：a2=-C3cos。则相应的供送速度及轴向位移： ? ? ? ?V2=-∫a2dt2=－C3 sin ＋C4 ? ? ? ?S2=∫v2dt2=C3 cos ＋C4ｔ2＋C5 ? ? ? ?式中的t2、t2m分别表示被供送物件移过行程S2及最大值S2m所需的转数（通常约为1~2.5圈）。由边界条件可知，当t2=0时，S2=0，V2=V3 0 ；a2 =-atilde;。当t2=t2m时，a2 =0。V2=V1，其中V3 0为等加速段的入口速度。V1为等速段的速度。则各待定系数可确定为：C3=atilde;，C4 = V3 0 = V1，C5 =-atilde;将系数代入S2=∫v2dt2=C3 cos ＋C4ｔ2＋C5式得：S2=-atilde;（cos1）+ V3 0t2? ? ? ?③、等加速度段参数选取 ? ? ? ?令进瓶螺旋杆等加速的供送加速度： ? ? ? ?ａ3＝atilde;则相应的供送速度及轴位移： ? ? ? ?V3　＝∫atilde;dｔ3＝atilde;ｔ3＋C6 ? ? ? ?S3=∫v3dｔ3　＝t32＋C6ｔ3＋C7 ? ? ? ?式中ｔ3表示被供送物件移过行程所需的转数（一般为2~5圈），由边界条件得知：ｔ3＝0时，S3＝0，V3＝V2ｍ，故可确定各待定系数：C6＝V2m　C7＝0,将C6和C7值代入S3=∫v3dｔ3＝t32＋C6ｔ3＋C7，解出S3= V2ｍｔ3+ｔ3　2 ?? ? ? ? ?另根据供送的容器要与星形拨轮顺利衔接，还必须保证等加速段末速V3m等于星形拨轮的节距Se即：V3m=Se == ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?