毕业论文码垛机物料包装线装袋后推出机构设计28575.doc

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1、学校代码： 10128学 号：200810101066 本科毕业设计说明书（题 目：物料包装线装袋后推出机构设计学生姓名：韩伟学 院：机械学院系 别：机械设计制造及其自动化系专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机制08-1班指导教师：贺向新 讲师二 一二年 六 月摘 要码垛机是机、电一体化高新技术产品,中、低位码垛机可以满足中低产量的生产需要。可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。 最优化的设计使得垛形紧密、整齐,其中装袋后推出机构的设计是整个物料包装线最重要的环节之一。推出机构是促使装袋后的石蜡能够按指定的参数到达下一工位而不影响下一工位的正常工作。推出机构的

2、设计是一个系统的过程，既要考虑上一工序的影响又要顾及整个包装线的完整运行。因此本工位的设计对前面和后面的工序都有着重要的影响。其设计的基本思路基于以下要求：1) 全面而准确的满足整机工艺和技术要求2) 结构简单，使用和维护容易。3) 传动平稳，符合国家噪声标准要求。4) 无泄露，无污染，高效节能。5) 所有元件和零、部件的标准化、系列化、通用化程度高。设计验算结果说明，设计的工作装置满足设计要求。关键词：推出机构；码垛机；气压系统AbstractStacking machine is mechanical and electrical integration high-tech product

3、s. In bundler can meet, low yield production needs. In accordance with the requirements of the organization mode and layer and the completion of material, plastic bag piece, the case etc all kinds of product palletizing. Optimization design makes the heaps form a tight, and tidy. And one of the cont

4、ainer design of the mechanism is introduced after the material packing line of one of the most important link. Out to the agencies are bagging paraffin specified parameters can reach the next location and not affect the normal work of the location. Introduced the design of the institution is a syste

5、m of process, since want to consider the impact of the process and the packaging line complete concerns operation. So the location of the design of the front and the back of the process all have the important. The basic idea of the design is based on the following requirements: 1) comprehensive and

6、accurate meet the process and technical requirements.2) with simple structure and easy to maintain.3) smooth transmission, comply with the national standard of noise requirements.4) no leak, no pollution, high efficiency and energy saving.5) all components and parts of standardization and serializat

7、ion, generalization degree is high.Results show that the design check, the design of equipment to meet the design requirements. Keywords: launch institutions; Stacking machine; Pneumatic system目录绪论1第一章 石蜡包装线的整体设计41.1 叠摞前51.2 叠摞工位的设计61.3 装袋前传送装置设计81.4 装袋工位的设计81.5 编组工位的设计101.6 码垛工位的设计111.7 总体方案图13第二章

8、推出机构的设计及计算152.1 推出机构的整体方案确定152.2 推出相关参数的计算162.3 气压缸的参数计算172.3.1 气缸内径的确定182.3.2 气缸缸筒壁厚的确定182.3.3 连接与密封19第三章 推出机构支撑与调节装置213.1 整体支撑213.2 推出机构支撑轮与导轨的设计213.3 调节装置的设计22结 论23参考文献24致谢25绪论一、 课题的研究背景及意义随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对降低劳动强度、改善工作环境日益重视起来。石油化工、化肥、粮食、港口等行业对包装质量和劳动效率的要求也日益提高，从而促进了这些企业的现代化改造。而传统的人工包装由于其

9、生产效率低下而成为这些行业产量和包装质量提高的巨大障碍，已不能满足现代化大生产的需要。用户为了便于产品的运输和存储，对包装要求更加严格，包装已成为企业升级和获得经济效益的关键因素，因此尽快提高产品的包装质量，是这些行业的迫切任务之一，也是用户对这些行业的要求。国际上日本NEWLONG、英国BL、意大利米勒、美国ORY等公司掌握了包装先进技术。目前国内全自动包装码垛设备主要依靠进口，国产设备生产厂家较少，市场呼吁国产化的全自动包装生产线。我国人工包装的低效率与产量的日益提高之间的矛盾日益突出，因此对包装码垛自动生产线的研究具有重大的经济意义和现实意义。二、 包装码垛自动生产线的发展包装码垛自动生

10、产线属于工业机器人。工业机器人是在第二次世界大战期间发展起来的，始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械种包装辅助设备已引起普遍关注。如用于包装容器、包装物及包装产品的各种整理、转向、运送装置、检测装置、打印装置等的开发，大大提高了包装生产线的效率和自动化程度。码垛系统将发挥越来越重要的作用 在自动化生产线的终端，产品以每小时数吨以至数十吨的速度源源而来，必须及时处理。这相当于每小时要称量、包装、堆码数十袋以至上千袋货物，如此繁重、精确的工作，已经不是人力所能胜任。因此，码垛系统是自动化生产线的重要组成部分，处理不当往往会变成生产线的瓶颈环节。而码垛系统要适应目前生产发展的需求

11、，就必须采用模块化结构。采用模块化结构不仅可以最大限度的满足不同用户的使用要求，还可以简化设备的设计与制造，缩短生产周期，降低成本。三、 包装码垛自动生产线的发展趋势为了满足各行各业对日新月异的商品的包装要求，改善工作环境，降低劳动强度，包装码垛机械就必须适应不断发展的包装工业的需要，未来的包装机械将有以下发展趋势:1机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流 自动化程度是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括自动控制(工艺过程、工艺参数、产品质量、运行故障、安全防护等控制)和自动检测(包装物、包装容器及材料、包装产品、包装过程等检测)两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感器等高新技术

12、，特别是微型计算机的应用，使上述两个方面的水平迅速提高，从而简化了产品结构，减少了人工操作，提高了包装质量。2在促进单机高速化的同时，注意提高系统效率 高速化是提高包装机械生产效率的主要途径，为此，不断提高包装速度已成为总的发展趋势。其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改进结构。与此同时，还将更多的注意力投向提高整个包装系统的生产效率上，使高速化向深层次发展，使包装系统更加经济合理。3在发展专业机的同时，积极开展通用机型 对于某些形状、尺寸基本固定，生产批量较大的包装物如烟、糖果等，为了提高生产效率，简化产品结构，便于专业化生产，往往有各种相应的专用设备进行包装，但近年来由于多品种小批量的商

13、品市场需求以及中、小型用户的发展，多功能通用包装机械发展十分迅速，其适用范围也愈来愈广。4大力开发辅助设备，促进连续化包装生产线的发展 单机联线生产效率的提高，除主机外，各种辅助设备也相当重要。四、 包装码垛自动生产线的应用现状从专业化程度看，目前国内包装设备厂专业化程度还不高，57%的企业是兼业生产，仅上海、山东、江苏、辽宁、浙江、广东等省市专业厂较多。很久以来 ，包装生产线只做到把物料包装好为止，至于后续的搬运工作，则完全由搬运工人来完成。造成这种局面有多方面的原因，但主要是由于我国生产力水平较低，劳动力便宜，科研人才缺乏造成的。随着知识经济时代的到来，这种局面必将会被打破。总的来说,我国

14、包装设备制造工业经近 20 年的努力，在数量、质量、水平方面均有较大的进展，为我国建立一个门类齐全、技术先进、水平相当、独立完善的包装设备生产系统奠定了坚实的基础。但要想在未来的国际竞争中占有一席之地，还必须要找出自身缺点和不足，特别是要找出与北美、日本、西欧等国家的差距。纵观 20 余年的发展，不难发现我国包装机械行业中存在的某些明显不足之处。1低水平产品重复生产多 如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小，成本低，起步快，因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新，最

15、终使得生产水平难以提高。2高技术含量的产品尚未有人生产 如多层共挤设备。欧美一些著名的公司，虽有成套设备供应，但其共挤头也是从美国购来配套的。再如高压杀菌设备，甚至连实验室阶段也未进入。3自主开发能力较弱 一方面是我国的企业起步较晚，还未摸清市场的脉搏，另一方面是科技力量薄弱，高科技人力资源不足，不具备先进的设计工具。本行业应用 CAD 的还不是很多，所以一提新产品，许多企业往往看好别人已生产的产品，市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果并不理想4。第一章 石蜡包装线的整体设计在设计之前，首先要对整个系统的运作有大概的了解。石蜡包装线在包装石蜡的过程中，其流程是这样的：已知条件和要求：蜡块规格 4

16、8030045；1.每袋装蜡数量：10块；2.每袋装蜡重量级：50；3.包装后蜡袋尺寸：610490240（）；4.铸蜡机生产能力：6吨/小时；5.包装能力：12吨/小时；6.除了往包装机上套包装袋以外，其余过程都要求自动完成；7.各工位之间的缓冲时间不小于一分钟。其中，各工位之间的缓冲时间不小于一分钟指的是当某一工位出现故障时，其前一工位仍能正常工作至少一分钟。例如当叠摞工位出现故障时，则叠摞前的蜡块输送仍能正常工作一分钟。所以在设计中这个要求要体现在皮带或辊子的整体长度与传输速度上。此外，要求蜡袋要码垛，每4袋一层，5层一垛。即一垛为一吨。所码的垛的形状为：图11 石蜡垛也就是说每袋蜡的位

17、置都是不同的。所以要引入编码机在编码的时候要考虑石蜡袋的先后位置关系。1.1 叠摞前因为包装能力要求至少是12吨/小时，所以在设计的时候每个工位的处理能力都按照12吨/小时的处理能力来设计计算。在叠摞前的传输工位，要求传输能力为12吨/小时，既40块/分钟=2400块/小时。所以设计最小带速为： (1-1)此时的带长应为：缓冲长度加运行长度。其中缓冲长度为在6吨/小时的生产能力的情况下所铸出的蜡块占有的长度，即6吨/小时=20块/分钟。 200.3=6m而这6米的长度需要皮带传送612=0.5分钟的时间，所以运行长度为40块/分钟0.5分钟=20块的蜡块占有的长度；即200.3=6米。所以整长

18、为6+6=12米。此时的缓冲时间正好1分钟。 在这个方案下，我们是假设蜡块的传输方式为： 300 v=12m/min 480图12 蜡块传送方式因为这样传送是考虑到叠摞工位和装袋工位的要求。前面已要求装袋的规格，两摞装一袋，每摞五块蜡块，而两摞蜡块的装袋位置如下图： 300 480 袋口图13 蜡块装袋位置所以叠摞工位要考虑装袋工位的要求，我们选择这样的蜡块传送方式就是考虑到装袋工位的要求。1.2 叠摞工位的设计叠摞工位是本设计的一个很关键的环节，如何叠摞能提高叠摞精度和叠摞速度就是整个系统设计的一个重要环节。那么，叠摞工位具体如何设计呢？有以下三种方案可以考虑：方案一，在叠摞处做升降台，即每

19、落一个蜡块升降台将一层，直至叠摞好五层后由推出机构推出。这样设计的好处就是叠摞精度高，可靠性高，且叠摞好的蜡块完整不会损坏。其缺点是要求设计的机构复杂，成本高。方案二，叠摞处的平台不动，让蜡块自然叠摞，叠摞好五块后由推出机构推出。也就是说叠摞出放置蜡块的平台低端与传送带的传送平面的距离至少为五层蜡块的高度。这样设计就大大简化了机构，降低了制造成本。但这样设计也有其不足之处，由于第一块蜡块与叠摞平台的落差较大，其叠摞精度并不高，不能精确的保证第一块蜡块准确叠摞到平台上，而且由于落差大，当蜡块落到平台上时，其落地边缘必然由于碰撞而跌损，而且也很难保证与下一道工序的配合。方案三，叠摞平台不动，在传送

20、带头端和叠摞平台之间做一有坡度的缓冲斜坡。这样设计就会减少蜡块的跌损，但这样设计也会出现其他的问题，即蜡块的滑落是否能准确到位，尤其是最后一个蜡块，由于摩擦更不能保重起准确的落到第四块蜡块上。 综上三个方案，我们进行比较，其宗旨就是在能保证功能要求的前提下使制造成本最低，方案一的制造成本显然很高，我们抛弃这个方案。方案三也并不如方案二可靠，所以我们最后选择方案二，但要对其进行改进。改进方案：在方案二的基础上，对其进行改进。由于蜡块落到叠摞平台上可能不是平行的落下，所以在蜡块将要落下之前对起加速，这个速度可以调试，这样就能使蜡块比较平行的落到叠摞平台上。也就是说在皮带传送末端加一段辊子传送，这段

21、辊子传送的速度可以在安装之后进行调试，使蜡块平稳的落下。而叠摞平台可以作成有一定缓冲能力的平台，这样就不至于使蜡块跌损或减少跌损。叠摞平台的高度一般是越小越好，所以我们就初定为四层蜡块的厚度，即445=180。而推出机构推出与返回由电气装置来控制。这样，叠摞工位的方案就确定了。同前，我们在保证处理能力为12吨/小时的前提下对其进行设计。12吨/小时=2400块/小时=40块/分钟=1块/1.5秒=5块/7.5秒。这7.5秒中要抛去推出机构的推出和返回时间，初定推出和返回时间各1秒，就剩下5.5秒来完成叠摞。也就是说要求传送工位保证每5.5秒传送5块蜡。即： 可得：x=16.36吨。因为16.3

22、6吨/小时的生产要求大于叠摞前工序的12吨/小时的供给能力，所以我们要返回第一步对叠摞前的工序重新进行计算。上式将16.36吨/小时的生产能力约为16.5吨/小时，这样就方便以后的计算，也就是说在叠摞前的传送工位要求保证处理能力为16.5吨/小时。在这个处理能力下进行新的设计：同前，皮带的最小传送速度为：皮带的长度也是根据缓冲长度和运载长度计算得出的。即缓冲长度为6米，运载长度为：在616.5的时间内所跌落的蜡块占有的长度，而蜡块跌落的长度就是铸蜡机的处理能力下跌落的第一块蜡块所走过的皮带长度，时间为616.5=21.82秒。铸蜡机的铸蜡速度是6吨/小时=1块/3秒，以16.5m/min的速度

23、来计算皮带的长度：假设皮带工位的长度为L米。同前面所述，我们可以列方程； (1-2)解得L为9.43米，取整为9.5米。所以叠摞前的皮带长度是9.5米。皮带的传输速度为16.5米/分钟。此时，在16.5米/分钟的传输速度下，叠摞工位的叠摞时间为：3300块/小时=55块/分钟=1块/1.09秒小于1.5秒。所以16.5吨/小时的供给能力是能满足叠摞工位的处理能力的。此时满载时叠摞工位的处理能力为：计算得出X=2416块=12.08吨/小时大于12吨/小时，满足设计要求。此时叠摞工位的设计参数为：1、 处理能力为12.08吨/小时；2、 推出机构推出时间为1秒；3、 推出机构返回时间为1秒；4、

24、 叠摞时间为5.45秒/5块；1.3 装袋前传送装置设计 设计带速为15米/分钟。前面已经知道叠摞好的蜡块每7.45秒传送一摞，也就是说大约15秒传送一袋的蜡块。在15米/分钟的传输速度下的连续处理能力为：这个带速是完全能够满足要求的。其次就是要设计它的长度了，同样，它的长度要考虑缓冲时间，那么这段长度内的缓冲时间是多少呢？它的缓冲时间是1分钟，因为要是装袋工位出现故障，完全可以在叠摞前的工位来缓冲控制这1分钟的时间。其具体长度要在装袋工位给予计算和确定。1.4 装袋工位的设计装袋工位也是石蜡包装线整体中的一个很重要的环节，所以它的设计也就显的很中要了。前面已知条件中告诉我们，这段工序内是由人

25、工辅助来完成的，因为蜡袋要装到撑口装置上要是用机械的方式来实现就要求设计出更复杂的机械来完成以下动作：将蜡袋放到所需位置，然后用适当的方式将其开口撑开以便推出机构把叠摞好的蜡块推到袋子里。但是如果蜡袋出现短缺就会导致整个包装线停止，所以还是要人工来供给蜡袋，综合考虑后就由人工辅助的方式做这道工序。具体操作流程是：人工上袋 撑口机夹紧袋 推出机构第一次推出蜡块 推出机构返回 推出机构第二次推出蜡块 推出机构返回 撑口机放松蜡袋被推出。这些过程具体的分配时间为：上袋时间2秒，夹紧1秒，推出机构第一次推出1.5秒，推出机构第一次返回1秒，蜡块传送时间为4秒，推出机构第二次推出2秒，推出机构第二次返回

26、1.5秒，蜡袋推出2秒每袋装袋时间16秒。装一袋蜡块共用时15秒。连续处理能力为：由上式计算得出X=12吨/小时。正好满足设计要求。所以在设计时按照以上的时间来设计装袋前的皮带的具体长度和结构。如果像叠摞前的皮带传送一样做一条整袋传送就会出现以下问题：1. 由于五个蜡块叠摞在一起，当其在缓冲阶段时几会由于蜡块的质量较大与皮带之间产生较大的摩擦；2. 当装袋工位出现没袋时，要求蜡块能在传送装置上至少停留16秒，如果做成一条整体的带传送，就无法保重正好在缓冲阶段再多停留16秒的装袋时间；所以我们将装袋前的传送工位设计为两段，使它出现故障时，在不影响跌落工位仍能正常工作1分钟的前提下，还能多余出16

27、秒的装袋时间。这两段传送装置的具体设计参数可由计算得出：1.缓冲时间的长度推出机构皮带推出机构已知每7.45秒由叠摞工位传送一摞蜡块，可以推出在一分钟之内由叠摞工位推出的蜡块摞数：607.45=8.05估算为8摞，这8摞占有皮带的长度为80.48=3.84米，约为4米。即缓冲段的长度是4米。速度是15米/分钟。皮带辊子撑口机图 14 装袋方式图2.运载段的长度和速度这段皮带的长度和速度是由16秒的上袋时间来控制的。当装袋工位没袋时，要求这段皮带能承载16秒的时间内由缓冲段皮带传送过来的蜡块，由于每阁7.45秒传送一摞。所以在16秒时间内只要能够放置两摞蜡块就可以。20.48=0.96米取整为1

28、米。速度为15米/分钟。综上，在装袋前的工位的设计参数为：1.缓冲段皮带传送的速度是15米/分钟，缓冲段长度为4米；2.运载控制段的皮带传送速度是15米/分钟，长度是1米；在装袋工位的结构设计为：（图14）其执行过程为：当蜡块由V速度的皮带传送到辊子处后，此前在撑口机处已经由人工加好了蜡袋，并由撑口机将其撑开，然后有推出机构的推板将到位的蜡块第一次推出，此时，速度为V的皮带继续在传送蜡块，推板将蜡块第一次推出后返回，辊子继续在旋转，之后由速度为V的皮带再传送一摞蜡块，蜡块到位后推出机构由电气开关控制启动，推板第二次推出，此时，两摞蜡块都被推入蜡袋，然后推板返回，在这个过程中，辊子没有停止过。当

29、两摞蜡块都装入袋后，撑口机松口，然后有另一个推出机构将装好的蜡袋推出，推到速度为V1的皮带上使蜡袋做之后的工序（如缝口）。码垛机皮带蜡袋1.5 编组工位的设计阻挡机构图 15 编组方式图在这段工位内，同前面的设计方法，先经验性的给定具体工作的时间，然后根据这些时间来设计具体的结构和尺寸。前面已知每袋蜡在装袋工位需要15秒的时间，所以到缝口工位和编组工位的蜡袋也必然是每阁15秒传送到一袋。所以在编组工位我们只要合理的分配这15秒的时间就能保证生产能力和设计要求。具体时间分配为：每袋蜡袋传送时间为8秒，制动耽误2秒，推杆往返间为3秒，安全延时2秒共15秒。其中制动耽误指的是为了码剁的蜡袋位置要求而

30、做的一个阻挡机构，其结构原理如上图（15）。在这样的时间下，编组工位的连续处理能力为： 为了能够完成编组及转向，皮带长度定为2.5米，时间为10秒，则皮带速度为：V=2.51060=15米/分钟。1.6 码垛工位的设计前面已知在编组工位编组时间为15秒，也就是说每层垛的码垛时间至少为415=60秒=1分钟。为了保证12吨/小时的处理能力，也几是说保证60层/小时=1层/分钟=5层/5分钟处理能力，要求在5分钟之内码垛5层。在这5分钟之内要抛去升降台的升降时间和上托盘时间及出垛时间。我们根据已有的设计经验给抛去时间的这几个工序分配具体时间：皮带2第一袋蜡块推板机构推板码垛机和升降台皮带1第二袋蜡

31、块下降时间5秒，出垛，上托盘时间20秒，上升时间15秒共40秒。于是，其余工序所剩下德尔时间为56040=260秒的时间来完成五层蜡袋的码垛。平均分配这260秒的时间：2605=52秒/层。即在52秒内码好一层的蜡袋。其中，上面的下降时间5秒指的是升降台上已经码好了5层蜡袋后由此时的位置下降到最底端所用的间图16 码垛方式图在蜡袋传送的过程中升降台就可以下降到对应的位置了。为了更好的计算分配出码垛的具体时间，需要对其整个运作过程进行分析，首先对其机构运作简图进行设计，如上图（16）：其流程是：第一袋蜡块到位 第二袋蜡块到位 推板推出同时皮带2停止 推板返回同时皮带开始传送 第三袋蜡块到位 第四

32、袋蜡块到位 推板推出并停止 托板对开 升降台下降1层 托板合并同时推板返回。下面就是第二层直至到了第五层，其中前四层每层的具体动作的时间分配为：第一袋蜡块到位用时10秒。第二袋蜡块到位用时10秒，推板推出同时皮带停止工位用时1.5秒，推板返回同时皮带开始传送用时1.5秒，第三袋蜡块到位用时10秒，第四袋蜡块到位用时10秒，推板推出用时1.5秒（停止4秒），托板对开用时2秒，升降台下降1层用时2秒，托板合并同时推板返回用时2秒一共50.5秒。到了第五层会有一些不同，其具体流程是：第一袋蜡块到位（10秒） 第二袋蜡块到位 （10秒） 推板推出同时皮带2停止 （1.5秒） 推板返回同时皮带开始传送（

33、1.5秒） 第三袋蜡块到位（10秒） 第四袋蜡块到位（10秒） 推板推出同时皮带停止传送（1.5秒） 托板对开（2秒）升降台下降到底端（5秒）两秒之后推板返回 蜡袋出垛同时升降台预升到上托盘位置处上托盘（共20秒） 升降台上升到位（15秒）。这就是码垛工位的具体设计，这个工位是整个石蜡包装线最关键的一个环节，我们在设计的时候都是给了一个设计时间，其具体时间要综合具体机构的结构设计，只要留有一定的时间余量就不会产生冲突或时间不够的情况。1.7 总体方案图经过以上的总体方案的分析，综合各工位数据，我们可以得出石蜡包装线的总体方案图，如下图17：铸蜡机升降台编组机缝口机爬升工位撑口机推动机构叠摞机托

34、盘库图17 总体方案图各工位的长度由以上计算数据给出。爬升工位的长度由升降台和装袋工位的高度落差决定，其坡度不宜过大应小于30度。整条流水线由一人辅助，人的位置在装袋工位，将蜡袋套上撑口机。根据人机工程学原理，应使装袋工位的高度符合人体高度结构。所以其高度在800-1000之间，然后其前后工位的高度由此再适应各自的高度，例如，如果铸蜡机的高度比较高的话我们可以把叠摞前的皮带输送工位做成下坡型的输送方式，这样到了装袋工位就不难使高度调整到800-1000之间了。后面的工位落差由爬升段的长度来衔接。石蜡包装线的流程图如图1-8：码垛叠摞传送出垛传送托盘编组传送缝口装袋传送铸蜡机出口图18 石蜡包装

35、流程图第二章 推出机构的设计及计算2.1 推出机构的整体方案确定在设计推出机构的过程中需要考虑撑口机及装袋人员的位置，设计如下图(2-1)所示，推出机构1推出机构2皮带1撑口机辊子皮带2图2-1 推出机构简图其工作过程如下：当蜡块由V速度的皮带传送到辊子处后，此前在撑口机处已经由人工加好了蜡袋，并由撑口机将其撑开，然后有推出机构的推板将到位的蜡块第一次推出，此时，速度为V的皮带继续在传送蜡块，推板将蜡块第一次推出后返回，辊子继续在旋转，之后由速度为V的皮带再传送一摞蜡块，蜡块到位后推出机构由电气开关控制启动，推板第二次推出，此时，两摞蜡块都被推入蜡袋，然后推板返回，在这个过程中，辊子没有停止过

36、。当两摞蜡块都装入袋后，撑口机松口，然后有另一个推出机构将装好的蜡袋推出，推到速度为V1的皮带上使蜡袋做之后的工序（如缝口）。推出机构的动力推动装置的选择有以下三种方案可选择：方案一，选用液压传动。利用液压传动的优点是质量轻传动平稳惯性小承载力大，容易实现无级调速，易于实现过载保护，机构简化便于实现自动化。其缺点是液压元件制造要求精度高，油液受温度的影响容易污染影响性能，发生故障也不容易发现和排查。方案二，选用机械手。利用机械手抓取可以实现灵活性高的优点，自动化程度高。但其也有弊端，比如说成本高，占用空间大不易于维修。方案三，选用气压传动。利用气压传动以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用

37、后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道，与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题。其缺点是噪音较大，总输出力不超过40KN，但用于推动的力足够了。综上三个方案，我们进行比较，不难确定选用方案三。2.2 推出相关参数的计算具体操作流程是：人工上袋 撑口机夹紧袋 推出机构第一次推出蜡块 推出机构返回 推出机构第二次推出蜡块 推出机构返回 撑口机放松蜡袋被推出。这些过程具体的分配时间为：上袋时间2秒，夹紧1秒，推出机构第一次推出1.5秒，推出机构第一次返回1秒，蜡块传送时间为4秒，推出机构第二次推出2秒，推出机构第二次返回1

38、.5秒，蜡袋推出2秒每袋装袋时间16秒。装一袋蜡块共用时15秒。连续处理能力为：由上式计算得出X=12吨/小时。正好满足设计要求。所以在设计时按照以上的时间来设计装袋前的皮带的具体长度和结构。1.缓冲时间的长度已知每7.45秒由叠摞工位传送一摞蜡块，可以推出在一分钟之内由叠摞工位推出的蜡块摞数：607.45=8.05估算为8摞，这8摞占有皮带的长度为80.48=3.84米，约为4米。即缓冲段的长度是4米。速度是15米/分钟。2.运载段的长度和速度这段皮带的长度和速度是由16秒的上袋时间来控制的。当装袋工位没袋时，要求这段皮带能承载16秒的时间内由缓冲段皮带传送过来的蜡块，由于每阁7.45秒传送

39、一摞。所以在16秒时间内只要能够放置两摞蜡块就可以。20.48=0.96米取整为1米。速度为15米/分钟。综上，在装袋前的工位的设计参数为：1.缓冲段皮带传送的速度是15米/分钟，缓冲段长度为4米；2.运载控制段的皮带传送速度是15米/分钟，长度是1米；2.3 气压缸的参数计算由设计任务可以知道，要驱动的负载大小位50Kg，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响，并考虑到机械爪的质量。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率：。表2-1 负载率与运动速度的关系阻性负载惯性负载的运动速度v500mm/s=0.80.650.50.3运动

40、速度v=330mm/2s=165mm/s。由机械设计手册查得呢绒与钢的摩擦系数=0.43。气缸的负载： (2-1) (2-2) 故气缸的负载F=430N。2.3.1 气缸内径的确定表2-2 气缸的理论输出力计算公式形式双作用气缸单作用气缸预缩型预伸型拉力推理由表2-1可算得气缸的内径： （2-3） 式中 F0-气缸的输出拉力，N p-气缸的工作压力，取p=0.4MPa按照GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=40 mm。2.3.2 气缸缸筒壁厚的确定一般气压缸缸筒壁厚与内径之比110，取壁厚为4mm。气缸缸筒承受压缩空气的压力，其壁厚可按薄壁筒公式计算 (2-4)式中 -缸筒壁厚，m

41、pp-试验耐压力，Pa，取pp=1.5pmax p-缸筒材料许用应力，Pa，其计算公式为 （2-5） b-缸筒材料抗拉强度，Pa n-安全系数，一般取68材料取Q235钢，由机械设计手册查得：b=375500MPa。取b=400MPa， 故可求得p=50MPa。同时求得：按公式计算出的壁厚通常都很薄，加工比较困难，实际设计过程中一般都需按照加工工艺要求适当增加壁厚，尽量选用标准钢管或铝合金管2。缸筒材料常用20钢无缝钢管、铝合金2Al2、铸铁HT150和HT200等。国外缸径825mm的小型气缸缸筒与缸盖的链接为不可拆的滚压结构，缸筒材料选用不锈钢，壁厚为0.50.8mm，表2-3列出了铝合金

42、管和无缝钢管生产厂供应的壁厚和气缸采用的壁厚：表2-3 气缸缸径对应的壁厚壁厚/mm材料缸径20253240506380100125160200250320铝合金2Al2壁厚2.52.533.544.5520钢无缝钢管2.533.54.555.56综上所述，取气缸壁厚=4mm符合要求。2.3.3 连接与密封气缸的连接与密封直接影响气缸的性能和使用寿命，正确的选用连接和密封装置，对保证气缸正常工作有着十分重要的意义。缸筒与缸盖的连接形式主要有拉杆式螺栓连接、螺钉式、钢筒螺纹、卡环等，本气缸四根采用拉杆式双头螺栓连接，由于工作压力小于1MPa，不需要强度校核。根据许用静载荷，查机械设计手册单行本表

43、22-1-58，分别选用M12、M6的螺栓。对于活塞与气缸筒之间采用两个Y型密封圈，其它摩擦副均使用O型密封圈密封。O型密封圈密封可靠，结构简单，摩擦阻力小。O型密封圈安。装后，比被密封表面的内径大。Y型密封圈密封可靠，使用寿命长，摩擦阻力较O型圈大。2第三章 推出机构支撑与调节装置3.1 整体支撑 整体支撑架作为非标准零件，应满足零件设计的一般要求，即功能要求、加工工艺性要求和经济性要求。支撑架的设计应着重考虑其强度、刚度、精度、尺寸稳定性、吸震性及耐磨性等，还要求造型美观、质量轻、成本低、结构及工艺性合理。基于以上要求选择热轧型槽钢（图3-1），图3-1 槽钢3.2 推出机构支撑轮与导轨的设计在支撑轮的设计中，需考虑其运动过程中的速度、所要支撑的负载，然后选择尺寸以及材料。（图3-2）导轨是运动部件导向和承载的