泡罩包裝機(jī)DPH260中PVC夾持與成型機(jī)構(gòu)的優(yōu)化分析

遼寧工業(yè)大學(xué) 張思奇 張禧瑩 王佳睿 楊志勇 張德強(qiáng)

引言

在泡罩包裝機(jī)包裝過(guò)程中PVC薄膜（硬片）經(jīng)加熱裝置軟化至可塑狀態(tài)，在成型裝置上吹出泡罩后，由夾持步進(jìn)裝置牽引成型后的PVC薄片進(jìn)入藥片充填步驟。其間有一系列的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，目前企業(yè)采用的是機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成步進(jìn)與成型工作[1]。本文將對(duì)此過(guò)程中主要工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和介紹。

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)與原理

1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示，主電機(jī)減速后由鏈驅(qū)動(dòng)各個(gè)機(jī)構(gòu)，其中有成型機(jī)構(gòu)、打字機(jī)構(gòu)、沖裁機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)編碼器，成型機(jī)構(gòu)由鏈輪帶動(dòng)的凸輪驅(qū)動(dòng)成型模具做上下動(dòng)作，打字機(jī)構(gòu)由凸輪帶動(dòng)做左右壓印動(dòng)作，沖裁機(jī)構(gòu)安裝在鏈輪軸上的一組偏心輪帶動(dòng)做左右沖切動(dòng)作。傳動(dòng)路線如圖2所示。

圖1 泡罩包裝機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)

圖2 泡罩包裝機(jī)機(jī)械傳動(dòng)路線

夾持步進(jìn)裝置由伺服電機(jī)、動(dòng)夾持氣缸、定夾持氣缸、平臺(tái)等組成，如圖3所示。本裝置由夾持步進(jìn)裝置安裝板1、16安裝在設(shè)備大板上，大板后安裝伺服電機(jī)，通過(guò)皮帶直接與另一齒形帶輪相連，此帶輪與帶輪6同軸，從而帶動(dòng)同步帶輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)夾持氣缸17安裝在動(dòng)夾持托板10上，動(dòng)夾持托板10固定在動(dòng)夾持氣缸滑動(dòng)塊上，動(dòng)夾持氣缸滑動(dòng)塊固定在齒形帶上，從而實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)帶動(dòng)夾持氣缸做往返運(yùn)動(dòng)[2]。

圖3 夾持步進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 PVC成型裝置結(jié)構(gòu)原理

成型裝置安裝在PVC預(yù)熱與夾持步進(jìn)裝置之間主要是完成PVC片的泡罩成型，通過(guò)凸輪推動(dòng)推桿帶動(dòng)模具做上下周期性運(yùn)動(dòng)，其中在凸輪將模具頂?shù)阶钕旅媾c下模具合模時(shí)由壓縮空氣將其吹塑成型，分為合模、吹氣、開(kāi)模。整個(gè)裝置過(guò)程由凸輪機(jī)構(gòu)完成，在開(kāi)模間隙由夾持步進(jìn)裝置完成PVC的進(jìn)給。泡罩成型原理如圖4所示，成型機(jī)構(gòu)如圖5所示，

圖4 泡罩成型原理圖

圖5 成型裝置結(jié)構(gòu)

1.2.1 凸輪設(shè)計(jì)

凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 β1=90°

凸輪的遠(yuǎn)休止角 β"=90°

凸輪的近休止角 β""=90°

凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 β2=90°

凸輪的基圓半徑Rb=40mm

凸輪轉(zhuǎn)速 35.22r/min＜100（低速）

行程h=25mm

選取滾子半徑為Rr=20mm，滾子寬b=20mm，額定動(dòng)載荷12360N，額定靜載荷14020N。選擇余弦加速度（簡(jiǎn)譜）運(yùn)動(dòng)曲線作為推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得：

凸輪輪廓曲線如圖6所示

圖6 凸輪輪廓曲線

2 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)的氣動(dòng)回路由九個(gè)氣缸組成，分別為定夾持1氣缸×2、動(dòng)夾持氣缸×2、定夾持2氣缸×2、加熱板小氣缸、加熱板大氣缸、熱封氣缸；因?yàn)閵A持步進(jìn)動(dòng)作要求快速、準(zhǔn)確，且工作行程小，所以選用單作用彈簧復(fù)位氣缸最合適[4]；夾持步進(jìn)氣缸選用兩位三通電磁閥，加熱板、熱封氣缸選用三位五通先導(dǎo)式電磁閥；設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)原理如圖7所示。

圖7 泡罩包裝機(jī)氣動(dòng)原理圖

3 結(jié)語(yǔ)

包裝機(jī)技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，本文通過(guò)對(duì)泡罩包裝機(jī)的主要運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析介紹，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解包裝機(jī)提供了一定的便利條件。