一种新型横向收集机的设计与研究

2014-08-04吕瑞毅

中国新技术新产品 2014年5期

吕瑞毅

摘要：对一种机电一体化产品横向收集机的机械设计作深度优化，超脱原有产品的形态特征，创造独特全新产品“全机械传动无极调速横向收集机”。文中介绍了基本设计理念，以其研究理论为基础，设计制造出相应产品，现已投用于实际生产线，运行状况良好。实现了在提高产品技术性能的同时，增强了产品竞争能力。

关键词：机械传动；横向收集机；机械设计优化

中图分类号：TB74 文献标识码：A

1 概述

目前，在各类盒装品自动包装生产线上，条状盒装品（其长度大于宽度、高度两倍以上，以下简称条状物）在输送线上大多是沿其纵向输送以节省输送线的占用空间。在进入下一步装箱工序前，又要求转换为沿其横向输送，这就需要一种被称为横向收集机的设备。横向收集机主要由纵向输入部和横向推出部，两大部分组成。在纵向输入部，要对多条通道上沿纵向无规则随机输送来的条状物，进行有序化收集整理，排列整齐后，送入横向推出部，由横向推板机构将条状物横向推出，完成横向收集过程。

2 技术领域及背景技术

现阶段在线运行的横向收集机，大多采用电气控制系统来实现对条状物的收集整理。但因电气控制必然存在控制检测元件，电气控制系统设计、编程较为复杂且动作停顿次数频繁，响应速度较慢，制约横向收集的速度，满足不了下工序装箱的提速要求，进而影响整条生产线的生产效率。

在电子技术广泛应用于机电一体化产品的今天，能否对传统机械产品的设计作深度优化，超脱原有产品的形态特征，这就成为新的课题，值得深入探究。为了深层次挖掘机械设计的潜能，创造独特全新产品，从而简化产品设计，节约制造成本。本文提出一种全机械传动无级调速横向收集机的设计研究。

3 设计理念

横向收集机能够对多条通道上沿纵向输送来的条状物进行收集整理，排列整齐后，沿其横向输出，完成横向收集过程。实现这一过程的关键在于，如何在连续输送中，对多路无规则随机输送来的条状物进行有序化收集整理。为此，考虑采用“一抬”“二挡”“三推”三个步骤来实现。通过“一抬”，对条状物进行初步整理；经过“二挡”，使初步整理的条状物排列整齐，然后一起送入横向推板通道；进而完成“三推”。

4 设计方案

为实现设计理念，解决其技术问题所选取的设计方案是，通过两段输送机构与两组凸轮上抬机构和凸轮挡位机构相结合，再加上横向推板机构来实施。整机采用无级调速全机械传动的方式，每个机构之间的运动状态相互匹配并与条状物输送速度相匹配，以保证快速、协调运行，设计方案如图1所示。

如图，上述两段输送机构，前段为皮带输送机构1，后段为辊筒输送机构2；在辊筒输送机构2之间安置凸轮上抬机构3和凸轮挡位机构4；辊筒输送机构2尾部为横向推板通道5；其上方为横向推板机构6。

整个设备采用一台电机驱动，通过传动机构使原动力传递到所有运动机构，按照各运动机构的需要，精确设计传动比，让所有运动机构协调运行。

结语

设备启动时，所有运动机构同时运行。各机构之间连续不间断的协调配合，使整机能够“以不变应万变”，有效地解决了条状物横向收集速度慢的问题。而且整机运行无需任何控制检测装置，只保留必要的故障保护检测装置，因而整机运行可靠性提高，稳定性增强，故障率降低，可提高整线的生产能力。该设备可以在运行时，不停机进行速度调节，且速度调节平滑无跳跃。能够做到任意时刻、任意位置停机，再次启动，仍然能正常运行。由于简化了电气控制系统的设计，从而节省了电气元器件采购，节约了制造成本，节省了能源消耗。

根据本文提出的设计研究，已经设计制造出全机械传动无极调速横向收集机（该产品已获国家专利，专利号：201320420024.3），现已投用于实际生产线，现场在线运行状况良好。实现了在提高产品技术性能的同时，增强了产品竞争能力。

参考文献

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册.北京：机械工业出版社，2004.

[2]黄靖远，高志，陈祝林.机械设计学（第3版）.北京：机械工业出版社，2006.