北京印刷學院畢業(yè)設計（論文）-PAGE13-1緒論1.1概述現代工業(yè)生產，如食品、醫(yī)藥、日用品、電子產品等生產中，主要包括的三個基本環(huán)節(jié)——原料處理，中間加工和產品包裝。包裝是工業(yè)生產中相當重要的環(huán)節(jié)，其中的產品貼標簽在包裝中又顯得尤為重要。貼標簽機械是使產品實現機械化、自動化的根本保證，因此自動貼標簽機在現代工業(yè)生產中起著相當重要的作用。1、可以大幅度提高生產效率，如啤酒貼標的生產率可高達30000瓶／h，這是手工無法比擬的。2、降低勞動強度，改善勞動條件，如果是手工貼30000個啤酒標簽，就要重復動作30000次，用自動貼標機可以使工人從繁重的體力勞動中解放出來，從而大大改善了工人的勞動條件。3、避免人手與產品的接觸，有利于產品的衛(wèi)生，有些產品如醫(yī)藥、食品等對衛(wèi)生的要求條件很高，手工作業(yè)或多或少肯定對產品的質量有一定的影響，采用機械避免了人手與產品的接觸，減少了對產品的污染。4、減少工廠面積，節(jié)約基建投資，當采用手工作業(yè)時，由于用到的工人比較多，所以占用的場地比較大，基建投資比較多，而采用機械作業(yè)，產品及材料的供給比較集中，因而減少了包裝的占地面積，可以節(jié)約投資。1．2國內外包裝機械的發(fā)展及現狀1．2．1國外發(fā)展狀況在世界范圍內，包裝機械的發(fā)展歷史比較短,科學技術發(fā)達的歐美各國大體上是在20世紀初起步，直到50年代才加大發(fā)展步伐。從20世紀初到第二次世界大戰(zhàn)結束前，在醫(yī)藥、食品、火柴、日用化工等工業(yè)部門實現了包裝作業(yè)的機械化；50年代，包裝機廣泛采用以普通電開關和電子管為主要元件的控制系統，實現了初級自動化；60年代，包裝機中采用機電光液氣綜合技術明顯增多，機種進一步擴大，在此基礎上實現了專用的自動包裝線；70年代，將微電子技術引入自動包裝機和包裝線，實現了由電子計算機控制的包裝生產過程；從80至90年代初開始，在某些包裝領域里將微機、機器人更多的應用于供送、檢測、管理等方面，準備向柔性自動包裝線和“無人化”自動包裝車間過渡。由于社會上各方面的積極推動和有力的配合，逐步地建立起包裝材料、包裝印刷、包裝機械等生產部門和與之相適應的科研、設計、情報、教育、學術、管理等組織機構，進而形成了獨立完整的包裝工業(yè)體系，且在整個國民經濟中占據著重要地位。1968年，世界包裝聯盟宣告成立，各國的包裝行業(yè)與學術團體更加發(fā)展壯大。根據近幾年的統計資料得知，這些國家包裝工業(yè)的總產值大約占國民經濟總產值的2％左右；其中包裝機械所占比重雖然不是很大，但發(fā)展迅猛，平均每年集合以10％左右的速度增長，現在投產使用的包裝機械已經超過千余種，同時包裝聯合機及自動線的配套設備已與單機等量齊觀了。根據世界新技術革命的發(fā)展趨勢，預料包裝材料以及與此緊密相關的包裝工藝和包裝機械將會取得一系列新的突破，并且?guī)痈嗟漠a業(yè)部門進入包裝行列。這種形式反過來又會影響科研、教育事業(yè)、要求未來有大批包裝專家。因此，一般認為，一個國家包裝工業(yè)的總水平基本能反映該國工業(yè)與科學技術現代化的進程。然而由于各國的歷史條件、社會制度、經濟基礎及科技水平有所差異，以至各自的發(fā)展狀況也出現一定的不平衡。美國的包裝工業(yè)發(fā)展較早，門類比較齊全，基礎扎實，水平很高。僅就機械制造業(yè)實力相當雄厚，其品種與總產值均居世界首位。由于國內已實現了工業(yè)現代化，自選市場蓬勃興起，客觀上要求包裝機械沿著自動化方向發(fā)展，并將電子計算機及其他有關新技術廣泛應用于生產過程。有許多的工業(yè)企業(yè)和軍事部門輔設包裝研究機構，充分利用實驗分析手段積極從事新產品的開發(fā)和應用，美國有很多大學設置了包裝工程的科系和課程，把包裝教育當作公認的、正規(guī)的學術領域。日本的包裝工業(yè)大體上是從第二次世界大戰(zhàn)結束后才發(fā)展起來。因善于引進、模仿、創(chuàng)新、經營，僅用十年時間就奠定了初步基礎。如今，日本已經建立起了獨立的包裝工業(yè)體系，其包裝工業(yè)總產值約為美國的一半而越居世界的第二位。日本擁有一批規(guī)模不大的包裝機械制造廠，側重于開發(fā)中小型、半自動的包裝機械及其配套設備，其技術水平好多己進入國際的先進行列。由政府自主的日本包裝技術協會主要搞技術情報交流。另外設有日本包裝機械工業(yè)協會，它乃是本行業(yè)的全部業(yè)務活動中心。德國的包裝機械工業(yè)非常的發(fā)達，現擁有幾家堪稱世界最大規(guī)模的包裝機械制造廠，其包裝機械工業(yè)總值僅次于美國，但每年的出口總額卻比其他國家遙遙領先。還值得強調的是，它同意大利、英國、法國、瑞典、瑞士等國一樣，結合本國的具體條件實行按機種的專業(yè)化生產，以利于充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢研制高效能的新型包裝機來加強競爭實力。例如，德國的藥品、酒類、日化用品包裝機，意大利的糖果、茶葉、膠囊包裝機，英國的卷煙、餅干包裝機，法國的乳制品包裝機，瑞士的巧克力包裝機，瑞典的火柴、飲料包裝機及紙箱、紙漿模塑除此之外，荷蘭、丹麥、俄羅斯、加拿大等國家在發(fā)展自己的包裝工業(yè)方面，也獲得了長足的進步。1．2．2國內發(fā)展狀況我國包裝機械起步較晚，1980年尚未形成工業(yè)體系，改革開放后，我國包裝機械得到迅速發(fā)展，年平均增長速度大30%，20世紀90年代后，仍以20%的速度增長，經過20多年的發(fā)展，我國包裝機械已成為機械工業(yè)仲十大行業(yè)之一，無論是產量還是品種，都取得了令人矚目的成就，全國包裝工業(yè)總產值從1980年的72億元增長到現在的23000多億元，如今國內的包裝工業(yè)每年為幾萬億元的工農業(yè)產品和上千億美元的出口商品提供包裝，在國民經濟發(fā)展中起到了重要作用。包裝機械設計的類別主要有：測繪仿制設計、開發(fā)性設計、改進性設計、系列化設計。如啤酒灌裝生產線生產能力為1．6～4萬瓶/h，其中灌裝機的灌裝閥工位數從48個、60個、90個到120個就屬于系列化設計。由普通啤酒灌裝生產線到純生啤酒灌裝生產線的設計就屬于改進、開發(fā)性設計。對于中低速運行的包裝機，目前我們基本上可以進行自主設計。而高速運行的包裝機，特別是一些先進機型，大多是測繪、仿制國外的同類機型，進行國產化設計和系列化設計。其主要的原因是：(1)大多數設計人員還沒有真正掌握先進的設計方法，如高速包裝機械的動力學設計理論和方法等，對高速工況下機構的動態(tài)精度分析等問題還不能模擬解決；(2)產、學、研結合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時地在實際設計中運用，設計人員缺乏及時的技術培訓；(3)整個行業(yè)缺乏宏觀調控的力度，優(yōu)勢資源不能得到合理的配置與調整。在包裝機械設計領域，絕大多數設計人員仍沿用以前的設計方法：(1)根據設計任務書尋找同類機型作為樣機；(2)參考樣機制定各項技術性能指標及使用范圍；(3)設計工作原理圖、傳動系統圖；(4)設計關鍵零件，部件；(5)設計總裝圖方案和動作循環(huán)圖；(6)設計部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對主要部件中的關鍵零件進行強度、剛度校核；(8)設計控制原理圖、施工圖等。而今，國內一些大學的設計軟件，可以對包裝機中常用機構進行有限元分析和優(yōu)化設計，其開發(fā)的凸輪連桿機構CAD／CAM軟件已經能夠滿足企業(yè)進行凸輪連桿機構自主設計的能力，但在實際包裝機械的設計中應用還不普遍。新型包裝機械往往是機、電、氣一體化的設備。充分利用信息產品的最新成果，采用氣動執(zhí)行機構、伺服電機驅動等分離傳動技術，可使整機的傳動鏈大大縮短，結構大為簡化，工作精度和速度大大提高。其中的關鍵技術之一是采用了多電機拖動的同步控制技術。其實掌握這種技術并不很難，只是一些設計人員不了解包裝機械的這一發(fā)展趨勢。如果說以前我國包裝機械設計是仿制、學習階段，那么現在我們應該有創(chuàng)新設計的意識。現在，我國多種多樣的貼標機已經出現在生產線上。應用最多的應該是圓徑瓶自動貼標簽機，如圖l，l所示。圖1．1立十圓徑瓶貼標機側面貼標機也同樣廣泛的應用在生產線上，如圖1．2側面自動貼標機，圖1．3平面上面貼標機。圖1．2側面貼標機圖1．3平面上表面貼標機對于一些不規(guī)則的物品還用到不規(guī)則面貼標機，如圖1．4所示。圖1．4不規(guī)則面貼標機未來10—15年中國包裝工業(yè)的發(fā)展趨勢。第一、2004年，中國包裝工業(yè)總產值預計將達到3000多億元，年遞增速度達7％左右，其中紙包裝制品將達到1900萬噸，塑料包裝制品預計達到504萬噸，金屬包裝制品預計達到288萬噸，玻璃包裝制品可望達到1050萬噸，包裝機械將達到67萬臺套。第二、從2006年到2010年，包裝工業(yè)的總產值預計達到4500億元，保持平均每年的增速為7％。第三、從2011年到2015年，包裝工業(yè)總產值可達到6000億元，平均每年以6％的速度增長。到2015年，紙包裝制品可達到3600萬噸、塑料包裝制品946萬噸、金屬包裝制品491萬噸、玻璃包裝制品1550萬噸、包裝機械120萬臺套。第四、包裝工業(yè)結合產業(yè)結構調整，會更多地體現在產品的消耗降低、結構優(yōu)化、品種改善、質量提高和競爭力的增強。符合消費升級、科技進步和可持續(xù)發(fā)展的產品將加速增長。中國將對中高檔包裝原輔材料和高檔機械設備的進口給予足夠的重視。第五、到2020年，中國包裝工業(yè)將滿足全面建成小康社會的需求，建成一個科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人才資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型中國包裝工業(yè)。包裝機械業(yè)是包裝工業(yè)的配套行業(yè)，在輕工機械行業(yè)中占有重要的地位。多年來，包裝機械為包裝業(yè)提供了重要的技術保障，對包裝業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。越來越多的包裝業(yè)人士認為：包裝業(yè)的發(fā)展出路在于包裝機械的發(fā)展。試想在十多年前，我國包裝機械行業(yè)技術非常落后，我國包裝行業(yè)大量進口包裝機械，在此同時，包裝機械行業(yè)也在吸收消化國外先進技術的基礎上不斷創(chuàng)新，如今已形成了完整的行業(yè)體系，包裝機械的技術水平也不斷提高，不僅滿足了國內的需要，有不少包裝機械還出口創(chuàng)匯。然而，相對于國外包裝機械的發(fā)展，我國仍有不小的差距，為此，今后一個時期我國包裝業(yè)正面臨著大的發(fā)展機遇，所以包裝機械也將會有較大的發(fā)展。所以自動貼標機的設計將為中國包裝業(yè)的發(fā)展起到積極的推進作用。1．3貼標機的特征和設計要求貼標機的功能就是能夠對產品(這里指包裝盒體)完成自動貼標工序；而應用范圍是指對不同的產品有貼標的能力。一般來說，減少功能和縮小應用范圍可以簡化機器結構、降低創(chuàng)造成本、提高生產率、易于實現自動化。反之，增加功能和擴大應用范圍，則可以一機多用、相對縮小占地面積、有利于擴大機器制造批量，但結構復雜、成本高。其主要特征可表現在以下幾個方面。1、貼標質量與生產率貼標的質量主要是指所貼標簽的的一致性以及貼的牢固性。總體上是指對產品外觀的影響。生產率常用的是記件生產率，即單位時間內所貼的件數，又稱理論生產率。生產率越高，對機械的制造精度、零件材料的選用、潤滑條件、自動控制等要求就越高，同時對標簽材料的要求也越高，所以要根據生產規(guī)模、技術可能以及經濟合理行來確定生產率的高低。2、制造與維修在滿足使用要求的前提下，應盡可能使制造與維修方便，這就要求產品的設計應盡量簡單化、構件標準化。a、提高零件的通用化和標準化程度，這是我國的一項重要技術政策，也是包裝機械發(fā)展的一個方向。b、改善結構工藝性，機械的結構工藝性由零件的結構復雜程度、加工表面數量、精度要求、對制造單位的制造能力、零部件的可拆性及標準化、通用化程度來評定。結構工藝性差，不僅使制造成本增加，而且還使維修周期延長，甚至難以達到預定的加工要求。3、經濟性及其他在設計時要考慮經濟性問題。就是要求制造成本低，功率消耗少，使用壽命長，運輸、安裝、維修方便和生產率高。4、本設計的特點本貼標機適用制藥、食品、輕工、日化等行業(yè)的圓形塑料瓶、玻璃瓶等或類似物體的貼標。該機能自動完成分瓶、送標帶、同步分離標簽，標貼和自動打印批號，字跡清晰。工作原理及結構特點：由于該貼標機采用機電一體化的技術，選用大力矩步進電機驅動，光電控制裝置、電源保護裝置等先進系統，因此具有啟動緩沖功能，整體靈敏度高，低速扭矩大，速度穩(wěn)定，工作電壓穩(wěn)定，抗干攏能力強等技術特性。1．4本設計的研究設想1、可行性分析可行性分析要弄清和解決以下幾個問題。a、用戶的需求，即要對那些產品進行貼標，貼標的形式和位置b、根據用戶需求，確定機器的設計內容和該機的使用部門，明確他的功能、應用范圍和需達到的技術經濟指標。c、現有機型的發(fā)展情況、當前技術水平及今后發(fā)展方向。d、構思設計方案，從工作原理、技術性能和經濟效益三個方面分析對比各種方案的優(yōu)缺點和可行性，從中找出最合理的設計方案。2、初步設計將設計方案具體化，著重抓機器個組成要素的綜合，總體布局、擬訂主要的技術參數。對于同一工作原理可以擬訂不同的工作方案，對比找出最佳設計方案。對擬的方案、技術計算、設計圖樣進行詳細審核，特別注意審查整個設計方案是否合理。各個具體設計環(huán)節(jié)是否正確，設計是否完美。根據實際需要劃分具體步驟，在保證了設計質量和進度的前提下該作品定能達到理想的效果。3、本設計的主要內容通過以上分析，針對如何對盒體進行上平面貼標，匯總出本設計的主要內容為完成機器工作原理分析，總體結構，供標結構，收標機構以及貼標結構的結構設計。2不干膠貼標機主要機構設計2．1系統功能需求分析本貼標機的用途：使用不干膠標簽對食品、輕工、日化等行業(yè)的圓形塑料瓶、玻璃瓶等或類似物體的貼標。紙盒與貼標材料的規(guī)格：貼標范圍：Φ20mm-Φ100mm生產能力：120瓶/分，標簽卷筒芯內徑：Φ76mm，標簽寬度：20-100mm標簽卷最大外徑：Φ30mm，標簽長度：30-200mm電源：220V50Hz功率：250W.設計的貼標機需滿足以下功能要求：1、可將標簽可靠的貼在產品的上表面貼標方法采用同步貼標法，也可稱作"擦貼法"，"刷貼法"或"接觸粘貼法"。在貼標時，當標簽的前緣部分粘附到包裝上后，產品就馬上帶走標簽。這種貼標方法貼標效率很高，適用于高速和高效的自動化包裝生產線中，主要用于不干膠標簽的貼標。

2、自動的連續(xù)貼標貼標過程的各項操作均為自動執(zhí)行，無需人工干預，并通過控制系統完成對各項操作動作的協調控制和連續(xù)執(zhí)行。3、較低的設計和制造成本綜合運用機電一體化技術，降低整個貼標機的設計制造成本，使其具有較好推廣性。4、具有緊湊的機械結構根據個執(zhí)行機構的運動規(guī)律，簡化貼標機傳動裝置，合理安排貼標機個機構的布局，使所設計的貼標機結構緊湊，所占空間位置小，使用方便。2．2系統方案設計2．2．1工藝分析選擇和擬訂工藝過程是貼標機設計第一階段任務，是貼標機設計的基礎。工藝過程方案是否合理和先進，將直接影響所研制的貼標機結構、外姓尺寸、機構的運動方式的具體和貼標的質量。下面對所研制的貼標機的具體工藝進行分析：取標傳標取標傳標貼標滾壓圖2.1貼標工序圖在確定了貼標工序后，制定了該貼標機的工藝路線如圖2．2所示，確定工位數，在貼標工位設置時，主要考慮如何減少工作行程和空程時間，提高生產率，簡化傳動裝置，使得貼標機的整體結構緊湊。從貼標工序圖2．1和工藝路線圖2．2分析可得：工序1，放標盤的供標在工位Ⅰ完成，工序2送標和工序3傳標及工序4貼標簽在工位Ⅱ完成，工位Ⅱ到工位Ⅲ之間進行工序4標簽的滾壓，在工位5完成成品的取出，整個貼標工程一共需要四個工位。貼標機的一次工作過程為：1、物品先沿水平方向運動到工位Ⅰ，此時放標盤開始供標；2、到工位Ⅱ后，標簽保持進給，物品由輸送帶運送到貼標處，當標簽的前緣部分粘附到包裝上后，物品就馬上帶走標簽。圖2．2工藝路線圖3、物品帶著標簽以相同的線速度運動，途中滾壓裝置將標簽扶平、壓實；4、紙盒和標簽運動到工位Ⅳ后，取出成品，至此完成一次貼標工作。2．2．2貼標機主要機構的結構設計根據上節(jié)分析的貼標機的功能、工序以及貼標的工藝流程，可以確定貼標機的結構。將貼標機分為4個子部分，各子部分分別完成各自的功能，并協調工作，實現貼標機功能。1、總體結構概述貼標機作為自動工作機中的一個特定的類型，它具有一般自動工作機的共性，在結構上包括驅動元件、工作機構、傳動機構和自動控制系統四大部分。同時貼標機也有其自身的一些特點，根據本貼標機的工藝，可將貼標機的結構大體化分為以下幾個部分，如圖2.3所示。貼標機主要機構步進電機送紙機構回紙機構張緊機構不干膠標簽帶壓標裝置出標裝置控制裝置圖2.3貼標機的組成原理本貼標機選用的驅動裝置是電動機驅動，控制裝置采用電控系統。自動工作機的自動控制裝置可以是機械式、液壓式、氣動式、電氣式或綜合式。機械式自動工作機是應用最早的，具有工作可靠和易于實現的優(yōu)點，但是結構一般比較復雜。后幾種形式的自動工作機較機械式更便于實現自動控制，因此他們在現代自動工作機中受到重視，尤其是具有較高自動化程度的自動機(如電子程序控制的自動工作機)已經成為現代，自動機的主要發(fā)展方向。工作機構中的工藝操作和輔助操作可以由機器自動完成、也可以在操作者的參與下由機器完成。在過去，貼標工藝常常就需要操作者的參與，因而工作效率較低，本貼標機則是一種完全自動工作的工作機。2、貼標機的主要工作機構和制作方案（1）標簽儲放裝置標簽的儲放裝置(放標盤)完成標簽的存放，它必須保證在電機的驅動下按一定的速度穩(wěn)定輸送標簽，并且在靜止時保持紙帶的張力，使紙帶不易松脫?；痉桨福翰捎脠A盤形的儲帶裝置，將標簽至于圓盤上，這樣圓盤轉動便完成送標工作。圓盤軸上采用標帶張緊壓塊機構，使貼標帶始終具有一定的張力，壓塊與標帶紙盤軸間通過彈簧收縮力構成摩擦剎帶機構，當標帶運行時，在張力的作用下壓塊繞支點轉動使剎帶機構松開，標帶紙盤繞軸轉動使標帶放松張力減小，在彈簧力的作用下又使壓塊繞支點反向旋轉將標帶紙盤剎住，避免了標帶紙盤在慣性力的作用下繼續(xù)運轉使標帶過分松弛影響貼標精度。(2)標簽輸送裝置標簽輸送裝置是用于完成對卷筒標簽的輸送，它通過牽引標簽紙帶，使標簽輸送至指定位置，標簽在移動中在特定的距離由下述標簽裁斷機構切斷。基本方案：通過標簽的支撐軸、紙帶牽引輥、標簽輸送的定位機構來完成整個送標動作，在必要的時候要添加導向輥。(3)貼標機構貼標機構是貼標機的工藝操作機構，它的主要功能是：將不干膠標簽與標帶分離并貼在到達貼標位置的產品上。并隨著產品在向前前進的時候整體貼在固定位置。通過調整出標板的角度可以改變標的輸出角度，以便改變標與瓶的接觸點和標在壓標輥的作用下水平方向的運行速度與輸送帶的運行速度相匹配，保證貼標位置的前后一致性。(4)廢紙帶回收機構將貼標完成后的剩余紙帶進行回收?；痉桨福菏褂貌竭M電機通過帶傳動帶動標帶回紙盤收回廢紙帶。由于貼標時送紙輥每次貼標轉過的角度基本一致，而標帶回紙盤的直徑逐漸由小變大，為了避免紙帶張力過大把紙帶拉斷或影響標帶的定位精度，設計中采用了摩擦打滑結構，保證了送紙輥與標帶回紙盤之間的張力在整個貼標過程基本不變。3不干膠貼標機的機構設計3.1貼標頭結構設計圖3.1是貼標頭結構原理圖，貼標頭由盤式標帶的架帶、送帶、收帶、出標機構組成。圖3.1貼標機結構原理圖1一彈簧2一送紙輥3一標帶4一送紙輥5一出標板6一送紙膠輥7一壓紙輥8一標帶回紙盤9—標帶張緊壓輥10一標帶張緊導紙輥11一壓板12一標帶紙盤標帶的傳動，選用了步進電機帶動送紙膠輥，依靠壓輥與送紙膠輥同的擠壓力所產生的摩擦力帶動標帶運行，同時，步進電機通過帶傳動帶動標帶回紙盤收回廢紙帶。由于貼標時送紙輥每次貼標轉過的角度基本一致，而標帶回紙盤的直徑逐漸由小變大，為了避免紙帶張力過大把紙帶拉斷或影響標帶的定位精度，設計中采用了摩擦打滑結構，保證了送紙輥與標帶回紙盤之間的張力在整個貼標過程基本不變。由于步進電機有四大優(yōu)點：一是轉速可調，簡化了變速箱和傳動機構；二是步進電機具有同隙運動的準確性，在高速運行時也有良好的制動響應；三是在失電時有自鎖功能；四是它的驅動器易于與微機接口，可以實現連續(xù)控制和微調。由光電傳感器控制每次貼標后步進電機的制動，可以保證標的停止位置一致，從而保證了貼標時標簽的運行速度一致。為了避免貼標帶松弛造成光電傳感器定位不準，影響貼標的位置精度，增加了標帶張緊機構。這樣就使送紙輥與貼標帶之間始終具有一定的張力，從而保證了光電傳感器的定位精度。壓板與標帶紙盤軸間通過彈簧構成摩擦剎帶機構。當標帶運行時，在張力的作用下壓板繞支點轉動使剎帶機構松開，標帶紙盤繞軸轉動使標帶放松張力減小，標帶停止時，在彈簧力的作用下又使壓板繞支點反向旋轉將標帶紙盤剎住，避免了標帶紙盤在慣性力的作用下繼續(xù)運轉使標帶過分松弛影響貼標精度。通過出標板的角度可以改變標的輸出角度，以便改變標與瓶的接觸點和標在壓標輥的作用下水平方向的運行速度與輸送帶的運行速度相匹配，保證貼標位置的前后一致性。3．2卷筒標簽送標技術的研究卷筒標簽的輸送是貼標機工作中的重要工序，其輸送精度是影響貼標的精度的一個主要因素，決定了貼標的質量。因而卷筒標簽的送標技術是本貼標機設計的關鍵技術之一。3．2．1標簽輸送機構的基本結構送標動作是通過標簽輸送裝置的工作實現的，因此標簽輸送裝置要滿足以下的基本功能和運動要求：a、卷筒標簽材料進行支撐b、標簽紙帶進行牽引，使標簽移動指定距離c、求標簽牽引裝置的速度調節(jié)方便d、較高的送標精度，以確保貼標精度圖3．2標簽輸送裝置的組成圖3．2中的所示的標簽卷支撐軸用于支撐標簽卷，使標簽卷保持在一定的牽引力的作用范圍內可以松展成帶(又稱退卷)。隨著標簽帶松展，卷筒直徑逐漸減小，卷筒轉動的運動趨勢總是不斷加快的。為了簡化傳動裝置結構，通過標帶張緊壓輥9與標帶張緊導紙輥10之間的壓力使貼標帶始終具有一定的張力，從而保證定位精度。牽引輪是運送牽引標簽紙帶，將標簽移動指定的距離。導輥組對標簽帶起著承托、引導、轉向及校正的作用。如圖3．2所示，標簽紙帶一端由套在支撐軸上的標簽卷引出，在一次貼標過程中，標簽輸送裝置工作過程為：牽引輪帶動標簽紙帶，使標簽紙帶從標簽卷筒上拉出，經導輥組引導，由貼標裝置將標簽貼在紙盒上后，標簽牽引輪繼續(xù)牽引標簽紙帶，使標簽與紙盒以基本相同的線速度水平運動，在紙盒到指達定位置時，標簽己整張貼在紙盒上，牽引輪也停止動作，與此同時通過摩擦輪傳動，為較好的完成送標工序，需要對以下方面深入地進行研究，各個裝置的具體設計也是圍繞這兩個方面展開的。送標運動的兩個關鍵技術l、送標運動的實現2、送標精度的提高3．2．2傳動部分設計計算牽引輥（即傳動輥）由電動機帶動，電動機型號與上面所述各裝置的電動機型號一致，由于本自動貼標機的貼標率為120個/min，即每個標簽所用時間是0.5s，所以標簽輸送的速度為0.14m/0.5s=0.28m/s。設計牽引輥直徑為8cm牽引輥周長L=πd=3.14×0.08=25.12cm根據貼標速率，要求傳動輥的轉速為60×30／25.12=71.66rpm傳動輥與電動機用減速器連接，減速比i為Ⅰ=120/71.66=1.67設電動機軸上的帶輪齒數為z1=24傳動軸上的帶輪齒數為z2=Ⅰz1=40個計算小帶輪轉矩T1=95.5×105p/n1=95.5×105×0.37/120=2.94×104N·m小帶輪分度圓直徑d1td1t≥2.32=2.32=2.32×2.005=46.5mm齒寬b=φd×46.5=46.5mm模數mt=d1t/z=1.937齒高h=2.25×mt=4.359mmb/h=10.67Kv=1.03KHα=KRα=1.2=1.328由b/h=10.67HHβ=1.328得KFβ=1.3載荷為K=KaKvHHβ=1×1.12×1.2×1.3=1.7472d1=d1t=46.5=51.32mm計算模數m===2.138設計計算M≥==1.4313取m=1.5Z1===34d1=z1m=34×1.5=51mmz2=Ⅰz1=57d2=mz2=85.5mm中心距離a=(d1+d2)/2=68.25mm小齒寬度b=φdd1=51mm大齒寬度為20mm圖3.3傳動帶輪如圖3．3所示為電動機與傳動帶輪連接部分的傳動裝置。傳動裝置中軸上的分布及其旋轉方向展開形式簡化如圖3．4所示，根據傳動要求，必須使傳動輥Ⅰ、Ⅱ的轉速相同，方向相反，所以傳動輥Ⅰ、Ⅱ用一對型號相同的帶輪就能夠實現。圖3．4傳動軸帶輪組展開圖3．2．3供紙輥的結構設計本機構采用紙筒連續(xù)供紙方式，圖3．5所示為供紙輥的結構圖，其通過調節(jié)夾紙盤上螺釘可以調整輥位置，使其與拉紙輥及其切力對齊，根據標簽的寬度，調節(jié)螺釘改變兩夾紙盤的距離。圖3.5供紙輥結構示意圖四部分零件校核4.1軸的校核軸和軸上零件的結構、工藝以及軸上零件的安裝布置等對軸的強度有很大的影響，所以應在這些方面進行充分考慮、以利提高軸的承受能力，減少軸的尺寸和機器的質量，降低制造成本。1、合理布置軸上零件以減少軸的載荷為了減少軸所承受的彎矩，傳動件應盡量靠近軸承臂的支撐形式，力求縮短支撐跨距及懸臂長度等。2，改進軸上零件的結構以減少軸的載荷通過改進軸上零件的結構也可以減少軸上載荷。3、改進軸的結構以減少應力集中的影響并盡可能不采用懸軸通常是在應力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)塵突變處要產生應力集中，軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。為了提高軸的疲勞強度，應盡量減少應力集中源和降低應力集中程度。為此，軸肩處采用較大大過渡圓角半徑r宋降低應力集中。但對定位軸肩，還必須保證零件得到叫!靠的定位。4、改進軸的表面質量以提高軸的疲勞強度軸的表面粗糙度和表面強化處理方法也會對軸的疲勞強度產生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強度也愈低。因此，應合理減小釉的表面及圓角處的加工粗糙度值。當采用對應力集中甚為敏感的高強度材料制作軸時，表面質量尤應予以注意。表面強化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理：表面滲碳、氰化、化等化學處理：碾壓、噴丸等強化處理。通過碾壓、噴丸進行表面強化處理時，可使軸的表層產生預壓力，從而提高軸的抗疲勞能力[4]。根據扭轉強度計算：這種方法是只按軸所受的扭矩宋計算軸的強度：如果還受有不大的彎矩時，則用降低許用扭轉轉切應力的辦法予以考慮。在做軸的結構設計時，通常用這種方法初步估計軸徑。對于不大重要的軸，也可作為最后計算結果。軸的扭轉強度條件為τT=≈9550000p/0.2d3n≤[τT]式中：τT——扭轉切應力，單位為MPa；T——軸所受的扭矩，單位為N．mm;WT——軸的抗扭截面系數，單位為mm;n——軸的轉速：單位為r／mⅠn;p——軸傳遞的功率，單位為kw；d——計算截面處軸的直徑，單位為mm：[τT]——許用扭轉切應力，單位為MPa，見表4-1表4-1軸常用幾種材料的[τT]及A0━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━軸的材料┃Q235-A、20┃Q275、35┃45┃40Cr、35SiMn━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━[τT]／MPa┃15-25┃20-35┃25-45┃35-55━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━A0。┃149-126┃135-112┃126-103┃112-97━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━由上式可得軸的直徑d≥==A0式中A。=，查表4-1。在本自動貼標機中，傳動輥的軸受力最大，所以僅僅校核該軸合格就能滿足要求。取A。=130電動機功率為0．37KW，軸的傳動功率≤0.37KW，n=120rpm所以d＜130×=18.92mm該軸最小直徑為28mm，所以滿足要求。4．2滾動軸承壽命的計算選擇軸承時，首先是選擇，下面歸納出正確選擇軸承類型時所應考慮的主要因素。4.2.1軸承的載荷軸承所受載荷的大小、方向和性質，是選擇軸承類型的主要依據。根據載荷的大小選擇軸承的類型時，由于滾子軸承中主要元件問是線接宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時，應優(yōu)先選用球軸承。根據載荷的方向選擇軸承類型寸，對于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承：較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當軸承在承受徑向載荷Fr的同時，還有不大的軸向載荷Fα時，叮選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承：當軸向載荷較大時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結構，分別承擔徑向載荷和軸向載荷。4.2.2軸承的轉速在一般轉速下，轉速的高低對類型的選擇不發(fā)塵什么影響，只有在轉速較高時，才會有比較顯著的影響。從工作轉速對軸承的要求看，可以確定以下幾點：a、球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉速,故在高速時應優(yōu)先選用球軸承。b、在內徑相同的情況下，外徑越小，則滾動體就越小，運轉時滾動體加在外圈滾道上的離心慣性力也就越小，因而也就更適合于在高速下工作，c、保持架的材料與結構對軸承轉速影響極大。實體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉速，青銅實體保持架允許更高的轉速。d、推力軸承的極限轉速均很低，當工作轉速高時，若軸向載荷不十分大，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。e，若工作轉速略超過樣本中規(guī)定的極限轉速，可以用提高軸承的公差登記，或者適當地加大軸承的徑向游隙，選用循環(huán)潤滑或噴霧潤滑，加強對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。若工作轉速超過極限轉速較多，應選用特制的高速滾動軸承。由于本設計的受力，球滾動軸承就能夠滿足各部分的需要。計算軸承壽命根據當量動載荷的計算公式：P=XFr+YFα,X=1,Y=0P=500N滾動軸承的壽命公式為：Lh=其中ε=3，C=30500Nnm=620r/mⅠnLh==61016.39h≈7年故軸承能滿足四年一次維修的年限結論本課題確定后，我首先進行了將近一個月的調研工作。而且就市場對貼標機的需求進了充分的了解，并對國內外現有的機型的結構及性能進行了調查研究。在此基礎上最終確定了不干膠貼標機的設計方案，并對方案進行了理論論證，對貼標各工藝參數的確定進行了理論分析及討論。四個月