利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計張紹勇 21325204

機電13碩1班一、設計目標二、原理方案分析三、總結1利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計一、設計目標利樂包是瑞典利樂公司（Tetra

Pak）開發(fā)出的一系列用于液體食品的包裝產(chǎn)品。問題背景利樂包包裝實物圖2流水線一角利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計一、設計目標利樂包具有不同外形和不同尺寸：問題背景3利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計一、設計目標問題背景利樂包的流水線，具有不同速度：水線流示意圖4利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計一、設計目標問題描述5裝奶機輸出的包裝盒姿態(tài)——窄面朝向運動方向與裝箱機要求設輸計入的一包個裝裝盒置姿來態(tài)實——現(xiàn)寬改面變朝包向裝運盒動方向，不一樣；裝奶機的輸速出度的方包向裝盒具有不同尺寸大??；裝奶機輸出的包裝盒具有不同外形；裝奶機輸通出用的包性裝高盒具有不同質(zhì)量；裝奶機輸?shù)统瞿艿陌难b盒具有不同的運動速度？；裝置簡單可靠抽象出來，這個問題可以理解為改變連續(xù)運動的具有一定質(zhì)量和體積的包裝盒的速度方向。利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析設計原則6最理想的技術系統(tǒng)：它既不消耗任何資源，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有必要的功能。技術系統(tǒng)是沿著提高其理想度，向最理想系統(tǒng)進化的。理想解（IFR）公式：Ideality

=

Benefits/(costs

+

harm）實現(xiàn)更多的功能，更好的實現(xiàn)功能減少成本或者副作用利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析設計方案7假設流水線上的包裝盒間隔距離為一個包裝寬度，裝滿牛奶密度近似取1g/cm3，忽略包裝盒的質(zhì)量包裝類型裝奶機輸出速度（p/h）間隔距離（m）包裝盒運動速度（m/s）包裝盒質(zhì)量（kg）包裝盒間隔時間（s）TPA250Square9000-240000.05190.2595—0.3460.250.4—0.15TPA330Square90000.06130.30650.330.4TBA250Base16000-20000-240000.06490.577—0.721—0.8650.250.225—0.18—0.15利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析設計方案包裝盒姿態(tài)不變包裝盒姿態(tài)改變8利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析設計方案包裝盒姿態(tài)改變方案一、被動轉(zhuǎn)向方案二、主動轉(zhuǎn)向9利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析包裝盒姿態(tài)不變方案三、主動轉(zhuǎn)向10利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析包裝盒姿態(tài)不變方案三、主動轉(zhuǎn)向MX

DX

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0X

(0)

0X

(0)

v0其中：M為包裝盒的質(zhì)量D為阻尼器的阻尼系數(shù)

K為彈簧剛度系數(shù)v0為包裝盒運動速度11利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析包裝盒姿態(tài)不變方案三、主動轉(zhuǎn)向控制：振動最大幅值穩(wěn)定時間（優(yōu)先，0.1S）12利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析包裝盒姿態(tài)不變方案四、被動轉(zhuǎn)向1、結構示意圖沿著X軸正方向，包裝盒從輸送帶通過一個光滑的斜坡向上滑到換向臺，使其速度降為0。 然后，沿著Y軸負方向，包裝盒從換向臺上通過一個光滑的斜坡向下滑，速度增大到輸送帶的速度，滑到輸送帶上。動能勢能勢能動能13利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計二、原理方案分析包裝盒姿態(tài)不變包裝類型包裝盒運動速度（m/s）包裝盒質(zhì)量（kg）滑行高度（cm）TPA250Square0.2595—0.3460.250.34—0.6TPA330Square0.30650.330.47TBA250Base0.577—0.721—0.8650.251.66—2.6—3.7414能量守恒定律：1/2mv2

=mgh2、理想情況下，不考慮能量損耗，計算所需滑行的高度方案四、被動轉(zhuǎn)向3、實際情況下包裝盒與斜坡之間的摩擦損耗，會使得包裝盒從輸送帶滑行到轉(zhuǎn)向臺高度變低，從轉(zhuǎn)向臺滑行到輸送帶的高度增高；滑行帶與包裝盒之間的摩擦力不可控；還需考慮包裝盒在向上或者向下滑行時的穩(wěn)定性，避免倒下或者旋轉(zhuǎn)。利樂包轉(zhuǎn)角裝置設計三、總結15設計目標：改變包裝盒的速度方