Kaip veikia popierinių puodelių mašinos kumštelio mechanizmas?

Automatinės pakavimo įrangos srityje popierinių puodelių mašina tapo pagrindine šiuolaikinės maisto pakavimo pramonės įranga dėl savo efektyvių ir tikslių gamybos galimybių. Kumštelinis mechanizmas, kaip pagrindinė popierinių puodelių mašinos perdavimo sistema, užtikrina automatinį daugiau nei dešimties procesų, tokių kaip popieriaus siurbimas, plastiko formavimas, sandarinimas ir susisukimas popierinių puodelių gamyboje, sujungimą, naudojant tikslų mechaninį judėjimo valdymą. Šiame dokumente bus lengvai -suprantama- supažindinama su šio mechaninio perdavimo įtaiso veikimo principas, konstrukcinės charakteristikos ir praktinis pritaikymas.

Kumštelinis mechanizmas yra aukštų porų mechanizmas, kuriuo pavaros seklys (pavyzdžiui, stūmiklis arba pasukamas strypas) įgyvendina tam tikrą judėjimo dėsnį pagal pavaros elemento (kumštelio) kontūro kreivę. Pagrindinė jo vertė yra galimybė sukimosi judesius paversti sudėtingu linijiniu arba svyruojančiu judesiu, tiksliai valdant, nereikalaujant sudėtingų pavarų perdavimo grandinių.
1.1 Trys pagrindiniai struktūros elementai

• Kamštelis: judanti dalis, dažniausiai disko -forma, cilindrinė arba konkretaus profilio. Popierinių puodelių mašinose diskiniai kumšteliai dažniausiai naudojami sekėjų sukimuisi.
• Apačia: pagal judėjimo būdą pavarą galima suskirstyti į du tipus: linijinę (aukštyn ir žemyn) ir svyruojančią (sukančią aplink fiksuotą ašį). Popierinių puodelių mašinose yra įprasti ritinėliai, kurie sumažina trintį dėl riedėjimo kontakto.
• Rėmas: atraminis elementas, fiksuojantis skirstomąjį veleną ir ribojantis seklio judėjimo trajektoriją, kad būtų užtikrintas sistemos stabilumas.

1.2 Judesio konvertavimo principai.
Kai kumštelis sukasi pastoviu greičiu, kontaktinio taško padėtis tarp kumštelio kontūro ir seklio nuolat kinta, todėl seklys verčiamas judėti iš anksto nustatyta trajektorija. Pavyzdžiui:

• Kylantis etapas: kumštelio kontūro spindulys palaipsniui didėja, stumiant sekiklį aukštyn (kaip ir šoninės sienelės lankstymo procese formuojant popierinius puodelius).
• Kumštelio kontūro spindulys išlieka toks pat, o seklys – toks pat (pvz., kaitinant ir sandarinant suspaudimo metu).
• Grąžinimo fazė: sumažintas kumštelio kontūro spindulys ir grįžimas į pradinę padėtį (pasiruoškite kitai kilpai).
• Šis periodiškas judesys „stumti-stovėti-grįžti“ yra raktas į nuolatinę popierinių puodelių mašinų gamybą.

Paimkite aštuonis visiškai automatizuotus puodelių aparatus, kurių pagrindiniai procesai apima:

1. Popieriaus pūtimas ir tiekimas
2. puodelio sienelių liejimas;
3. Apatinis sandarinimas
4. Šoninės sienelės reljefas
5. Garbanoti kraštai
6. Pagamintų prekių produkcija

Kiekvienas procesas yra valdomas nepriklausomu kumštelio mechanizmu, o surinkimo linijos veikimas realizuojamas tiksliai koordinuojant laiką.
2.1 Blotavimo mechanizmų judėjimo kontrolė
Darbo scenarijus: sukrautus popieriaus lapus atskirkite po vieną ir nusiųskite į formavimo stotį.
Kameros dizainas:

• Dvigubos kameros koordinavimo valdymas: pagrindinės kumštelio pavaros siurbtuko judėjimas aukštyn ir žemyn, pagalbinis kumštelio valdymo popieriaus piršto judėjimas.
• Judėjimo kreivės:

0 laipsnių -90 laipsnių: siurbtukas greitai nukrenta ir pirštai susitraukia.
90–180 laipsnių: siurbtukas išdžiovina popierių, tada pakyla, pirštai atitraukti.
180–270 laipsnių: siurbtukas toliau kyla aukštyn, pirštai pasiekia popieriaus krūvą ir spaudžiasi žemyn.
270–360 laipsnių: siurbtukas nuleidžiamas žemyn, o pirštai lieka įtempti.
Techniniai akcentai:

• Spyruokliniai išankstinio įkėlimo įtaisai užtikrina nuolatinį piršto ir popieriaus krūvos kontaktą.
• Siurbtuko dugnas yra nuožulnus ir pritaikytas pneumatiniam principui, kad pagerintų popieriaus siurbimo efektyvumą.
• Kumštelio kreivė pritaikyta modifikuotam sinusoidinio pagreičio judėjimo dėsniui, kad būtų sumažintas smūgis ir vibracija.

2.2 Tikslus formavimo mechanizmo koordinavimas.
Darbinis scenarijus: Sulenkite plokščią popieriaus lapą į puodelio formą, įskaitant šoninės sienelės lankstymą, dugno sandarinimą ir kt.
Kameros sistemos konfigūracija:

• Pagrindinis kumštelis: valdykite liejimo štampo judėjimą aukštyn ir žemyn.
• Pagalbinis kumštelis: skatina horizontalų šoninės sienelės sulankstymo plokštės judėjimą.
• Indeksavimo kumštelis: Stoties konversijos įgyvendinimas (8 stočių su pertrūkiais sukimasis).

Pratimų laikas:

• 0 laipsnis -45 laipsniai: štampas pakyla, o sulankstoma plokštė išsitiesia horizontaliai.
• 45 laipsniai -135 laipsniai : kabliukas toliau kyla, o sulankstoma plokštė užbaigia išankstinį šoninį lankstymą.
• 135–225 laipsniai: štampas toliau kyla, o sulankstoma plokštė užbaigia galutinį lankstymą.
• 225 laipsniai -315 laipsniai : Pelėsiai mažėja, sulankstoma plokštė susitraukia.
• 315–360 laipsnių: Pelėsis vis dar krenta, ruošiasi kitam ciklui.

Technologiniai laimėjimai:

• Lygiagretus indeksavimo kumštelių mechanizmai gali pasiekti padėties konvertavimą padėties tikslumu + -0.05 mm.
• Optimizuota kumštelio kreivės konstrukcija užtikrina vienodą formavimo slėgio pasiskirstymą ir apsaugo nuo puodelio deformacijos.
• Virtualus prototipų modeliavimas (ADAMS) patikrina judesio trukdžius ir sutrumpina tyrimų plėtros ciklą.

3.1 Medžiagos parinkimas ir paviršiaus apdorojimas

• Kumštelio medžiaga: Pasirinktas 40Cr legiruotas plienas ir grūdinimas bei grūdinimas (HRC 28-32), kad būtų išlaikyta stiprumo ir kietumo pusiausvyra.
• Nutraukimas-žemyn: plieninis volas su GCr15 guoliu, paviršiaus grūdinimas (HRC 60-65).
• Paviršiaus apdorojimas: kumštelio darbinis paviršius padengtas chromu{0}} (storis 0,02–0,03 mm), kad būtų sumažintas nusidėvėjimas.

3.2 Dinaminis našumo gerinimas
Didelės spartos{0}}dizainas:

• Pagrindinis kumštelio apskritimo spindulys padidinamas 15%, kad būtų sumažintas kontaktinis įtempis.
• Priimami cikloidinio judėjimo dėsniai ir didžiausias greitis padidinamas iki 300 aps./min.

Triukšmo mažinimo technologija:

• Amortizatorius sumontuotas ant seklio, o vibracijos pagreitis sumažintas 40%.
• Kumštelių kontūrai buvo modifikuoti, kad būtų pašalinti judesio nepertraukiamumo taškai.

3.3 Išmanieji atnaujinimai
Jutiklio integravimas:

• Įdiegti poslinkio jutikliai sekėjų buvimo vietai stebėti realiu laiku.
• Fazinė{0}}užrakinta kilpa leidžia adaptyviai reguliuoti judėjimo kreives.

Skaitmeninės „Twin“ programos:

• Trimatis kumštelio mechanizmo modelis sukurtas siekiant imituoti įtempių pasiskirstymą skirtingomis darbo sąlygomis.
• Baigtinių elementų analizė (FEA) naudojama optimizuoti kontūrų kreives ir pailginti tarnavimo laiką.

4.1 Gaminio visiškai automatizuoto popierinių puodelių mašinos techniniai parametrai

4.2 Veiklos efektyvumo palyginimas

Tobulėjant pramonei 4.0, popierinio puodelio kumštelio mechanizmas vystosi šiomis kryptimis:
Mechatroninis integravimas:

• Integruotos servovariklio pavaros gali pakeisti mechaninį kumštelį elektroniniu kumšteliu su judėjimo kreivėmis.
• Magistralės ryšys užtikrina kelių{0}}ašių sinchroninį valdymą.

Žaliosios gamybos technologijos:

• Lengvas dizainas (30 30 % nuostolis dėl aliuminio lydinio kumštelio).
• Kurkite savaime{0}}tepančias medžiagas, kad sumažintumėte tepalo naudojimą.

Lanksčios gamybos galimybės:

• Greito formų keitimo sistema (modulinė kumštelio konstrukcija).
• Išmanios reguliavimo funkcijos, prisitaiko prie daugelio puodelių specifikacijų.

Numatyta priežiūra:

• Įdiegti vibracijos jutikliai, skirti stebėti kumštelio susidėvėjimą.
• Didelė duomenų analizė numato pakeitimo ciklus.

Išvada:
Nuo paprasto mechaninio perdavimo iki pažangaus judesio valdymo, kumštelio mechanizmo taikymas popierinių puodelių mašinose įkūnija mechaninės inžinerijos estetiką ir išmintį. Dėl nuolatinių technologinių naujovių šis tradicinis mechanizmas ne tik išlaiko savo pirminį gyvybingumą, bet ir 焕发出新的活力 (spinduliuoja naują gyvybingumą skaitmeninėje bangoje. Ateityje, diegiant naujas medžiagas ir procesus, kumštelių mechanizmai ir toliau rems pakavimo mašinų pramonės transformaciją ir atnaujinimą efektyvesniais, patikimesniais ir protingesniais).