医药西林瓶锁铝盖机总体及系统设计

1、摘 要该设计是医药西林瓶锁铝盖机总体及锁盖部件设计，它包括机架组件、上料传动机构、上下机构、模架封口机构、气缸一连杆增力机构和气动系统。所述的机架组件包括方形机架及其地脚，在方形机架上安装有下支板、中支板和上支板;在下支板和中支板之间对称安装有两个支撑筒，支撑筒内分别安装有拉杆，且拉杆穿过中支板与上支板连接;在两个支撑筒中间，下支板上安装有所述气缸一连杆增力机构;在中支板和上支板之间安装有所述精密模架封口机构;在中支板上面安装着上料传动机构和上料传动机构的侧立板，侧立板的中间部位安装有上下料机构-同步带传动机构;中支板下面安装有液压系统，带动上模做上下运动。主要完成结构设计和电气控制设计。关键

2、词 医药西林瓶；锁铝盖机；结构设计；电气控制Abstract This design is the Package machine, automatic Medicine of XiLin, which comprises mountings components, feeding and transmission mechanism, formwork sealing institution, cylinder rods and a pneumatic system. The frame which is described includs its anchor and a square f

3、rame.There are three boards are installed in the square frame. Two supporting in which support cylinders are installed separately are installated symmetrically in the next plate and plate , and the rod of tension across the board with a plate connected. Between the two supporting tube plates, the cy

4、linder rod which is dscribed is installated on the under-plate ; precision mold frame sealed institution is installated between the upper plate and in- the-plate;there are feeding transmission mechanism and its lateral made board in the upper plate; in the middle of the lateral plate installation ha

5、ve up-down material institutions - synchronous belt transmission institution; the drive hydraulic system which makes up and down movement with the mould is installed below in the plate.Keywords The bottle of XiLin medicine;Capping machine;Structure design; Electrical control 目录摘 要IAbstractII第1章 绪论31

6、.1 课题研究的目的及意义31.2 国内外研究现状及发展趋势41.3 锁盖机的使用范围51.4 课题的主要设计内容5第2章 总体方案的确定62.1 方案的比较及选择62.2 总体布局的确定132.2.1 总体方案的具体内容132.2.2 整机布局132.2.3 医药西林瓶锁盖机的工艺流程132.3 结构方案的确定15第3章 总体机动力及传动方案的确定183.1 传动方案的确定183.1.1 驱动方式的选择183.1.2 液压传动183.1.3 同步带传动193.2 主要技术参数的确定203.2.1 电机参数的确定203.2.2 液压缸参数的确定203.2.3 气缸参数的确定21第4章 总体机主

7、要部件的确定224.1 液压缸的选择224.2 气缸的选择224.2.1 安装形式的选择224.2.2 选择缸径尺寸224.3 同步带轮的设计计算和校核244.3.1 确定初始条件244.3.2 确定带轮齿数及直径244.3.3 计算带速和带长254.3.4 实际轴间距和啮合尺寸254.3.5 额定功率和带宽254.3.6 计算作用在轴上的力264.4 锁盖机锁盖部件的设计264.4.1 锁盖部件的锁盖方式的确定264.4.2 锁盖部件的设计26第5章 医药西林瓶锁铝盖机电气控制系统设计275.1 控制系统设计275.2 元器件的选型315.2.1 plc的选型315.2.2 开关电源选型32

8、5.2.3 断路器的选型335.2.4 滤波器选型355.2.5 接触器选型依据355.3 传感器的选择365.3.1 磁性开关的选择365.3.2 换向阀的选择37结 论38致 谢39参考文献40附录I41附录II45 第1章 绪论1.1 课题研究的目的及意义 现代工业生产中，主要包括原料处理、车间加工和产品包装，其中的产品封口包装成为非常重要的环节。包装箱封口机械是使产品实现机械化、自动化的保障，它为包装工业提供先进的技术设备，在现代工业生产中起着重要的作用。1. 提高生产率 提高生产率是包装封口机械的重要作用。如国内某些公司生产的全自动包箱封口机的生产效率可达50箱每分，这是手工包装封口

9、无法比拟的。2. 改善劳动条件如采用包装封口机械来包装硫酸等危险品时，既提高了生产效率，又改变了劳动条件，避免工人与硫酸的直接接触，使操作安全。3降低成本如使用封口机械包装液体、粉状物品时，可减少液体外溢、风尘飞扬等现的发生并减少和防止成品的散失，既节约原材料，使产品成本降低，又能保护环境。4提高产品质量 如采用封口机械包装药品、食品时、避免了产品与人手的直接接触，加强了对产品的保护和产品卫生；另外，由于封口机械的设计精度高，保障产品的外观整齐、封口严密，提高了产品的包装质量，增强了市场销售的竞争能力。5. 节约基建投资 如采用封口机械包装产品，则产品和包装容量的供给都比较集中，包装工序安排比

10、较紧凑，可以充分利用空间，减少了人工包装产品所需要的占地面积，这样可以节约基建投资。目前国内外均对医药西林封装机构进行研究，具有极强的市场竞争力、技术附加值和利润空间。同时，生产医药西林所选用的主要原材料资源丰富，其的研制成功能为我国医药卫生事业的扩展开辟广阔前景。我的研究课题是医药西林瓶锁铝盖机总体及锁盖部件设计，其作为整个过程的最后一道工序，起着举足轻重的作用，保证医药西林的最终质量。西林瓶封口从最初的手工上料封口，再到机械半自动封口，直到现在的全自动封口，经过这些阶段的发展，封口技术逐渐趋于成熟。1.2 国内外研究现状及发展趋势医药西林封口技术经历了最初的纯手工上料封口操作技术、机械半自

11、动封口操作技术和今天全自动及各种电气控制的操作技术。当然其未来会向着更为自动化、功能更加完善的方向发展。手工上料封口：操作简便，其缺点：手持夹具容易划伤瓶盖表面，造成产品表面缺陷；经常因放料位置不准，导致封口出现次品；工人劳动强度大、生产效率低、容易产生疲劳，技术落后，药品制造成本高等。机械半自动封口：是利用人工将待封口的半成品医药西林，放到一个传送带上，向前传送到确定位置，有一个机械运动的运动分配轴，控制一个机械推板，将传送到位后的半成品推到封口膜的上下模具之间，利用夹板将西林瓶夹持定位，然后有偏心凸轮连杆机构，带动一套上下往复运动的上冲头，实现封口模具的封口运动。其缺点：设备传动控制复杂，

12、容易出现故障，制造成本高;夹板定位可靠性差，易出现废品；出料是靠后边的半成品药瓶挤出的，出料无序，易造成短路、划伤等问题。使用带有锁瓶机构的医药西林封口装置，其克服现有技术的不足，即虽自动化成度高，但结构较为复杂，工作效率有待提高。该实用新型提供一种结构较为简单、工作效率高的医药西林瓶封口装置。该装置包括工作台，西林瓶夹紧机构和封口机构及瓶盖料盒。其特征在于：西林瓶夹紧机构有底座、底座移位气缸和西林瓶夹紧气缸组成，西林瓶夹紧气缸固定在底座上，通过带动气缸手柄上的西林瓶夹具将西林瓶夹紧，底座移位气缸和底座相连，用于控制底座的行程；封口机构设置在一立板上，立板固定于工作台上，封口机构由封口气缸和锁

13、盖机构组成，封口气缸控制锁头位移。该实用新型封口机构进行封口操作，结构更简单，同时提高了工作效率。西林瓶自动封口机的瓶盖安装结构，设置采用理盖机构，以实现戴盖的自动化。其可以同时对若干个西林瓶同时戴盖，然后可进行封口，因此生产自动化程度高，提高了生产效率，生产速度快，并且比手工封口易控制，封口深度一致性好，产品质量均匀。 该西林瓶自动封口机提高生产效率、运行稳定性及可靠性，减少噪声和振动。此种西林瓶自动封口机包括动力装置，传动装置，封口模装置，该传动装置包括：间歇分割器，其固定于底板上;至少一凸轮机构，其动力输入端与间歇分割器连接由其驱动；偏心轮机构，其动力输入端与凸轮机构动力输出端连接由其驱

14、动；封口模装置与偏心轮机构的动力输出端连接由其驱动。该实用新型的自动封口机动力一致，整机均由机械结构部件组成，运行稳定，协调性好；自动封口机具有多工位特点，第一次封口和第二次封口同时完成，提高效率；西林瓶始终保持在同一水平面，不会掉落摔伤；西林瓶夹紧机构采用机械式夹紧，可靠性高；且动力非飞轮式冲击，噪声和振动较小。采用精密模架封口机构的自动封口机，其没有或减少了装盘机构部分，使用新设计的机架组件、上下料传动机构、气缸-连杆增力机构和气动系统，调整了电器控制系统及软件，因而其封口边高和总高可调，封口保压时间可控，解决了西林瓶精密封口问题，提高了产品质量，且质量稳定、生产效率高成本低廉。具有可调整

15、封头冲程简便的封口机.由于在罩封装置和旋封装置上装有升降机构，在需要调整封头冲程时只需调整吊钩位置即可改变封头冲程，操作十分简便，调整冲程精度高确保封口质量。1.3 锁盖机的使用范围 此结构可适用于加工医药西林最后关键工序-封口使用范围：圆瓶瓶高39-66mm1.4 课题的主要设计内容机架组件，电机的选择，送料机构的确定，液压缸的选择，气缸一连杆增力机构的确定，精密模架封口机构的设计第2章 总体方案的确定2.1 方案的比较及选择 1、自动单冲封口单冲封口机由于价格低廉、操作方便、结构简单，受到实验室、研究所、大专院校等研究人员的欢迎，然而由于其存在诸多的不足，实际生产中应用不多。（1）工作原理

16、如下：出片调节器可以用来调整下冲升起的高度位置，一般调至与中模上缘相平;压力调节器的作用是调整上冲下降的距离，在充填一定的情况下，上冲下降的多，上下冲之间的距离愈近，压力愈大，反之愈小。（2）封口工艺流程如下所示，其流程：a、上冲升起，加料器推进到中模孔之上位置；b、下冲下降至适当位置使中模孔中可容纳西林药瓶；c、加料器移开d、上冲下降，也即封口至压缩到位；e、上冲升起的同时下冲也将已封好的药瓶顶出，加料器再推进中模孔之上，同时将封好的药瓶推开，周而复始。2、旋转式自动封口（借鉴药片加工过程）旋转封口机是多冲型的，其工作原理和机构如下图所示，是目前生产中使用最广泛的。主要由传动部件、转台部件、

17、压轮架部件、轨道部件、润滑部件及围罩等组成。一般转台结构分三层，上层的模孔中装入上冲杆，中层装中模，下层模孔中装入下冲杆。由传动部件带来的动力使转台旋转，在转台旋转的同时，上下冲杆沿着固定的轨道作有规律的上下运动。同时，在上冲上面及下冲下面的适当位置装着上压轮和下压轮，在上冲和下冲转动并经过各自的压轮时，被压轮推动，使上冲向下、下冲向上运动并加压与药瓶。转台中层台面上置有一位置固定不动的加料器，药瓶被不断的送入到中模孔中。压力调节手轮用来调整下压轮的高度，下压轮的位置高，则压缩时下冲抬得高，上下冲之间的距离近，压力大，反之压力小。 图2-1旋转式自动封口机工作原理图带二次压缩的增加了一道预压，

18、也即药瓶先经过上下预压轮的压缩后在进入主压，能大大改善药瓶的封口质量。旋转式压片机是结构复杂、价格昂贵、操作者要求经过培训，其使用受到一定的限制。而且其主要组成部分都较复杂，具体如下：（1）加料装置一般组成：加料斗和加料器。加料斗用不锈钢材料制成圆筒形结构。 内径250mm、高280mm，出料口做成扁圆形；安装在机架盖板上，设计成可调； 料斗中物料靠自重及机器的轻微振动落入加料器。加料器用铸铜或无毒塑料制成，采用月形栅式结构。 为形成多次充填加料器与中模之间须有间隙且应可调； 为刮平转盘和中模上表面的粉末加料器最后一格设刮板； 加料器有关尺寸与加料斗应对应。 （2）工作转盘（如图2-2所示）为

19、使上下冲和中模同步旋转，并保持同轴度要求 工作转盘采用三层整体结构，每层外缘均布加工33个同心通孔； 为使上下冲在上下层孔中自如地上下运动 孔径与冲杆外径（22mm）为间隙配合；中层孔径与中模圈外径（26mm）配合,并用螺钉将中模紧固； 为使转盘绕竖直固定轴旋转 转盘应与蜗轮同轴，其最简单结构是将蜗轮套装于转盘外缘； 为了转盘旋转时有较好的润滑 在立轴顶部设以油杯。图2-2压片机工作转盘1-紧定螺钉；2-蜗轮；3-下冲；4-中模顶丝；5-中模； 6-上冲；7-转盘 8-立轴；9-上导轨盘；10-蜗杆 3)下冲导轨装置为使上下冲在随转盘旋转同时能在孔中上下运动 需设上下冲导轨装置； 上下冲导轨设

20、计成圆环形端面凸轮。(4) 上导轨装置为使上导轨固定将其装嵌在导轨盘上，导轨盘中间开轴孔，并用键固定在立轴上；为便于加工和安装 上导轨采用8块有凸缘的导轨片拼接成高低有序的回形曲线； 导轨曲线规律按压片工艺设计； 为使上冲下行运动始末加速度为零，减少冲击上导轨的下行轨曲线按余弦规律设计；为便于上冲的安装或调换上导轨须设有活动缺口采用可上下翻转的嵌舌板。(5) 下导轨装置采用两副结构相同的导轨片对称固定在转盘下方的机架台面上；下导轨曲线按加料、充填、压片、出片的工艺设计； 为控制下冲运行下导轨设凹槽。(6) 调节机构（如图2-3所示）下冲在下导轨上运行过程中，须顶出模孔中的部分颗粒 充量调节；

21、控制模孔中的药物装量即控制了压制片剂的重量 充填调节机构又称片重调节机构；为使充填量可调 充填调节机构的关键部件即调节轨应可上下升降； 实现升降动作的机构有多种，本题采用简单方便的螺旋机构； 为使结构简化、调整方便 将调节轨与螺杆相连、螺母外圈加工成蜗轮，并受调节蜗杆驱动； 调节轨亦可作为下导轨组成部分之一，本题应设计有两套。图2-3调节机构原理图1-充填轨；2-机架体；3-升降杆；4-刻度调节盘；5-弹簧；6-轴7-挡圈； 8-指针；9-蜗杆轴；10-涡轮罩；11-蜗杆；12-蜗轮13-下冲调节原理：转动调节盘4 轴6、蜗杆轴9、蜗杆11转动 蜗轮12（内圈为螺母、轴向不可移动）转动 螺杆（

22、升降杆）3带动调节轨1上下移动。 （7） 力轮及其调节机构 真正对药物施加压力进行压片的是压力轮； 为使上下冲在工艺流程中的压片阶段能对药物施加压力 上冲上方、下冲下方各设一压轮 （分别安装于上盖槽内和机体侧槽内）； 上下冲正置于上下压轮之间时，分别脱开各自导轨； 为使上、下冲压片时的压力可调 上、下压轮的相对位置应设计成可调，即需设计压力调节机构；本题从生产率和生产能力要求转盘速度不是很高 采用结构简单和调节方便的偏心轮式压力调节装置。 （8）上压轮调节机构 （如图2-4所示）图2-4上压轮调节机构图偏心轴5旋转带动其轴颈上的压轮3旋转中心上下偏移改变上冲下压的最低位置；为使压轮与轴颈磨损小

23、采用滚动轴承；为使偏心轴旋转采用最简单的摇臂摆杆1，摆杆与偏心轴紧固；压片力的调节：调节螺母12、搬动轴承座11 改变弹簧8的压力改变摆杆摆角 调节偏心轴偏心改变压轮最低位 调节压片时的压力；过载保护缓冲弹簧13受力过大时使微动开关14动作 机器停车。 （9）下压轮调节机构 （如图2-5所示）图2-5下压轮结构 因压片力调节和过载保护可由上压轮调节机构完成 下压轮调节机构简单； 下压轮调节机构主要作用是： 调节下压轮凸出机体上平面的高度 调节压片时下冲的位置； 采用蜗轮蜗杆机构调节下压轮的位置： 把手12接杆11、联轴器10、蜗杆轴2 蜗轮14、偏心轴8下压轮13偏转 下冲位置的调节。 下冲在

24、模孔中的位置决定了片剂的厚度 下压轮调节机构即为片厚调节机构。由上比较知虽然旋转封口机效率高，但其整个装置结构复杂，操作复杂；而单冲虽然效率略低，但其结构简单，体积小，操作方便，对于小型加工尤为适合，其在整个生产线上安装装置及与之前装置连接较方便，在价格上也可以接受。进而，选择第一种方案。2.2 总体布局的确定2.2.1 总体方案的具体内容根据生产要求和工作流程：为保证安装调节方便应将模架机构单独设置；为使各工作机构完成预定任务须设传动机构；为使西林瓶封口后能顺利出料须设顶出机构；为了方便安装各机构、部件应设空体机架、支撑板。由此确定封口机的主要组成部分有:(1) 模架机构(2) 传动机构（电

25、机、液压气压装置等）(3) 工作机构(4) 其它（包括机架等）2.2.2 整机布局总体方案总体布局图总体尺寸：1062×387×1009mm 如图2-6所示； 2.2.3 医药西林瓶锁盖机的工艺流程封口的工作过程如图2-7所示，液压缸动作时，由两导杆带动上支板动作，进而模架上板也随着动作，即上冲向下移动，冲头作用药瓶后，9向下移动，实现封口动作；随着上冲向上移动，弹簧恢复原形，将9顶起，即可将西林瓶顶出，再由气缸作用的3将西林瓶推到出料轨道即可。其工艺流程如下： 送料西林瓶经传送带送到操作板上液压系统调节上模在导杆带动下向下运动封口成型在压缩区，上模进入模孔，作用与西林瓶上

26、，出料杆随之向下移动出片 下模上升，压缩弹簧恢复原形，是顶杆向上运动，进而将西林瓶顶出出料顶出的西林瓶被另一气缸作用，推到出料轨道上，最后的成品被再次送到传送带上。 图2-6总体布局图图2-7封口工作过程图1-传送带；2-导杆；3-连接板；4-上支板；5-模架上板；6-上冲；7-操作板；8-下模9-出料杆；10-螺纹顶杆 2.3 结构方案的确定本结构设计由主要的几个部分组成，因此只要这几个部分确定了，整体结构也就确定了。 （1）模架结构可单独拆装，比较方便。其结构没有非常高的要求，只要与整体结构能够配合即可。其结构如图2-8： （2）工作机构只要保证可对待加工的药瓶能够进行操作即可，例如推杆轨

27、道尺寸不小于药瓶直径等。具体如图2-9： （3）带轮传动机构按标准查取即可，如图2-10： （4）其它机构无确切要求，如图2-11：图2-8模架结构图2-9工作机构示意图图2-10带轮传动机构图12-11支架示意图第3章 总体机动力及传动方案的确定3.1 传动方案的确定3.1.1 驱动方式的选择 1.传送带由电机驱动； 2.上模的上下动作由液压系统驱动； 3.进料由气缸-连杆机构驱动； 4.出料由气缸-连杆机构驱动。3.1.2 液压传动液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金

28、机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工

29、作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 液压传动的优点（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的1020%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。 （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置

30、彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7） 容易实现过载保护。 （8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。进而在封口操作过程中采用液压传动。3.1.3 同步带传动 同步带传动时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-2080，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的

31、优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。 同步带特点： （1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； （2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； （3）传动效率高，可达0

32、.98，节能效果明显； （4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低； （5）速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s， （6）可用于长距离传动，中心距可达10m以上。由于为了保证在药瓶传送的整个过程中，药瓶与传送带接触部分不能被擦伤，既保证药瓶质量，则选择采用同步带传动。3.2 主要技术参数的确定3.2.1 电机参数的确定 为了简化设计、节省空间，采用减速电机。 减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。减速电机概述：

33、1、节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率可达95KW以上。 2、能耗低,性能优越,减速机效率高达95%以上。 3、振动小,噪音低,节能高,选用优质段钢材料,钢性铸铁箱体,齿轮表面经过4、减速电机结合国际技术要求制造,具有很高的科技含量。 高频热处理。 5、经过精密加工,确保定位精度,这一切构成齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机,形成了机电一体化,完全保证产品使用质量特征。 6、产品才用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。考虑到本设计中利用电机驱动带轮，其所用功率及承受的负载不大，选用YC

34、J系列齿轮减速电机，P=2.2KW n=940r/min, 速比范围: 1:3-1:303.2.2 液压缸参数的确定根据最大封口压力50KN，选择螺旋摆缸DA-H系列，公称压力为0.63MPa,流量为24L/min。3.2.3 气缸参数的确定 由于在该设计中气缸作用于药瓶出料，故所用功率及工作负载较小，又考虑到整体结构设计尺寸，应选用结构尺寸较小的气缸，以便于与整体结构的匹配。在此选用SDJ CDM系列迷你型气缸。第4章 总体机主要部件的确定4.1 液压缸的选择 因要求液压缸单缸工作至少120次/分，所以必须节省非工作时间，在还未达到工作台之前快速前进，初步定为差动连接，设往返速度比为2，即使

35、A1=A2。根据液压缸的最大工作负载（工进时），求出液压缸的面积A1：D=（4Fmax/P1）½ D = 4×2×10 ³×10）/（3.14×5×10 ³×10 ³） ½=0.071m=71 根据手册表2-51（摘自GB/T2348-1993），选择液压缸面积为63活塞杆直径根据速度比选择45。则液压缸的实际有效工作面积为：无杆腔面积为：A1=D ²/4=3115.665mm ²=31.2²有杆腔面积为：A2=（D ²-d ²）/4=

36、1526.04mm ²=15.26²初选缸的活塞行程为25mm缸的材料选45号钢，调质到241285HBW。活塞和活塞杆材料为HT3004.2 气缸的选择4.2.1 安装形式的选择气缸可根据主机需要进行设计，但尽量直接选用标准气缸。安装形式由安装位置、使用目的等因素决定。在一般场合下，多用固定式安装方式：轴向支座（MS1式）前法兰（MF1式）、后法兰（MF2式）等；在要求活塞直线往复运动的同时又要缸体作较大圆弧摆动时，可选用尾部耳轴（MP4或MP2式）和中间轴销（MT4式）等安装方式；如需要在回转中输出直线往复运动，可采用回转气缸。有特殊要求时，可选用特殊气缸。4.2.2

37、选择缸径尺寸 （1）气缸的输出力计算：对于双作用缸， （4-1） 为了计算方便，常将运动部件的惯性力、背压力、密封阻力等 以负载率的形式计入公式，即： （4-2）式中为气缸活塞杆所能承受的实际负载力与理论输出力之比，一般。（2）缸筒内经计算 当无杆腔进气时， 根据 ,带入上式得： 上式中，取 级进模分上下两个凸模，上模为拉伸模，下模为冲裁模。由于工件材料为隔膜纸，所以冲裁力很小，可忽略。气缸的承载力主要为模具的重力。设该力为 故缸径为： 取缸径根据工作机构所需力的大小，考虑气缸载荷率确定活塞杆上的推力和拉力，从而确定气缸内径。 气缸由于其工作压力较小（0.40.6MPa），其输出力不会很大，一

38、般在10000N（不超过20000N）左右，输出力过大其体积（直径）会太大，因此在气动设备上应尽量采用扩力机构，以减小气缸的尺寸。4.2.3 气缸行程 气缸（活塞）行程与其使用场合及工作机构的行程比有关。多数情况下不应使用满行程，以免活塞与缸盖相碰撞，尤其用来夹紧等机构，为保证夹紧效果，必须按计算行程多加1020mm的行程余量。最终确定行程为100mm。4.2.4 气缸的运动速度 气缸的运动速度主要由所驱动的工作机构的需要来决定。要求速度缓慢、平稳时，宜采用气液阻尼缸或采用节流调速。节流调速的方式有：水平安装推力载荷推荐用排气节流；垂直安装升举载荷推荐用进气节流；具体回路见基本回路一节。用缓冲

39、气缸可使缸在行程终点不发生冲击现象，通常缓冲气缸在阻力载荷且速度不高时，缓冲效果才明显。如果速度高，行程终端往往会产生冲击。4.2.5 气缸使用注意事项 （1）气缸的正常工作条件：环境温度为-3580，工作压力为0.40.6MPa。 （2）安装前，应在1.5倍工作压力条件下进行试验，不应漏气。 （3）装配时，所有密封元件的相对运动工作表面应涂以润滑脂。 （4）载荷在行程中有变化时，应使用输出力足够的气缸，并附设缓冲装置。4.3 同步带轮的设计计算和校核4.3.1 确定初始条件传递功率为1.21kw，主动轴转速为1000r/min，从动轴转速为1000r/min，传动比为1:1。4.3.2 确定

40、带轮齿数及直径由 Pd=KaP得Ka=1.6 选定带型为XL，带节距为8mm，带轮齿数Z min=30取Z1=34,Z2=iz1=34 。由公式 d1=Z1Pb/9(4-60得 d1=94.36mmd2=Z2Pb/得 d2=94.36mm4.3.3 计算带速和带长由公式v=d1n1/60×1000可得v=5m/s (4-3)得L0=569。标准节线长为570mm4.3.4 实际轴间距和啮合尺寸实际轴间距a： (4-4)小带轮啮合齿数Zw： (4-5)a=150mm Z min=304.3.5 额定功率和带宽 计算公式：基本额定公式Po： (4-6)带宽bs： (4-7)bs=30mm

41、4.3.6 计算作用在轴上的力 计算公式： (4-8)结果为Fr = 400N4.4 锁盖机锁盖部件的设计4.4.1 锁盖部件的锁盖方式的确定 锁盖机的锁盖方式分为旋转式、压盖式等。本课题是医药西林瓶锁铝盖的装置为了设用和设计方便，旋转式更适合本课题。故选择旋转式。4.4.2 锁盖部件的设计图5-1锁盖部件图1-电动机 2-横梁 3-三角带轮 4-锁盖零件 5-药瓶 工作原理:电动机1转动，带动三角带轮3旋转，通过三角带连接使锁盖部件4转动，从而锁住药瓶5的瓶盖。第5章 医药西林瓶锁铝盖机电气控制系统设计5.1 控制系统设计1、电机控制的原理图如图5-1所示：图5-1电机控制的原理图2、 电源

42、供给的原理图如5-2所示：电磁阀 PLC-IN PLC电源 接触器电源 开关电源 单元模块 线圈电源图5-2电源供给的原理图3、 根据要实现的动作要求和电气原理图编制plc程序如下：电机控制程序：上料气缸控制：液压缸控制：出料气缸控制：5.2 元器件的选型5.2.1 plc的选型由假设条件（液压缸、汽缸输出功率为3040w；汽缸数量大概是3个、液压缸1个）暂时由表5-1；5-2；5-3可选择plc的型号为CPM1A-40CDR-D-V1(其规格为：40点CPU单元，DC24V,24点入，16点继电器输出)表5-1 CPU单元表5-2可编程控制器CPM2A/2AH系列规格表5-3可变控制器CPM

43、2A/2AH的输出规格CPU单元扩展5.2.2 开关电源选型根据plc和接近开关的电源要求均为24V，所以选择欧姆龙的S8JC-10024依据如表5-4所示；表5-4电源开关型号 5.2.3 断路器的选型接触器型号选取电机断路器型号为GV2-M06C其型号如表5-5所示：表5-5 GV2-M电动机断路器带热磁保护型号 由电动机接触器线圈需要的电流大概为70/220A所以选择接触器电源供给处的断路器型号为C65N-B1,由plc所需电流小于1A所以选择plc相关的断路器型号为C65N-B1/1P,由于电磁阀所需电流为1.01A最多有3个电磁阀同时工作即电磁阀所需最大电流为3.03A，所以选择电磁

44、阀电源供给的断路器型号为C65N-D4A/1P,经电流相加得总电源电流为14A，所以总电源的断路器型号选C65N-C16A/3P，参数如表5-6。表5-6 C65N电磁阀断路器型号5.2.4 滤波器选型由于对滤波要求不高，所以选择ZYH-EL-3A。5.2.5 接触器选型依据根据电机功率2KW、额定电压220V,并从经济实用角度选择接触器型号LC1-D，如表5-7所示。表5-7接触器型号5.3 传感器的选择5.3.1 磁性开关的选择由于机构选择的汽缸为CDJ2B16-200S-C73，且plc的输入电压为DC24V，所以选择磁性开关型号为D-C73,其安装方式为环带安装，安装件型号为BJ2-0

45、16,选择依据如表5-8所示：表5-8 BJ2-016磁性开关型号5.3.2 换向阀的选择plc电磁驱动能力为DC24V，液压缸流量要求为60LPM，又由于控制要求，所以选择三位四通的电磁换向阀，所以液压缸电磁阀选取电磁换向阀的型号为WH43-G03-C2-D24-20。结 论 经过近三个月的毕业设计，我系统的熟悉了西林瓶锁锁铝盖机的结构设计和电气控制，并在毕设期间多次亲自工厂参观学习。由于以前做过的课程设计比较简单，且同学之间的设计差异并不大，多少可以互相参考，交流。但在这次设计过程中遇到了很多困难，包括设计理念、思想、思路和设计方法等很多方面，不过在自己的艰苦探索努力和老师的悉心指导下及研

46、究生的帮助下，终于一步步克服了这些困难，正是在这样不断的努力中，学到了许多新宝贵的知识和许多设计思想、设计中应该注意的问题。本次设计的主要思路是：搜集资料，结合自己的想法，对即将设计的结构在自己心中有一个大概的轮廓；再参考已有产品的设计，查找不足之处及其优势所在，进而确定出不同的方案，再就这些方案进行比较，最后确定出在各个方面都较合理的方案；另外，在画图中，经过对结构大体尺寸有了一定把握后，着手装配图，在此过程中，除了对尺寸的把握外，对于各个部分的连接处都要表达清楚；再就是画零件图。在设计中，尽管设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却很丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种零部件的安装

47、方式，我都是随着设计过程的持续而不断熟悉并学会应用的。并且在老师指导下更使我从实际应用的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。另外，在本科的最后这次设计中，我系统的练习运用了大学中所学的基础课程和专业知识。对于设计中运用的机械原理、机械设计、材料力学、互换性、液压传动、机械制图等一系列知识，通过理论和实践的结合，是我对所学知识有了更进一步的认识和理解。致 谢毕业设计是对我们所学理论知识与实际相结合的一次全面考核，同时也锻炼了我们综合运用所学知识独立的分析问题和解决问题的能力，进而为以后的学习及工作打下稳固的基础。很好的基础，设计即将结束，回顾设计过程，指导老师的辅导，同学的帮助、支持、

48、鼓励，学院老师的关心，以及学校提供优越的设计环境，都是让我完成这次设计非常重要的元素。对此我表示深深的感激。在设计完成之际，我要感谢培养了我并让我摆脱稚气、逐渐成熟的大学；感谢这大学当中各位兢兢业业的任课老师，是你们让我掌握了专业理论知识，让我明白了一分耕耘一分收获；感谢周围的同学们在生活中给予的帮助，在学习中给予的鼓励；最后，要特别感谢我的指导老师彭景春老师，她学识渊博，待人热诚，不拘泥于条框的约束。对于设计中遇到的困难，她总是能在百忙之中给予耐心的解答。在此衷心的感谢她。参考文献1 孙恒等编著机械原理（第五版）M 北京：高等教育出版社，1996： 95-1052 江耕华主编.机械传动设计手

49、册(上册)M.北京：煤炭工业出版社，1990： 3 江耕华主编.机械传动设计手册(下册)M.北京：煤炭工业出版社，1990： 1022-10454 蔡春源主编 机械零件设计手册（上册）M. 4版.北京：冶金出版社， 1996：1562-15905 蔡春源主编 机械零件设计手册（下册）M.4版. 北京：冶金出版社， 1996：998-10886 濮良贵，纪名刚. 机械设计M.北京：高等教育出版社，2001：326-3357 蔡春源.机械零件设计手册M.北京：冶金工业出版社，1994：4464538 秦曾煌主编.电工学(第六版)(上册M.). 北京：高等教育出版社,2004： 213-2219 濮

50、良贵，纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001：326-33510 传感器与执行器大全（年卷）.电子工业大学出版社.11 路甬祥.液压与气动技术手册.机械工业出版社.12 周恩涛.液压系统设计元器件选型手册.机械工业出版社.13 控制系统设计手册.国防工业出版社.14 R. M. Williams . Organic cathode materials in sodium batteries . Journal of Applied Electrochemistry, Volume 20, Number 3 / 1990年5月15 Gianfranco Pistoia. Batter

51、y Operated Devices and Systems. Portable Electronics to Industrial Products , 2009附录I锁盖机的应用及前景 锁盖机是用于塑料瓶、玻璃瓶分瓶后的瓶盖旋紧和旋松的设备。一般用于抗生素粉针玻璃瓶或罐头分装后的金属盖的扎盖或卷边封口，以及饮料瓶和罐头等的封装。我国目前白酒、葡萄酒、药酒及饮料等包装多数仍以玻璃瓶为主，因而瓶盖有很多是用金属（如铝、马口铁等）制造的。目前，我国各种酒类生产厂已有数万家，其中白酒生产厂约3万多家。据中国酿酒工业协会的统计资料显示，近几年的白酒年产量均在600万吨左右，其中约有50的酒瓶使用金属

52、防盗盖 近年来，酒类防伪越来越被厂家重视，酒瓶盖作为包装的一部分，其防伪功能和制作形式也朝着多样化、高档化发展，开启式、扭断式、多重防伪等酒瓶盖被厂家广泛应用。尽管防伪瓶盖功能不断变化，但其使用材料主要有两大类，即铝质和塑料两种。国际上，酒类包装瓶盖多数采用金属瓶盖，外形简单，制作精细，给消费者带来高雅的视觉感受。金属瓶盖相比塑料瓶盖，不仅性能上优越，制作亦可机械化、大规模，而且成本低、无污染，还可回收利用。  相比较而言，金属防盗瓶盖却能克服塑料瓶盖上述的不足。金属防盗盖结构简单，适应性强，密封效果好，不仅可以印刷丰富多彩的图案，也容易实现大批量生产，成本低，若采用特殊、先进的印刷方式，铝质防盗盖的防伪效果也很好。所以这些直接带动金属房贷盖锁盖机的发展，锁盖机的研究意义和市场前景是非常广阔的。 70年代末，中国包装进出口公司责承下属的烟台外贸包装机械厂和上海的日化包装厂，从意大利、德国等引进工装原料等，开始了国内金属防盗瓶盖业的产业，直接带动国内的自动、半自动锁瓶盖机、旋盖、扎盖机及其他相关行业的发展。经过40年的发展，目前国内的锁盖机的发展已经种类多样，适用范围广泛。锁盖机可以分为间歇式和连续式两种。间歇式锁盖机是国内上世纪80年代后期陆续研发的，主要有单头双锁刀或三扎刀、双头三锁刀旋转压紧式、四爪夹片式等机型。上世纪90年代后期，国内在消化吸收国外先