灌裝機(jī)功能原理設(shè)計(jì)

灌裝機(jī)功能原理設(shè)計(jì)基于對用戶提出的設(shè)計(jì)要求以及原型機(jī)的功能、工效等方面的分析，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)顏料的精確灌注和合蓋技術(shù)較為成熟，新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何適應(yīng)兩種形狀顏料瓶的灌裝要求，并提高生產(chǎn)效率。據(jù)此，對用戶需求以及系統(tǒng)的上料、灌注、翻蓋、壓蓋等功能進(jìn)行抽象后，確定了該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總功能為“實(shí)現(xiàn)對兩種不同顏料瓶的高效灌裝與合蓋”。灌裝機(jī)屬于工藝類機(jī)械，其工藝特征非常明顯，因此在確定了產(chǎn)品的總功能后，按照基于工藝功能的功能分解方法［5］，首先求取總功能原理解，即確定工藝實(shí)現(xiàn)方案。如圖2所示，為原型機(jī)的灌裝工藝方法；從圖中看出，各工序集中在機(jī)器的上排直線段上雖然它可以滿足4ml瓶的灌裝，但如果要求一臺機(jī)器可對兩種顏料瓶灌裝的話，需要通過調(diào)換瓶座來達(dá)到要求；由于機(jī)器共有66個(gè)瓶座，每次更換勢必給生產(chǎn)人員帶來極大的不便。而兩種瓶的直徑和深淺均不相同，設(shè)計(jì)通用的瓶座會使結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，也不可行。另外，由于塑料瓶等方面的原因，檢測時(shí)不時(shí)會有一些不能完全合蓋的情況，這時(shí)操作人員需要從上料位置走到檢測位置作處理，這樣也會影響生產(chǎn)效率。因此，面對新的總功能要求，必須重新考慮灌裝工藝方案?？诳诳诳诳诳诳凇蹩诳诳诳?圖口口口口口口口□口口口口0圖2原型機(jī)瀟裝丄藝方法示意圖卜*一2IVtiffilyprrn^lh[idnf(IIfill耳pnnTSriJiagiam上計(jì)ST激注翻蓋和圧蓋檢測下丼口□□口口口口口口口\總功能原理解的確定要依靠一定的創(chuàng)新方法或技法，這里通過運(yùn)用組合創(chuàng)新法等，構(gòu)思出將所有瓶座集中為一體，并繞一個(gè)軸心轉(zhuǎn)動的方法，即采用轉(zhuǎn)盤式瓶座的型式，如圖3所示。灌裝過程中所有的塑料瓶都安放在一個(gè)間歇式轉(zhuǎn)動的大轉(zhuǎn)盤上。機(jī)器需配有兩種轉(zhuǎn)盤以分別適應(yīng)4ml和5ml塑料瓶的需要，這樣在調(diào)換塑料瓶時(shí)只需更換另一個(gè)轉(zhuǎn)盤即可，非常省時(shí)、方便。另外，采用這種工藝方案可以大大縮小機(jī)器所占空間，同時(shí)又方便了工人對未完全合蓋情況的處理。

檢測卜洞玩3趙需和壓蓋IJ檢測卜洞玩3趙需和壓蓋IJ圖2轉(zhuǎn)盤式灌裝「.藝方案Holar)ffillingh±rhndlo(5}Fpnigrarti確定了總功能的原理解后，進(jìn)一步要明確機(jī)器的輸入約束功能：輸入塑料瓶為4ml和5ml兩種規(guī)格、形狀的塑料瓶；粘稠度均勻的顏料；壓縮空氣為（0.4?0.7）MPa；電壓220V。隨后按照總工藝流程以及輔助工藝流程進(jìn)行分解，并根據(jù)客戶需求功能進(jìn)行核查和補(bǔ)充，最后得到了的功能結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。■HInd'HizrtI"~*1ill4■HInd'HizrtI"~*1ill4轉(zhuǎn)愎點(diǎn)顒料需閒MM応汕虬￥I1i-1詁Iah吐ri?1kiiv?111ii^mmliiEir!iirmhiHi*hh-trrr*It'r」該功能結(jié)構(gòu)圖清晰地顯示了產(chǎn)品各個(gè)子功能以及它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，包含了機(jī)器重要的工藝功能信息。從圖中看出，采用了轉(zhuǎn)盤型式的灌裝工藝使得新機(jī)器的功能結(jié)構(gòu)與原型機(jī)有了很大的不同，例如其中的轉(zhuǎn)盤間歇式轉(zhuǎn)動功能、翻蓋功能、下料功能等。依照功能結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)一步求出各分功能的解；例如轉(zhuǎn)盤間歇式轉(zhuǎn)動功能采用凸輪分割器來實(shí)現(xiàn)；翻蓋功能采用擺動氣缸加翻板來實(shí)現(xiàn)；下料功能采用直線氣缸加擺桿機(jī)構(gòu)來完成等；最后完整地實(shí)現(xiàn)了各種功能需求。如圖5所示，是依照本文原理開發(fā)的新型轉(zhuǎn)盤式顏料灌裝機(jī)的實(shí)物圖片，以及使用現(xiàn)場情況；該機(jī)生產(chǎn)能力為10000瓶/日（單班），通過用戶使用，取得了滿意的效果。灌裝機(jī)的實(shí)用化設(shè)計(jì)灌裝機(jī)，顧名思義就是用于液態(tài)物品的灌裝，但不要以為這是件簡單的工作，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，對于液態(tài)物品的灌裝要求都相對較多，因?yàn)樾枰玫焦嘌b機(jī)的行業(yè)主要就是食品、醫(yī)藥、飲料、日化等行業(yè)，像在食品行業(yè)，我們首先就是要保證灌裝過程中不能對食品造成污染，這就需要灌裝機(jī)生產(chǎn)企業(yè)要采用一些不銹鋼這種材質(zhì)的原料，而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能太復(fù)雜，要考慮到設(shè)備的清洗。其次，現(xiàn)代化的生產(chǎn)企業(yè)講究的都是高效率，灌裝過程中是不允許經(jīng)常出現(xiàn)差錯(cuò)的。最后，精確定量灌裝也是企業(yè)生產(chǎn)要求之一，精準(zhǔn)就是要能在極端的時(shí)間內(nèi)精確地將液態(tài)物質(zhì)灌裝到瓶中或袋中，定量灌裝就要需要自動化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)了，而且由于不同企業(yè)要求不同，灌裝的量也不同，灌裝機(jī)還要具有調(diào)節(jié)功能，方便企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。灌裝機(jī)的商品