一种新型易开盖集盖器设计

2022-09-11

随着时代的发展, 物质的丰富, 人们对食品的安全、环保的要求也越来越高于是, 易拉罐开始大量地用来盛装饮料食品了。但是易拉罐需要大批量生产才能降低单位成本, 才能产生规模效益。产品的大批量生产, 就是形成生产流水线生产。生产流水线上每一个工序的使用时间的相对缩短, 就意味着单位生产率的提高, 也就意味着效益上的增加。生产流水线上主要工序出现了革新, 相应的辅助环节也需要相应地变革, 来适应它, 才能产生重大的生产改变。近年来, 用于制造易拉罐的马口铁易开盖拉环铆合技术在不断发展。例如, 在M125自动冲床上采用钢带送料与精确定位, 一分钟可铆合1 2 5只盖子。而沿用旧有的设备和生产工艺, 就会出现盖子无序堆放的情况。而盖子的无序堆放, 就意味着在后面的工序中必须人工来整理这些序无序的盖子, 或者是使用机构使盖子再次排列有序起来。而采用人工理盖, 是不可避免地大大延长工序的时间, 又容易使汗水沾在盖子上, 造成生锈, 且不经济。为了使盖子不产生堆集现象, 我设计了一种能够快速使盖子排列有序的设备——集盖器。

在设计集盖器过程中, 我发现存在四个不同方面但又紧密相连的问题:

(1) 如何使盖子从无序堆集状态进入有序排列状态。

(2) 如何在集盖过程中, 使用权盖子的运行速率相等且与生产线的运行速度相适应。

(3) 如何在集盖过程中, 使盖子的运行平稳。

(4) 如何在集盖过程中, 使盖子由平铺排列状态到层叠状态。

如何解决这些问题, 是设计能够满足生产需要的集盖器的关键。

集盖器的工作程序如上图1所示:当在M125自动冲床上已经冲压成形的盖子在通过M125自动冲床的钢带传送到传动机构1下方时, 被传动机构1内部的磁铁吸起, 脱离钢带, 并沿着传动带, 经过过渡轮、传送机构2, 进入集盖器, 整齐地排列在集盖槽内。

(1) 为了使盖子从无序堆集状态进入整齐有序排列状态, 我设计了如图2所示的内部磁体组件。磁体装在下盖槽与外罩围成的不锈钢罩内, 这样就可以防止磁体损失或是磁化盖子, 使盖子带电。磁铁1与磁铁2由纯铁材料的导磁板连接, 从而对于整个机构外部来说, 形成一个N与S的磁回路。当磁铁在吸起盖子过程中, 在磁力线的作用下, 盖子会沿磁力线自动对中。由于传送机构1和传送机构2内部都具有内部磁体组件, 当盖子从钢带上吸起后就会对称地吸附在皮带的中间位置上。这样就达到了使盖子整齐排列的目的。

(2) 为了使盖子快速均匀移运, 与生产线的速度相适应;考虑到机械传动中的齿轮传动可以使一条运动路线分成多条运动路线, 我设计了在传动机构1与传动机构2之间用同一个齿轮进行传递运动。从而只需要一个动力就能同时带动两条传送带, 在不考虑传送带的弹性伸缩和跳动的情况下, 可以保证传送带的同步传动, 也就保证了盖子在集盖过程中均匀移动。同时, 我又测算了生产线的生产速度, 以此作为设计传送带的线速度的基础数据, 通过方型蜗轮减速器可按需要调节传动带的线速度。同时采用无级变速减速器按需要调节集盖器的转动速度。

(3) 在集盖过程中, 当盖子沿皮带运动到速度发生变化的转折处时, 若没有磁力的作用, 盖子将会因速度过快, 在惯性的作用下, 沿原来的速度方向飞出。为了解决盖子的平稳运行问题, 我在传送机构2的拐角处设计了如图3所示的过渡轮。过渡轮的结构为由铁芯材料制成的左挡圈、右挡圈的中间放置一块圆形磁铁, 使得左、右挡圈被磁化, 具有磁性, 产生磁力。在磁性吸附力的作用下, 盖子就不会在速度发生变化的转折处时飞出, 而仍沿着皮带运动。

(4) 为了在集盖过程中, 使盖子由平铺排列状态到层叠状态。我设计了如图4所示集盖器。集盖器的结构为同一根转动轴上分别安装铁制的左挡板、右挡板和两中间挡圈;它们之间由大小相等的三块圆形同向的永磁体相连接。这样, 可使左挡板、右挡板与两中间挡圈被磁化, 而套铜是由黄铜制成, 三只隔磁圈由不锈钢送成, 从面使得左挡板、右挡板、两中间挡圈与三块磁体形成封闭磁回路。在左右挡圈处形成大回路N、S极, 在中间两挡圈处形成小N、S极, 使得盖子在接近集盖器时, 就被竖直沿集盖器中心线方向吸附在集盖器上。左、右挡圈与中间挡圈上装有橡胶带, 使得盖子与磁体隔开, 使得盖子不易被磁化, 同时把集盖器的磁损降到最低。

盖子经过导正板导正后, 由平铺排列状态迅速调整到层叠状态。在磁力的作用下, 盖子沿集盖器导槽中心线方向, 吸附在集盖器的导槽内, 并随集盖器一起运动。当运动到水平位置时, 盖子被导入紧贴在集盖器上的集盖槽内, 集盖槽内的盖子在集盖器上传动的盖子的推动下, 沿集盖槽水平方向收集起来, 保持叠状态。

通过逐步解决上述四个问题, 我设计出了能够使盖子由平铺状态切换到层叠状态、快速集盖的设备——集盖器, 满足了生产变革的要求。

摘要：易拉罐生产流水线上会出现盖子无序堆放的情况, 给正常生产带来了困扰。针对这个问题, 笔者设计了一种新型易开盖集盖器。本文就设计中存在的问题及设计实现过程进行了详细的阐述。

关键词：集盖器,设计,实用新型