有人需要設(shè)備來生產(chǎn)產(chǎn)品, 有人能設(shè)計和制造設(shè)備,, 這就是商機(jī),。 為他們搭一個平臺, 這也是商機(jī),, 應(yīng)該是社區(qū)的方向,。
比如 有人要生產(chǎn)“醫(yī)用棉簽”的專用設(shè)備, 恰好有人能提出下面的方案 或設(shè)備(網(wǎng)上摘的,, 例),, 如果社區(qū)能創(chuàng)造一個交易平臺, 豈不兩全其美:
一,、設(shè)計題目
醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)的運(yùn)動方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計
醫(yī)院應(yīng)用的棉簽日耗量很大,,以往均由醫(yī)護(hù)人員在值班間歇中用手工卷制,工作量很大,,擬用機(jī)器代替手工卷制棉簽,。
二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求
(1)棉花:條狀脫脂棉,,寬25~30 mm,,自然厚4~5mm。
(2)簽桿:醫(yī)院通用簽桿,,直徑約3mm,,桿長約70mm,卷棉部分長約20~25mm,。
(3)生產(chǎn)率:每分鐘卷60支,,每支卷取棉塊長約20~25mm。
(4)卷棉簽機(jī)體積要小,,重量輕,,工作可靠,外形美觀,,成本低,,卷出的棉簽松緊適度。
三,、工藝分解與方案設(shè)計
按照醫(yī)院用棉簽的手工卷制方法,,應(yīng)有取棉、揪棉,、取簽,、卷棉四個動作。用機(jī)器卷制棉簽時,,仿照手工方式進(jìn)行動作分解,,可粗分為:定量送棉,、壓(夾)棉、揪棉,、送簽和卷棉等工藝動作,。下面就依此工藝動作為例,介紹構(gòu)思機(jī)構(gòu)方案的過程,。
1.送棉
將條狀棉通過機(jī)構(gòu)定時,、適量送入壓(夾)棉、揪棉機(jī)構(gòu),。輸送的對象是柔軟的棉花,,如果采用直線送進(jìn)方式,則送棉機(jī)構(gòu)必須有持棉和直線,、間歇,、定長送進(jìn)等功能。持棉的方式可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段時把棉條拉向前進(jìn),,定非直線段時從棉條中退出,;也可如圖2.37所示用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進(jìn)等方式,。前者在帶刺構(gòu)件脫出時,,要把棉條壓�,�,;后者要實現(xiàn)間歇送進(jìn),需與間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu),,如棘輪機(jī)構(gòu),、槽輪機(jī)構(gòu)或不完全齒輪機(jī)構(gòu)等連接。實現(xiàn)間歇運(yùn)動的機(jī)構(gòu)還有不少圖例,,見附錄三,。
2.揪棉
用手工方式揪棉時,首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊,,然后相對拉扯,,揪下定長的條棉。用機(jī)器實現(xiàn)這個動作時,,可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上,,然后在另一端既實現(xiàn)壓緊又實現(xiàn)拉扯動作,前者稱壓棉動作,,后者稱揪棉動作,。實現(xiàn)這些動作的機(jī)構(gòu)必須有以下幾個功能:
圖2.37 滾輪送棉機(jī)構(gòu)
(1)完成壓棉動作的機(jī)構(gòu),其壓頭對條棉有一定的壓力,,并且要將壓力保持一定的時間,,使
揪棉時,,壓頭下的條棉不致滑移;
(2)完成揪棉動作的機(jī)構(gòu),,其壓頭一方面有壓緊條棉的功能,,又要使壓頭在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個方向運(yùn)動的可能,以完成揪棉動作,;
(3)采用適當(dāng)?shù)膲侯^形式,,使條棉容易揪斷;
(4)條棉厚薄不勻時,,機(jī)構(gòu)能自動調(diào)整壓緊力,,或者揪棉時發(fā)現(xiàn)壓緊力不夠,要能加以調(diào)節(jié),。
圖2.38,、2.39中介紹了幾種實現(xiàn)壓棉和揪棉動作的機(jī)構(gòu)。圖2.38中的凸輪1是主動件,,構(gòu)件3由凸輪帶動實現(xiàn)壓棉動作,,并依靠凸輪輪廓的圓弧段使壓緊狀態(tài)能保持一定時間。圖2.38只實現(xiàn)壓棉動作,,c,、d中的構(gòu)件5、 6同樣在凸輪帶動下將條棉4壓緊,,并實現(xiàn)揪棉動作,。圖c是靠5、6對滾揪斷條棉,,圖d是5,、6壓緊后一起下沉,將條棉揪斷,。圖2.39所示為實現(xiàn)揪棉動作的機(jī)構(gòu),。圖2.39a所示爪輪1上的爪2轉(zhuǎn)到與支承在彈簧5上的滾輪3壓緊條棉4后,爪輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動并壓縮彈簧5,,使條棉受到的壓緊力增大,,當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度時,條棉被揪斷,。當(dāng)輪爪與滾輪分離時,,被揪下的棉塊落入下面的導(dǎo)棉槽中,待簽桿來卷,,此時,,滾輪在彈簧力作用下恢復(fù)原位,進(jìn)入下一個工作循環(huán),。導(dǎo)棉槽的形狀有圓弧形和直線形兩種,,其作用是保證簽桿與揪下的棉塊相遇,,并保證卷棉時棉簽頭部卷得圓滑,棉卷有適當(dāng)?shù)乃删o度,,即卷棉時導(dǎo)棉槽要給棉塊以適當(dāng)?shù)淖枇�,。�?dǎo)棉槽由設(shè)計者自行設(shè)計。
圖2.39b中,,嵌入兩爪輪1和3的兩塊橡膠塊2相遇時,,將條棉4夾在其間,靠彈性壓緊,,繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,,搞條棉揪斷。
圖2.39c是由兩條齒形帶1和帶輪3組成,。當(dāng)齒形帶緊邊的外凸部分相遇時,,夾緊條棉,在繼續(xù)運(yùn)動中揪斷,。
(a) (b)
(c) (d)
圖2.38 實現(xiàn)壓棉和楸棉動作的機(jī)構(gòu)
(a) (b) (c)
圖2.39 實現(xiàn)楸棉動作的機(jī)構(gòu)
3.送簽
在揪下的棉塊落入導(dǎo)棉槽后,,將簽桿送至導(dǎo)棉槽上方與棉塊接觸。要使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置,,有不少辦法,,常見的方法是將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1中,如圖2.40所示,。由漏斗口限制簽桿2只能一根一根地通過,,再由漏斗口下的輸送構(gòu)件3簽桿一根一根地送走。為防止斗內(nèi)簽桿相互擠卡住,,所以可設(shè)法使漏斗振動,,或用其它方法使斗內(nèi)簽桿獲得松動的機(jī)會,,從而使簽桿能順利地漏出斗口,。
圖2.40 簽桿分送裝置
4.卷棉
將簽桿送至導(dǎo)棉槽中與棉塊相遇時,簽桿隨即作自轉(zhuǎn),,將棉塊卷上簽桿,;或使簽桿一邊自轉(zhuǎn)、一邊沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作,。圖2.40所示機(jī)構(gòu)即是實現(xiàn)后一種動作形式的方案,。圖2.40a為簽桿2由漏斗形簽箱漏入卷輪3的槽中以后,即被輪3帶離簽箱,,進(jìn)到與靜止摩擦片4接觸后,,在摩擦力作用下簽桿一面前進(jìn),一面自轉(zhuǎn),,此時簽桿外露在卷輪外的頭部(約長25mm)與導(dǎo)棉槽中的棉花相遇,,且有一定的壓緊力,從而完成卷棉動作,。圖2.40 b是用有槽的帶3分取簽桿,,5為靜止摩擦片,,因為帶是撓性體,所以下面用托板7支承,,使簽桿能與板5壓緊,,產(chǎn)生摩擦而自轉(zhuǎn)。
5.方案總成——總體布置
實現(xiàn)各工藝動作的機(jī)構(gòu)方案選定以后按照操作方便,,運(yùn)動鏈短,,調(diào)整、維修方便,,體積小,,外形美觀等要求合理布置各機(jī)構(gòu)的位置,稱為總體布置,。
因2.41所示為一種布置方案,。送棉機(jī)構(gòu)(Ⅲ)采用槽輪機(jī)構(gòu)1-2和輥輪3—4串聯(lián);選自圖2.38b的凸輪機(jī)構(gòu)(Ⅱ)實現(xiàn)壓棉動作,;機(jī)構(gòu)(Ⅰ)選自圖2.39a,,它實現(xiàn)揪棉動作構(gòu)件5為導(dǎo)棉槽,送簽和卷棉動作是由機(jī)構(gòu)(V)(選自圖2.40a)和導(dǎo)棉槽5共同實現(xiàn)的,;機(jī)構(gòu)IV是由凸輪盤7和簽箱6組成的凸輪機(jī)構(gòu),,使簽箱振動。各機(jī)構(gòu)主動軸之間用齒輪或鏈條傳動連接,,保證送棉一次,,揪棉一次,卷簽一個,。
圖2.41 卷棉簽機(jī)機(jī)構(gòu)布置方案
機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)大致選取如下:槽輪機(jī)構(gòu)用單銷四槽,,中心距約50 mm;輥輪直徑根據(jù)送棉長度和輥輪轉(zhuǎn)角確定,,約取直徑D=30 mm,;凸輪機(jī)構(gòu)的升程,根據(jù)條棉被壓緊后的厚度再加調(diào)壓結(jié)構(gòu)裕量選取約10 mm,,凸輪軸徑取d=12mm,;機(jī)構(gòu)I中爪輪的直徑根據(jù)楸棉動作的轉(zhuǎn)角和行程長度決定,建議取60 mm,;取各機(jī)構(gòu)主動軸間齒輪的傳動比i=1,,m=1~1.5mm,中心距60mm。
四,、設(shè)計步驟
1.方案設(shè)計和總體布置
大體思路已如上述,,某些細(xì)節(jié)和機(jī)構(gòu)的選擇尚需設(shè)計者深入構(gòu)思,分析優(yōu)缺點后確定,�,?傮w布置和大致尺寸確定后,也許尚有不合適的地方,,需重作調(diào)整,。選擇方案時要注意:
(1)傳動路線要簡短,機(jī)構(gòu)要簡單,。
(2)采用的運(yùn)動副形式要適當(dāng),。盡可能優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、制造方便,、效率較高的轉(zhuǎn)動副,。
(3)傳力性能好。
(4)制造容易,,裝配方便,。
此外,特別要注意機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)的工藝動作是否優(yōu)質(zhì),、可靠,。
2.繪制機(jī)構(gòu)總體布置簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖
為了使工藝動作協(xié)調(diào)配合,并盡可能選擇更合理的參數(shù),,必須在作機(jī)構(gòu)具體設(shè)計前,,合理地規(guī)定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件開始運(yùn)動、實際工作和終止運(yùn)動的時間(或相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動件的位置),,即編制機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖,。
例如圖2.41所示方案,以凸輪軸轉(zhuǎn)一周為一個周期,,即完成一次卷棉簽的全部動作,。圖2.42即為其運(yùn)動循環(huán)圖。圖2.42a中的線圖 為凸輪機(jī)構(gòu)(Ⅱ)中推桿的運(yùn)動線圖,,其中約60º的區(qū)域是實際工作(壓棉,、保壓)段。在 線圖下面的表中,,僅列出了各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件實際工作區(qū)段的位置,稱為直線循環(huán)圖,。圖2.42b所示為圓循環(huán)圖,。
圖2.42 卷棉簽機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖
3.機(jī)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)運(yùn)動循環(huán)圖確定各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律,定出相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動角,再根據(jù)總體布置允許的空間尺寸等條件確定某些必須由設(shè)計者確定的構(gòu)件尺寸,,并設(shè)計各機(jī)構(gòu),。因為各機(jī)構(gòu)型式的選擇取決于揪棉的方式,所以應(yīng)首先確定揪棉機(jī)構(gòu),,然后再設(shè)計送棉機(jī)構(gòu)或送簽機(jī)構(gòu),、導(dǎo)棉槽和卷棉機(jī)構(gòu)。
4.運(yùn)動和動力特性分析
根據(jù)設(shè)計結(jié)果,,作必要的運(yùn)動,、動力特性分析和檢驗。
5.繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動簡圖
6.整理說明書
設(shè)計說明書中應(yīng)包括設(shè)計題目,、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求,、方案設(shè)計和選擇的論證、機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖,、機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的選取和計算結(jié)果(用圖解法時保留作圖輔助線,,用計算機(jī)輔助設(shè)計時要有機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、數(shù)學(xué)模型,、標(biāo)識符說明表,、計算程序框圖、打印的程序及運(yùn)行結(jié)果)以及對設(shè)計結(jié)果的評述,。
51工作量建議
本題設(shè)計時間為2周,。每人完成2號圖紙一張,內(nèi)容為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖,;3號圖紙一張,,內(nèi)容為方案中某一機(jī)構(gòu)的設(shè)計圖(保留作圖輔助線);某一機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計,,計算程序框圖,,打印程序及計算結(jié)果;說明書一份,。 |