高速贴标机的研发与设计.pdf

机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
高速贴标机的研发与设计
詹承康
(福建南平南孚电池有限公司机械工程部,福建南平353000)
摘要:就碱锰电池贴标机的设计目的、方案选择、主要结构特点和工作原理等进行了分析探讨。旨在进一步提高电池贴
标质量的稳定性,提高电池贴标精度和降低不合格品率,加快碱锰电池包装设备的国产化步伐。
关键词:碱錳电池;贴标机;贴标质量贴标精度:包装设备
中图分类号:TS206.5
文献标志码:A
文章编号:1002-2333(2016)03-0218-02
0引言
由供标电机经减速器带动一组同步带轮,同步带轮
碱锰电池由于自身的结构特点,外层标纸除了美观、的一端与供标胶轮在同一轴上实现标纸的供应。
保护外壳外,更重要的是为了防止运输、存放或使用时意
2)收基纸部分。
外引起电池短路的作用。自从国家大力倡导使用无汞碱
由收基纸电机经减速器带动一组同步带轮,同步带
性环保电池以来,国内、外碱锰电池的市场需求迅猛增轮的一端与收基纸转盘相连实现标签基纸的回收。收基
加。目前我公司开发具有国际先进水平的高速碱锰电池纸的拉力应可调整,如果收得太紧就易断,也不好取出,
生产设备已经投入生产,因此建立起一条高速完全自动如果收得太松,基纸也易散掉。我们采用一种机械摩擦式
化的电池贴标生产线就成为必然了。纵观国内较成熟的自动变速机构,该机构随着基纸直径由小逐渐增大时,转
几家贴标机生产厂家,其贴标质量的稳定性已无法达到速会由快逐渐变慢。
公司的要求,而引进国外先进的贴标机设备,价格又比较2.2伺服出标部分
昂贵。为了节约成本以及公司今后的长远发展考虑,我们
伺服出标部分由出标部分和调节机构等组成。整个
公司决定自主研发和设计一种高速全自动的贴标机。
出标部分的高度以及与电池输送跑道的距离均可调节,
1方案的选择
出标面板与电池输送跑道的角度也可实现小角度的调
贴标机是一台将验电后的素电池由入口星轮转盘间整。此机构简单、稳定性较好、维修调整方便。
隔地分配到电池输送跑道上,经出标和按摩带位置进行
1)出标部分。
贴标,再送至热缩位置进行两端热缩,最后将不良品检
由出标伺服电机,经主动齿轮传递到一组从动齿轮
测、自动剔除,输出合格电池成品的自动化贴标设备。
上,该组从动齿轮分别与收标胶轮和送标胶轮相连,如图
目前国内普遍使用低速贴标机,生产速度约为3002所示。收标胶轮和送标轮各自有压紧轮压紧,2个压紧轮
只min,其中的出标部分一般采用步进电机控制,故贴标之间通过一组连杆相连,手柄的连接轴有个铣掉缺口的
质量稳定性较差。而国外普遍采用高速贴标机,生产速度小圆盘,转动手柄即可实现2个压紧轮同步转动。在连续
超过600只/min,其中的出标部分一般采用伺服电机控运转时额定的出标线速度( m/min)可近似按下式计算:
制,但传动方式却大多数采用同步带传动。该结构虽然具
V=m?D·(N。Z/Z2)/1000
有造价低廉、缓冲吸振等特点,但后期易出现出标性能不式中:D为收标胶轮或送标胶轮的外径,N为出标伺服电
稳定现象,且维护成本较高。
机的额定转速;Z和Z2分别为主、从动带轮的齿数。
本文阐述一种高速全自动贴标机的设计方法,该设
在实际工作中,出标伺服电机是间歌性运转的,当在
备参考了国内、外一些贴标机的设计理念和设计技术,设输送跑道上检测到有一个电池经过时瞬间开始出标,在
计布局如图1所示。其中的出标部分采用高速伺服电机控下一个电池经过之前必须送完一张标纸,选择较大的额
制,传动方式采用细齿轮传动。该结构对加工和制造精度定出标速度有利于出标的稳定性
要求较高、价格较贵,但具有结构紧凑、传动比稳定、工作
2)调节机构。
性能可靠、使用寿命较长等优点。
由上下调节和前后调节两组件组成。上下调整组件
2主要结构特点和工作原理分析
由两组丝杆和导向套、平面轴承、手轮螺母以及链轮等组
2./供标和收基纸部分
成。两丝杆装在各自的导向套内,两导向套固定在机架
为了使整体结构更加紧湊、美观,我们将供标和收基上;两手轮螺母上各自固定一个链轮,分别旋在各自的丝
纸部分集中在一块面板上,整个面板可前后进行少量的杆上:两链轮通过滚子链连接,故调节其中的一个手轮螺
调整。
母,可带动2个链轮实现整个出标部的上下调整。前后调
1)供标部分。
节组件由一组螺旋副和两导向杆等组成,通过螺旋杆一
21812016年第3期网址:www.jxgcs.com电邮hrbengineera163com
机械工程师
R MECHANICAL ENGINEER
端手柄的调节,可实现整个出标部分的前后移动调节。上,导向主链轮通过链传动带动星轮链盘,星轮链盘通过
2.3电池輸送跑道部分
电磁离合器传动到入口星轮转盘上。设计时为保证入口
电池输送跑道部分包括输送链主跑道、人口星轮转星轮转盘与滚子输送链位置的同步,各传动的齿数对应
盘、按摩带调节机构和热缩部分等。
关系应满足以下公式:
1)输送链主跑道
Z4:Z=(Z2):Z6。
输送链采用高精度、高强度的空心链条,输送滚子轴式中:Z为输送链轮的齿数;z为导向主链轮的齿数;z3为
穿过空心链,以保证滚子之间的平行度;输送链主链轮端星轮链盘的齿数;Z为入口星轮转盘的齿槽数。
配有转矩保护器,当出现意外过载时可有效保护输送机
3)按摩带调节机构。
构的运行精度和位置精度等。
按摩带电机经减速器传动到一组同步带轮上,同步
主跑道是由一台减速电机经链轮传送到跑道一端从带轮与皮带轮在同一轴上,由皮带轮带动按摩带进行运
动链轮上的,从动链轮与跑道主链轮在同一轴上。主跑道转,在从动皮带轮上可张紧按摩带。在出标板后的跑道上
的额定贴标速度(mmin)可按以下公式计算:
固定有一组滑杆,整个按摩带机构通过滑杄可实现前后
V=m?D·NZ(2?P?Z21000)
调节。按摩带电机部分固定在2组螺旋副的可移动板上,
式中:D为跑道主链轮的公称直径;N为主电机额定输出其中一组螺旋副中安装手轮,2组螺旋副通过链轮连接实
转速;Z1为主电机轴端链轮的齿数,P为主链条节距;z2为现同步上、下移动。
从动链轮的齿数。
4)热缩部分。
2)人口星轮转盘
此部分由鼓风机、加热器、单U形气缸、矫正块和扁形
主跑道从动端的输送链轮和导向主链轮在同一轴吹气罩等组成。固定在跑道两侧的2个单U形气缸可分别
控制两侧扁形吹气罩实现打开和闭
合,在闭合时对电池的标纸两端进行
热缩,在异常或停机时可自动打开,避
免整个扁形吹气罩过热。矫正块可调
整闭合时扁形吹气罩的位置,以便选
(6
择合适的位置对电池标纸的两端进行
热缩。在整个热缩部分的跑道下面,装
有一块摩擦面板来压紧跑道上的滚子
使其转动,转动滚子带动电池进行标
纸的充分热缩。
机架和电气控制部分
机架要牢固,设计时要考虑人工
图1设计布局图
更换标纸的方便性以及整体布局的合
1.伺服出标部分2.供标部分3.收基纸部分4.入口星轮转盘5.电池输送跑道部分
理性等。
6.按摩带调节机构7热缩部分8.剔除机构9.机架和电气控制部分
电气方面包括自