金屬顆粒物分道給料裝置設(shè)計-方槽方案【三維proe】【5張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】
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硬幣分揀機(jī)
1 硬幣分揀機(jī)的組成
1.1 簡述
本次設(shè)計題目為硬幣分揀機(jī)設(shè)計,本項(xiàng)目屬于應(yīng)用于現(xiàn)代化的創(chuàng)新性設(shè)計。該設(shè)備主要用于多種硬幣的分選、計數(shù)、包裝,該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動化操作,達(dá)到高效、可靠、生產(chǎn)率高、減輕勞動成本的目的。在目前國內(nèi)的小面值貨幣流通的領(lǐng)域,硬幣分揀大多為人工操作,生產(chǎn)率低,浪費(fèi)勞動成本。所以,此設(shè)備的研制可以改善這一狀況,節(jié)約勞動力成本,提高勞動生產(chǎn)率。
表1-1 我國目前流通幣種及其基本信息
幣種
材質(zhì)
直徑(mm)
重量 (g)
厚度(mm)
邊形
形狀
發(fā)行年份
中國第三套普通流通硬幣
菊花1角
鋁鎂合金
22.5
2.2.
2.4
平邊
外圓內(nèi)九邊形
1991-1999
梅花5角
銅鋅合金
20.5
3.8
1.65
間斷絲齒
圓形
1991-2001
牡丹1元
鋼芯鍍鎳
25
6.05
1.85
平邊
圓形
1991-1999
中國第四套普通流通硬幣
蘭花1角
鋁鎂合金
19
1.15
1.67
平邊
圓形
1999-2003
不銹鋼
19
3.2
1.67
平邊
圓形
2005-2011
荷花5角
鋼芯鍍銅
20.5
3.8
1.65
間斷絲齒
圓形
2002-2011
菊花1元
鋼芯鍍鎳
25
6.05
1.85
平邊
圓形
1999-2011
1.2 硬幣分揀機(jī)的系統(tǒng)組成
由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。
機(jī)械系統(tǒng)可分為7個主要功能單元,各個功能單元具有一定的獨(dú)立性。
(1)硬幣的堆放和首次分選功能。
(2)硬幣的二次分選功能。
(3)硬幣的分選計數(shù)功能。
(4)硬幣的堆碼、整理功能。
(5)頂桿頂硬幣堆碼功能。
(6)薄膜輸送、包裝功能。
(7)機(jī)械手夾斷、封邊功能。
圖1-1 硬幣自動分選計量機(jī)械設(shè)計的原理圖
1、斗式電磁振動送料機(jī) 2、滑道
3、槽式電磁振動送料機(jī) 4、滑道
5、包裝機(jī)構(gòu) 6、包裝切斷機(jī)械
2 硬幣自動分選機(jī)構(gòu)
2.1 硬幣自動分選機(jī)構(gòu)的工作原理
電磁振動送料機(jī)工作時,將交流電經(jīng)半波整流后,接通電磁鐵的線圈,則在Ta 瞬間吸力最大,銜鐵被吸向下,使料斗壓著片簧向下振動,而在Tb瞬間吸力減小為零,片簧向上彈推,迫使料斗向上振動,這樣,一吸一推,使料斗產(chǎn)生伴隨著扭動的上下振動。
圖2—2 電磁振動送料機(jī)工作原理圖
1-物料 2-送料槽體 3-彈簧 4-銜鐵 5-線圈
上圖2—2(a)中物料放在由主振彈簧3支撐的供料槽體2上,銜鐵4與主振彈簧聯(lián)成一體,繞于鐵心上的線圈5中流過的是經(jīng)過半波整流后的單向脈動電流,電磁鐵就產(chǎn)生了相應(yīng)的脈沖電磁力。圖2—2(b)表示在正半周期內(nèi)線圈中有電流流過,鐵心便產(chǎn)生一次脈沖電磁力吸引銜鐵,使槽體向后運(yùn)動,主振彈簧因此而變形,貯存了一定的勢能;在負(fù)半周內(nèi)線圈中無電流通過,電磁力消失,彈簧就恢復(fù)變形,帶著槽體向前運(yùn)動,在達(dá)到振幅位置之后又返回向后運(yùn)動。由于電磁力是一個周期變化的強(qiáng)迫作用力,因此電振機(jī)是一個以電磁力為周期干擾力的強(qiáng)迫振動系統(tǒng)。
2.1.1 斗式硬幣自動分選機(jī)構(gòu)
在斗式電磁振動送料機(jī)中,它的運(yùn)動方式是做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動,硬幣在料斗中隨著慣性向前運(yùn)動,在料斗的側(cè)面開出四個滑道,在料槽中有不同大小的橢圓形小孔,符合規(guī)格的硬幣通過小孔直接落入滑道,滑道由上至下依次分選1元硬幣、菊花1角硬幣、5角硬幣、蘭花1角硬幣。斗式電磁振動送料機(jī)起到的是首次分選1元硬幣、菊花1角硬幣、5角硬幣、蘭花1角硬幣的作用。
2.1.2 槽式硬幣自動分選機(jī)構(gòu)
和斗式電磁振動送料機(jī)的分選過程不同的地方就是他的工作表面是直線槽形的,并且槽式電磁振動送料機(jī)做的是直線往復(fù)運(yùn)動,物料在里面的運(yùn)動是水平的。物料經(jīng)過滑道進(jìn)入到槽式電磁振動送料機(jī),在槽式振動送料機(jī)上有四層滑道,每一層有三個滑道。第一層分選的是1元硬幣,第二層是分選5毛的硬幣,第三層是分選1毛的硬幣。在每一層槽的底部開有橢圓行的槽,使不符合規(guī)格的硬幣直接落入下面的滑道中,從而達(dá)到硬幣的二次分選。
圖2—4 槽式電磁振動送料機(jī)
1、振動料斗 2、滑道 3、銜鐵
4、電磁鐵 5、線圈 6、隔振座
7、橡膠墊 8、底座
3 自動計量機(jī)構(gòu)
3.1 自動計量機(jī)構(gòu)的概述
自動計量機(jī)構(gòu)采用光電檢測技術(shù)。光電檢測技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù),是利用電子技術(shù)對光學(xué)信息進(jìn)行檢測,并進(jìn)一步傳遞、存儲、控制、計算和顯示等。
光電檢測系統(tǒng)的基本組成:
作為一個完整的檢測系統(tǒng),應(yīng)包括信息的獲得、變換、處理和顯示等幾個部分。因此,具體來說,光電檢測系統(tǒng)由光電傳感器、處理電路和顯示控制等三個基本部分組成,如圖3—1所示。
圖3—1 光電檢測系統(tǒng)的基本組成
顯然,框圖中的光電傳感器是檢測系統(tǒng)的核心部分。它以光為媒介,以光電探測器件為手段,將各種待測量變換成電量(電流、電壓或頻率)。它將決定整個檢測系統(tǒng)的靈敏度、精度、動態(tài)響應(yīng)等。處理電路的作用是將光電傳感器輸出的微弱電信號進(jìn)行放大、處理(解調(diào)、數(shù)/模或模/數(shù)轉(zhuǎn)換)、運(yùn)算等,以適應(yīng)后續(xù)顯示、控制或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。
光電傳感器通常都由光源、光學(xué)系統(tǒng)和光電探測器三部分組成,他們之間的關(guān)系如圖3—2所示。
圖3—2光電傳感器方框圖
光電傳感器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):①非接觸式檢測。不觸及被測對象,不擾亂被測系統(tǒng),無損耗。
②響應(yīng)速度高。通常響應(yīng)時間為10~10s。
③檢測范圍寬。
④大量的相關(guān)作用。
缺點(diǎn):①玷污影響大,必須采取措施,否則使用受限制。
②外界干擾光影響大,背景光及外干擾光的影響使信噪比變差,但可采取措施減至最小。
③使用溫度范圍小,不能用在高溫。
3.2 硬幣分揀機(jī)的控制原理
在硬幣分揀機(jī)中,控制方面是很重要的一部分,主要涉及到硬幣的記數(shù),防滿,絲杠螺母往復(fù)運(yùn)動的控制及機(jī)械手切斷裝置的控制。
其控制原理圖如下圖3—3所示。
圖3-3 硬幣分揀機(jī)的控制原理圖
首先振動送料機(jī)開始送料,光電記數(shù)器開始記數(shù),每次記滿50個,隔板就會擋在滑道上,是硬幣不再下落。同時電機(jī)1開始正轉(zhuǎn),絲杠向下運(yùn)動,當(dāng)碰到在硬幣筒底部的行程開關(guān)1,電機(jī)就開始反轉(zhuǎn),絲杠向上運(yùn)動,電機(jī)1停轉(zhuǎn),送料機(jī)開始送料。在電機(jī)1正轉(zhuǎn)的同時,電機(jī)2反轉(zhuǎn),機(jī)械手張開,延時一小段時間,在硬幣被絲杠頂?shù)綑C(jī)械手下面的同時,電機(jī)2正轉(zhuǎn),機(jī)械手夾緊。當(dāng)滑道里的硬幣排滿的時候,光電管感受光照,給送料機(jī)一個信號,送料機(jī)停止送料。
4 自動包裝機(jī)構(gòu)
4.1 硬幣分揀機(jī)的包裝原理
(1) 硬幣經(jīng)過振動送料機(jī)的兩次分選后經(jīng)過滑道直接滑入裝幣筒中?;郎弦惭b光電記數(shù)裝置和電磁鐵隔板防滿裝置,光電記數(shù)裝置是用來控制硬幣滑入幣筒的數(shù)量,每次記數(shù)為50枚。電磁鐵隔板的作用是防滿,每次滑入幣筒的硬幣如果滿了,電磁鐵隔板就擋在滑道上,使硬幣不再滑入幣筒。
(2)幣筒的高度正好等于五十枚硬幣的高度,我所設(shè)計的硬幣自動分選包裝機(jī)要分選出1元、5毛、1毛的硬幣,應(yīng)設(shè)計好幣筒的高度,所以分選出的硬幣分別裝入三個不同高度的硬幣筒,分別是1元硬幣筒的高度為100mm,5角硬幣筒的高度為75mm,1角硬幣筒的高度也是75mm。裝幣筒的作用就是裝分選出來的硬幣,是硬幣的整理過程。
(3)絲杠頂桿是有電動機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動,從而帶動絲杠螺母做上下往復(fù)運(yùn)動,從而完成頂桿頂硬幣的動作。每次裝滿50枚硬幣,絲杠向下運(yùn)動一次,將硬幣頂下,絲杠回轉(zhuǎn)。頂桿裝置的作用是頂硬幣,由于硬幣落入幣筒中可能有不平整的,用頂桿使之平整,還有就是使堆好的硬幣在機(jī)械手張開的時候用頂桿將硬幣頂入機(jī)械手的下面,然后頂桿向上運(yùn)動,機(jī)械手再一次夾緊,使落下的硬幣上面封好,完成一次包裝。在封好落下的硬幣的上部的時候也就是對下一次包裝硬幣的底部的封接。這樣往復(fù)運(yùn)動,從而完成一次硬幣的記數(shù),包裝。
(4)塑料薄膜固定在軸承座上,伸長的部分要包在幣筒的外面,下面要長出幣筒,用機(jī)械手夾緊熱封,在幣筒的側(cè)面用一個橫向封接器完成熱封薄膜的作用。每次硬幣裝滿50個,熱封器自動熱封一次。
(5)機(jī)械手主要是由電動機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動,通過電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),從而使機(jī)械手做夾緊和張開運(yùn)動。
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