有人需要設(shè)備來生產(chǎn)產(chǎn)品,, 有人能設(shè)計(jì)和制造設(shè)備,, 這就是商機(jī)。 為他們搭一個(gè)平臺(tái),, 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(gè)交易平臺(tái),, 豈不兩全其美:
一,、設(shè)計(jì)題目
醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
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(jì)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(jì)
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(gè)動(dòng)作。用機(jī)器卷制棉簽時(shí),,仿照手工方式進(jìn)行動(dòng)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(dòng)作,。下面就依此工藝動(dòng)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(shí),、適量送入壓(夾)棉,、揪棉機(jī)構(gòu)。輸送的對(duì)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(shí)把棉條拉向前進(jìn),定非直線段時(shí)從棉條中退出,;也可如圖2.37所示用兩滾輪壓緊棉條,、對(duì)滾送進(jìn)等方式。前者在帶刺構(gòu)件脫出時(shí),,要把棉條壓�,�,;后者要實(shí)現(xiàn)間歇送進(jìn),需與間歇運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)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(shí),首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊,,然后相對(duì)拉扯,,揪下定長的條棉。用機(jī)器實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作時(shí),,可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上,,然后在另一端既實(shí)現(xiàn)壓緊又實(shí)現(xiàn)拉扯動(dòng)作,前者稱壓棉動(dòng)作,,后者稱揪棉動(dòng)作,。實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的機(jī)構(gòu)必須有以下幾個(gè)功能:
圖2.37 滾輪送棉機(jī)構(gòu)
(1)完成壓棉動(dòng)作的機(jī)構(gòu),其壓頭對(duì)條棉有一定的壓力,,并且要將壓力保持一定的時(shí)間,,使
揪棉時(shí),壓頭下的條棉不致滑移,;
(2)完成揪棉動(dòng)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(gè)方向運(yùn)動(dòng)的可能,,以完成揪棉動(dòng)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(shí),,機(jī)構(gòu)能自動(dòng)調(diào)整壓緊力,或者揪棉時(shí)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(shí)現(xiàn)壓棉和揪棉動(dòng)作的機(jī)構(gòu),。圖2.38中的凸輪1是主動(dòng)件,,構(gòu)件3由凸輪帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)壓棉動(dòng)作,并依靠凸輪輪廓的圓弧段使壓緊狀態(tài)能保持一定時(shí)間,。圖2.38只實(shí)現(xiàn)壓棉動(dòng)作,,c、d中的構(gòu)件5,、 6同樣在凸輪帶動(dòng)下將條棉4壓緊,,并實(shí)現(xiàn)揪棉動(dòng)作,。圖c是靠5、6對(duì)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(shí)現(xiàn)揪棉動(dòng)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(dòng)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(shí),條棉被揪斷,。當(dāng)輪爪與滾輪分離時(shí),,被揪下的棉塊落入下面的導(dǎo)棉槽中,待簽桿來卷,,此時(shí),,滾輪在彈簧力作用下恢復(fù)原位,進(jìn)入下一個(gè)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(shí)棉簽頭部卷得圓滑,,棉卷有適當(dāng)?shù)乃删o度,,即卷棉時(shí)導(dǎo)棉槽要給棉塊以適當(dāng)?shù)淖枇Α?dǎo)棉槽由設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì),。
圖2.39b中,,嵌入兩爪輪1和3的兩塊橡膠塊2相遇時(shí),,將條棉4夾在其間,,靠彈性壓緊,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,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(shí),,夾緊條棉,,在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)中揪斷。
(a) (b)
(c) (d)
圖2.38 實(shí)現(xiàn)壓棉和楸棉動(dòng)作的機(jī)構(gòu)
(a) (b) (c)
圖2.39 實(shí)現(xiàn)楸棉動(dòng)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(dòng),或用其它方法使斗內(nèi)簽桿獲得松動(dòng)的機(jī)會(huì),,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(shí),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(dòng)完成卷棉動(dòng)作,。圖2.40所示機(jī)構(gòu)即是實(shí)現(xiàn)后一種動(dòng)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(shí)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(dòng)作,。圖2.40 b是用有槽的帶3分取簽桿,,5為靜止摩擦片,因?yàn)閹菗闲泽w,,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(shí)現(xiàn)各工藝動(dòng)作的機(jī)構(gòu)方案選定以后按照操作方便,,運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)壓棉動(dòng)作,;機(jī)構(gòu)(Ⅰ)選自圖2.39a,它實(shí)現(xiàn)揪棉動(dòng)作構(gòu)件5為導(dǎo)棉槽,送簽和卷棉動(dòng)作是由機(jī)構(gòu)(V)(選自圖2.40a)和導(dǎo)棉槽5共同實(shí)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(dòng)。各機(jī)構(gòu)主動(dòng)軸之間用齒輪或鏈條傳動(dòng)連接,,保證送棉一次,,揪棉一次,卷簽一個(gè),。
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(dòng)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(dòng)軸間齒輪的傳動(dòng)比i=1,,m=1~1.5mm,中心距60mm,。
四,、設(shè)計(jì)步驟
1.方案設(shè)計(jì)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(jì)者深入構(gòu)思,,分析優(yōu)缺點(diǎn)后確定,。總體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(shí)要注意:
(1)傳動(dòng)路線要簡短,,機(jī)構(gòu)要簡單,。
(2)采用的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)的工藝動(dòng)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(dòng)循環(huán)圖
為了使工藝動(dòng)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(jì)前,合理地規(guī)定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件開始運(yùn)動(dòng),、實(shí)際工作和終止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(或相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的位置),,即編制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。
例如圖2.41所示方案,,以凸輪軸轉(zhuǎn)一周為一個(gè)周期,,即完成一次卷棉簽的全部動(dòng)作。圖2.42即為其運(yùn)動(dòng)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(dòng)線圖,,其中約60º的區(qū)域是實(shí)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(shí)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(dòng)循環(huán)圖
3.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,定出相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)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(jì)者確定的構(gòu)件尺寸,,并設(shè)計(jì)各機(jī)構(gòu)。因?yàn)楦鳈C(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(jì)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(dòng)和動(dòng)力特性分析
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,,作必要的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特性分析和檢驗(yàn),。
5.繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡圖
6.整理說明書
設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)包括設(shè)計(jì)題目,、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求、方案設(shè)計(jì)和選擇的論證,、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取和計(jì)算結(jié)果(用圖解法時(shí)保留作圖輔助線,用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)要有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖,、數(shù)學(xué)模型,、標(biāo)識(shí)符說明表、計(jì)算程序框圖,、打印的程序及運(yùn)行結(jié)果)以及對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)述,。
51工作量建議
本題設(shè)計(jì)時(shí)間為2周。每人完成2號(hào)圖紙一張,內(nèi)容為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,;3號(hào)圖紙一張,,內(nèi)容為方案中某一機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖(保留作圖輔助線);某一機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),,計(jì)算程序框圖,,打印程序及計(jì)算結(jié)果;說明書一份,。 |