Curso de Principios Mecánicos Diseño Diseño de Lavadora de Botellas
Tema 11 Lavadora de botellas
11.1 Tema de diseño
Figura 17 Diagrama de funcionamiento de una lavadora de botellas
Diseñe una lavadora de botellas. Como se muestra en la Figura 17, las botellas a lavar se colocan sobre dos rodillos guía que giran en la misma dirección, y los rodillos guía hacen que las botellas giren. Cuando el empujador M empuja la botella hacia adelante, el cepillo giratorio limpia el exterior de la botella. Cuando la botella anterior está a punto de lavarse, la siguiente botella a lavar se envía al rodillo guía para ser empujada.
Los requisitos técnicos para las máquinas lavadoras de botellas se muestran en la Tabla 17.
Tabla 17 Requisitos técnicos para lavadoras de botellas
Número de plano
Tamaño de botella
(largo × diámetro)
mm, mm
Carrera de trabajo
mm
Productividad
pcs/s
Coeficiente de recuperación de emergencia k
Velocidad del motor
r/min
A
φ100×200
600
15
3
1440
B
φ80×180
500
16
3.2
1440
C
φ60×150
420
18
3.5
960
11.2 Tareas de diseño
1. La lavadora de botellas debe incluir engranajes y mecanismos de articulación planos. y otras instituciones de uso común o instituciones combinadas.
2. Diseñar el sistema de transmisión y determinar su distribución de relaciones de transmisión.
3. Dibujar un diagrama esquemático del plan de movimiento del mecanismo de la máquina y un diagrama del ciclo de movimiento.
4. Diseñe el mecanismo combinado para lograr los requisitos de movimiento y realice un análisis de movimiento en la varilla impulsada. También es posible diseñar un mecanismo de enlace plano para realizar la trayectoria del movimiento y realizar un análisis de movimiento en el mecanismo de enlace plano. Dibuja un diagrama lineal de movimiento.
5. Cálculos de diseño de otras instituciones.
6. Escribir instrucciones de cálculo de diseño.
7. Los estudiantes pueden completar además: demostración dinámica por computadora del mecanismo de empuje de botellas de la lavadora de botellas, etc.
11.3 Consejos de diseño
El análisis de los requisitos de diseño muestra que la lavadora de botellas consta principalmente de un mecanismo de empuje de botellas, un mecanismo de rodillo guía y un mecanismo de cepillo giratorio. El mecanismo de empuje de botellas diseñado debe permitir que el cabezal de empuje M empuje la botella a una velocidad casi uniforme, entre en contacto y se separe de la botella suavemente, y luego el cabezal de empuje regrese rápidamente a su posición original para prepararse para el segundo ciclo de trabajo.
De acuerdo con los requisitos de diseño, el empujador M puede seguir la trayectoria que se muestra en la Figura 18, y el empujador M debe moverse en línea recta a una velocidad constante durante la carrera de trabajo. Puede haber un movimiento de velocidad variable. antes y después de la sección de trabajo, y debe haber un retorno brusco durante el viaje de regreso.
Figura 18 Trayectoria de movimiento del cabezal de empuje M
Este tipo de requisito de movimiento no es fácil de lograr con un solo mecanismo común. Generalmente es necesario combinar varios mecanismos básicos. Mecanismo de combinación.
Al diseñar un mecanismo combinado, generalmente se puede considerar primero seleccionar un mecanismo (mecanismo básico) que cumpla con los requisitos de trayectoria. Los requisitos de velocidad al moverse a lo largo de la trayectoria se cumplen cambiando la velocidad de movimiento de la parte activa. del mecanismo básico, es decir, combinarlo con un mecanismo adicional que produzca velocidad variable.
Existen muchas soluciones institucionales para lograr los requisitos de esta pregunta, y se pueden utilizar una variedad de combinaciones institucionales para lograrlo. Por ejemplo:
1. Esquema del mecanismo de cuatro barras con bisagra de leva
Como se muestra en la Figura 19, el punto M en la biela 2 del mecanismo de cuatro barras con bisagras se mueve aproximadamente en la dirección trayectoria requerida. La velocidad del punto M está controlada por una leva que gira a una velocidad constante a través de la rotación de velocidad variable del miembro 3. Dado que la manivela 1 de esta solución es una pieza accionada, se debe prestar atención a las medidas para superar el punto muerto.
Figura 19 Esquema del mecanismo de cuatro barras con bisagra de leva
2. Esquema del mecanismo de combinación de cinco barras
La determinación de una curva plana requiere dos variables independientes. Por tanto, los mecanismos de enlace con dos grados de libertad tienen las características de reproducir con precisión una trayectoria plana determinada. La velocidad del punto M y las características de retorno rápido del mecanismo se pueden obtener controlando la relación de movimiento entre los dos componentes de entrada del mecanismo, como usando un mecanismo de leva, un engranaje o un mecanismo de varillaje de cuatro barras, etc.
La Figura 20 muestra dos mecanismos de pares bajos de cinco barras con grados de libertad 1 y 4 como sus dos componentes de entrada. La relación de movimiento entre estos dos componentes se realiza mediante un mecanismo de leva, engranaje o varillaje de cuatro barras, combinando así el original. dos componentes. El sistema del mecanismo de grados de libertad se cierra en un sistema de un solo grado de libertad.
a) b)
c) d)
Figura 20 Esquema del mecanismo combinado de cinco barras
3. movimiento Mecanismo auxiliar de cuatro barras
El mecanismo auxiliar de cuatro barras completamente móvil que se muestra en la Figura 21 es un mecanismo de dos grados de libertad. El punto M en el miembro 2 puede reproducir con precisión la trayectoria dada, el. velocidad de movimiento y características de retorno brusco del miembro 2 controlado por leva. La desventaja de este esquema de mecanismo es que la trayectoria horizontal es demasiado larga, lo que resulta en una carrera excesiva del seguidor del mecanismo de leva, lo que resulta en un tamaño excesivamente grande de la leva correspondiente.
Figura 21 Esquema de varillaje auxiliar de cuatro barras con movimiento completo de leva
4. Método de optimización para diseñar un mecanismo de bisagra de cuatro barras
Se puede diseñar usando métodos numéricos. método o método de optimización El mecanismo de cuatro barras articuladas se utiliza para lograr la trayectoria de movimiento esperada (Figura 18). Los valores específicos de la trayectoria de movimiento están determinados por el dibujo del diseñador y, en general, no deben exceder los valores de coordenadas dados. de 9 puntos.