中性笔自动装配机设计

中性笔自动装配机设计【摘要】本文设计了一种中性笔自动装配机。它靠异步电动机带动传送带实现中性笔的输入和输出，中间在传送带上部巧妙地安置了夹具，给装配工作带来很大的便利，也大大提高了效率，该装配机结构简单明了，操作方便，实现了中性笔从输入到输出的全部自动化，具有速度可调、定位准确、旋盖可靠、运行平稳、无噪音和不伤笔口等优点。【关键词】中性笔；自动装配；电磁左旋盖扭力器0.前言中性笔是目前国际上流行的一种新颖书写笔，是综合应用胶体、表面活性剂、高分子化学等学科原理的高科技产品。由于中性笔兼具自来水笔和圆珠笔的优点，书写手感舒适，因此颇受人们的喜爱，近年来发展迅速，大有取代圆珠笔之势，人们对中性笔的需求也越来越多[1]。由于现在仍然有不少企业生产中性笔采用人工装配，增加劳动力，效率低、成本高，本文设计了一款能自动组装中性笔的机器，机器优点：直线式设计，组成流水线方便美观。采用强电磁左旋盖扭力器，彻底解决了传统机械摩擦片在旋盖时紧时松的弊病。它可以把装配好的中性笔通过传送带运输，快速传送到下一道工序。节省了工作时间和产品成本，大大提高了生产效率。1.总体设计本文的中性笔装配机由传送带，夹紧机构，装笔芯装置，上盖装置，底座箱，旋盖机构等组成，如图1所示。传送带是靠三项异步电动机带动一直匀速的前进，夹紧机构由三项异步电动机带动箱体下面的轴转动，转动时，轴带动凸轮转动，从而使凸轮上方的夹具向上运动，将笔杆顶起，与笔杆上方固定在箱体上的夹具加紧笔杆；装笔芯装置和笔头装置以及旋盖机由三相异步电动机带动圆柱凸轮机构完成向前移动，接着，旋盖机由无刷直流电机带动将笔头与笔杆旋紧，旋紧后由传送带传出，从而完成整个装配工作。这样既能达到高效迅速旋盖的目的。图1中性笔装配机结构简图2.各部件设计2.1旋盖头的结构设计旋盖头是中性笔组装过程中旋紧笔头的专用设备，工作时必须保证适宜的旋紧力矩。力矩过小，笔头旋不紧，力矩过大，易损坏笔口和笔头[2]。总体的设计如图2所示，工作时力矩由直流电动机输出，通过皮带传动，传给主动磁力旋盘，被动磁力旋盘6通过轴承与主动磁力旋盘3之间可相对转动，二者间轴向隔距可调，在二者相对的端面上均匀地镶嵌有16块小永磁体。这些永磁体按极性相反相间分布。旋嘴与被动磁力旋盘6相联结，用来卡紧笔头。因此主动磁力旋盘3与被动磁力旋盘6构成一磁力传动器，在磁力作用下，被动磁力旋盘和旋嘴获得力矩，将由旋嘴夹住的笔头旋紧。本旋盖头最显著的特点是能调整旋紧力矩，即通过调整环和被动磁力旋盘6上的螺母，调整主动磁力旋盘3和被动磁力旋盘6之间的间隙，即调整了磁力传动器间的气隙长度，因而磁力传动器所能传递的极限扭力矩得到了调整。当笔头已旋紧，而主动磁力旋盘仍在回转，致使输入扭力矩超过磁力传动器所能传递的最大扭力矩时，主动磁力旋盘3与被动磁力旋盘6产生滑脱，前者可以继续回转，而后者则与笔头一起静止不转，而旋盖头给笔头施加的旋紧力矩即为磁力传动器所能传递的极限力矩，并不会因传动输入轴4和主动磁力旋盘3的继续回转而增加旋紧力矩，不会因此而损坏笔口、笔头和旋盖头。1、调整环；2、护罩；3、主动磁力旋盘；4、扭力传动轴；5、永磁体；6、被动磁力旋盘图2旋盖头结构图2.2圆柱凸轮的结构设计如图3所示，该机构由电机带动圆柱凸轮转动，圆柱凸轮带动装笔芯装置、装笔头装置以及旋盖头装置向前运动，同时完成装笔芯、笔头以及旋紧笔头三道工序。该装置简单，降低成本，提高生产效率。图3圆柱凸轮结构图2.3夹具的结构设计夹具的结构设计比较简单，该机构由夹具，凸轮机构和电动机组成。电动机带动凸轮机构转动，凸轮将夹具顶起向上运动，夹具将链条上的笔杆顶起与笔杆上方固定在箱体上的夹具加紧，从而完成笔杆的加紧，该装置简单，提高生产速度。2.4装笔芯装置的设计装笔芯装置是由料斗、圆柱凸轮机构和电动机组成的。将方向一致的笔芯放置在三角形的料斗中，料斗中呈成笔芯形状，下方呈矩形固定在箱体上，笔芯由于受重力将料斗下方填满，当与工作台接触的笔芯装入笔杆后，上方的笔芯由于受重力下降到工作台上，从而完成装笔芯及上笔芯循环过程。生产时不会造成笔杆内没有笔芯的现象，便于上料，提高了生产线的速度，简化了装笔芯装置，降低成本。2.5上笔头装置的设计上笔头装置是由理盖装置、圆柱凸轮机构和电动机组成的。杂乱的瓶盖放置在圆柱形的电磁振动式自动料斗中，料斗的内壁上有螺旋形的瓶盖跑道，料斗在电磁力作用下产生振动，使笔头也不断向前跳动，螺旋形跑道上设有笔头形状的孔眼，可以使反向的笔头落回储盖料斗内。生产时不会造成笔杆笔口位置没有笔头的现象，提高了生产线的速度。3.总结本文设计了一款中性笔自动组装机，设备采用直线式设计，由传送带，夹紧机构，装笔芯装置，上盖装置，底座箱，旋盖机构等组成，实现了中性笔从输入到输出的全部自动化，具有速度可调、定位准确、旋盖可靠、运行平稳、无噪音和不伤笔口等优点，节省了工作时间和产品成本，大大提高了生产效率。【参考文献】[1]徐学卿.中性笔的现状和发展前景.中国制笔，2002（4）.[2]唐伟强，周宇英.旋盖机旋盖头磁耦合离合器的设计探讨.粮油加工与食品机械，2000（1）.