饼干切片机工作原理及使用

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1、饼干切片机工作原理及使用一、一、      工程背景介绍通过一些机构在连续运动中实现一定的间歇，在工程实际中有着广泛的应用。比如轻工业中的送料机构，如糖果包装机，轧钢机等。在整个送料过程中，运动的过程是快速而且连续的，要求在送料的时候，运动速度比较快，但是在将料送到工作台以后，要求又一段时间的停歇，以利用材料的加工。这种停歇应该是从动件运动中自然的一部分，否则，如果使用棘轮、棘爪等机构，在这种连续不断而且是快速的运动中是会造成很大的冲击，严重降低机械的使用寿命。这次实验，我们就是以实际中的一个机构为例，来讨论通过什么

2、样的机构来实现上面的停歇运动。我们所选的机构在工程中的背景是在生产饼干的食品加工厂中的饼干切片机。其功能是将已经切成条状的饼干切成大小均匀的小块。具体工作过程如下：推板A向后退，B处推入饼干A将饼干推入C中，切成小片A将饼干推入C中，切成小片A返回图中的元件如下A：推板B：送料器C：切刀整个工作过程为：（1）送料器将已经在上一道工序中加工成条状的饼干推到切刀前面；（2）推板A推动饼干向前运动，然后与切刀共同作用，将饼干切为块状，块状饼干进入下一工序；（3）推板A回到起始位置；（4）推板A在起始位置停歇，等待下一批饼干

3、送到；可将工作过程做成工作过程流程图如下：从饼干切片机的整个工作过程中，我们可以总结出完成这一工程背景所用的机构要满足以下要求：（1）运动形式要求整个机构的原动件时电机的转动，所以首先必须将电机的转动转化为推板A的直线运动。（2）运动规律要求在这个过程中，主要的运动是推板A的循环往复的直线运动和推片机构B的间歇直线给料运动。当A返回到一定位置的时候，B送料，这时A要等B完全把饼干送入工作区才可以回程切片。可以看出，这一运动的重点是推板A的间歇运动，即满足A在最左端的停滞时间必须恰到好处，可以使送货机有足够的时间将饼干

4、送到推板前面而不发生运动干涉，又不会浪费时间。所以设法将A的间歇运动中的间歇时间调整到刚好与送货机不发生干涉使这一机构的最重要的一点。（3）运动冲程要求在批量生产中，一次能够切好的饼干的数量直接影响到经济效益，所以要求推板A有足够大的冲程，使得一次加工的饼干足够多。（4）机构空间要求由于这是一种轻工业机械，所以要求整个机构在保证工作质量的基础上，所占空间尽量减小。二．原始机构（Ⅰ）机构设计【设计说明】前提假设：假设一整块饼干的长度为40mm，则推板A的推饼干的路程为60mm，使饼干向前推送的充分；此外，再加20mm的

5、路程，作为工作的富余路程，推板A后撤得充分，以免和其他机构的运动干涉。这样，推板A的整体行程为80mm。假设饼干由B装入工作台的时间要1。5秒左右。切割饼干的时间为0。7秒左右。这要求推板A走完60mm的位移用0。7秒，走完剩下的20mm的位移用也用0。7秒（1。5秒的一半）。可以假设原动件转速为20rad/s。整个工作过程如下： 机构简图图1设计思路：将推板A的运动变为滑块在轴上的运动。通过D的特殊运动轨迹来实现E的运动规律。通过让D经过一段类似以E为圆心圆弧，使E点基本不动，控制这段圆弧的长度，从而控制E点停留的

6、时间。【机构说明】图中曲柄1为原动件，滑块E为从动件，E和饼干切片机中的机构A固联，在一根轴上滑动。那么，E的运动规律就是所要求的饼干机中A的运动规律。本机构由右边的曲柄滑块机构和左边的RRP双杆组组合而成。曲柄滑块机构RRP杆组【工作原理】如图，当曲柄1绕固定轴A回转时，连杆2、4所连接的滑块3、5做往复运动，各杆的长度为：其中取在节点D的运动轨迹中，图示的DD’部分近似为以E点的右极限位置为圆心，以DE的长度为半径的圆弧，当D点在该近似圆弧上运动时，滑块5几乎静止不动。【理论计算】使用MATLAB对上面的机构进行

7、计算和仿真。首先，看D点的运动轨迹是否是满足我们的要求：从图中可以看出，DD’一段的曲线可以近似为一段圆弧。其次，看从动件5的运动能否满足我们的要求。从上面图像中我们可以看出：在DD’这一段，滑块只在很小的范围内运动，基本可以认为是静止不动的，这一段时间可以理解为推板A运动中的间歇时间。当原动件角速度为20rad/s时，这段时间大约为1。5秒，可以看出，与我们的假设符合得很好。在间歇以后，推片进入工作，开始向前推饼干。从位移曲线上可以看出，在整个运动周期里，如果以D-D’线为界，其上为富余路程，其下为工作冲程的话，间

8、歇式很明显的。即整个运动过程周期为3。14秒，间歇占了大约1。5秒，运动了大约1。6秒。这很好的满足了工程背景中的要求。推板的进退平均速度都是比较块的，且停留间歇时间足够长。让送料器有足够的时间将下一批饼干送到工作台上。下面是从动件的速度图像：对滑块A工作时将饼干推向切刀的整个行程进行分析。考虑到加工的对象，饼干本身比较脆，所以在将饼干推向切刀