自力式装箱机制造技术

本发明专利技术采用新颖奇特的结构和运行方式，利用待装箱啤酒瓶自身固有的重力位置势能，自力式完成装箱机所须要完成的一系列装箱和出箱动作，而无须动力输入（只需很少的控制能量）因甩掉了与输入动力有关的设备和控制，故以该技术方案生产的装箱机结构简单巧妙，制造容易、运行可靠、节省能源。其销售价格不超过现有技术装箱机的１／５，可实现很高的科技附加值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及啤酒包装机械领域的装箱机。装箱机是使用于啤酒厂包装车间结尾工段的机械装置，用于将成品啤酒瓶从输瓶链道上取下装入塑料箱并将其输送离开。无论是发达国家还是国内，装箱机的结构和运动模式大抵雷同都是用一套精密复杂的驱动系统，以动力输入(6-8kw)驱动夹持机构从输瓶链道上夹持酒瓶作垂直提升、曲线水平位移、下降，最后将酒瓶松落于塑箱内；装过瓶的塑箱被动力(1-2kw)驱动的水平输箱链道送出。这样的装箱机的共同特点除了都须要有动力输入，更突出的问题是驱动系统，尤其是夹持机构的驱动系统过分精密复杂，控制繁锁造成装箱机售价高昂。以每小时20000瓶的装箱机为例，国产的单台售价35万-50万元，进口的更高，西德克朗斯的装箱机甚致卖到几百万元！致使国内80％以上的中小啤酒厂在购置生产线时都对装箱机望而生畏，不予购买，宁肯采用人工装箱。这就带来两个方面的问题一是工人劳动强度大，人身安全得不到保障，二是装箱机市场的极度萧条。本专利技术的目的是开发一种结构和运行方式与现有技术完全不同的新型装箱机，它的装箱和出箱动作无须动力输入(只须微量控制能量)，而是借助简单巧妙的械机力学结构，利用待装箱啤酒瓶自身的固有重力位置势能自力式完成。这种没有动力驱动系统的自力式装箱机在达到同样装箱速度和其它有关指标的前提下，售价却不超过现有技术装箱机的1/5！为达到专利技术目的所采取的技术方案一结构(参照附附图说明图1自力式装箱机结构示意图)1、装箱部分①可左右水平平行联动改变位置的托杆(1)4根，待装箱的酒瓶分4列被其后的酒瓶推动进入其上并达到4×6个；②可上下改变位置的档板(2)，作用是按程序要求放开或阻档酒瓶进入托杆(1)；③夹持酒瓶的夹持机构(3)(注该技术为本人申报并被专利局受理初审合格并予以公布的专利技术，申请号99106276.0，公布号CN1241518A)作用是利用气缸(4)的动作控制该机构的夹杆夹持和释放酒瓶；④经钢丝绳将(3)和配重(5)连接并被滑轮支承，可以使夹持机构和配重垂直升降，配重的重力大于夹持机构的重量但小于夹持机构和24瓶啤酒的总重量。⑤(14)为减小(3)上下运动至终点的撞击力的缓冲机构。2、出箱部分①水平滑道(6)，待装瓶空塑箱(13)由此进入装箱位置；②倾斜滑道(7)，装过瓶的重塑箱由此斜向下滑出；③可以绕固定于(6)、(7)拐点的轴转动，并被其支承的托箱机构8)，其右前端固定的轴套可限制塑箱向右运动的终点位置；④(9)是刚性固定于(8)的以固定于(6)、(7)拐点的轴为圆心的圆弧滑道，其下部有勾槽；⑤(10)是电磁动作机构，其勾齿在(8)处于水平位置时勾住(9)的勾槽。当电磁机构通电动作时，勾齿打开，可以使(8)绕轴转动下落后，(8)的右端限位装置的最高点须低于滑道平面；⑥(8)的右前端下部固定有复位弹簧(11)；⑦垂直于滑道前进方向固定的轴支承着可以绕其转动的摆臂杠杆(12)，当其上端被压下时，下端可以上抬压缩处于最低位置的(8)的(11)；二、运行状态模式及相关程序1、初始状态(1)处于支承酒瓶位置；(2)处于打开位置；(3)处于垂直最高位置；(4)处于断气不压缩状态，(3)之夹杆处于打开不夹持酒瓶状态；(5)处于垂直最低位置；(8)处于水平位置；(9)的下部勾槽被(10)的勾齿勾住；(12)的上端拾起。2、动作程序空塑箱由(6)进入(8)并被其限位，相关传感器发出信号；四列酒瓶沿托杆前行并达到6个瓶位，相关传感器发出信号；以上二条件同时具备，两传感器的信号经“与”门信号装置作用发出控制信号，此控制作用使①(4)给气，气缸推动夹杆夹持酒瓶；②(1)水平位移，与隔栅对齐，酒瓶失去支承；③挡板垂直动作，挡住第七个酒瓶；以上共同作用的结果夹持机构(3)夹持酒瓶克服配重(5)之重力垂直下降使酒瓶落入塑箱内。当酒瓶落至最低点时，相关传感器发出信号，此信号控制(4)断气，使(3)之夹杆复位将酒瓶松落于塑箱内。松落了酒瓶的夹持机构(3)因其重力小于(5)之重力，被下落的(5)牵引上升复位。当夹持机构(3)复位至最高点时，相关传感器发出信号，此信号控制①托杆复位处于支承酒瓶位置；②挡板复位处于放开酒瓶位置；③电磁动作机构(10)瞬时通电动作，勾齿离开(9)的勾槽，(8)绕轴转动下落，其右端最高点低于滑道(7)之滑动平面。以上共同作用的结果后续酒瓶进入托杆；装过瓶的重塑箱因倾斜受力和后续空箱之推力共同作用沿倾斜滑道(7)滑出。下滑过程中，重塑箱将(12)的上端压下，(12)之下端拾起，压缩处于倾斜状态的(8)的右前端下部的复位弹簧(11)，使其储能。因重塑箱受力大于后续空塑箱，其前进速度较后续空塑箱要快，致使两塑箱之间拉开一小段距离。当重塑箱的后下沿离开(8)之右前端时，储能的弹簧使托着空塑箱的(8)复位于水平状态，同时(9)的勾槽被有弹簧作用的勾齿勾住定位，使(8)保持水平位置。(参照附图2托箱、摆臂机构动作过程示意图)当后续空箱水平运动至(8)的规定位置，同时托杆上的酒瓶达到4×6个时，又开始新一循环的装箱动作。与现有技术相比，该专利技术最显著的优点和进步以及意义在于1、现有技术的装箱机，酒瓶夹持机构和输重箱链道的驱动，特别是前者，从结构上占去了装箱机2/3的内容，而且它们的材质要求严，加工精度高，装配复杂，是装箱机成本乃至价格高扬的根本原因。该专利技术无须动力输入的自力式结构完全取代了这两部分，因此制造容易，成本降低，售价低于现有技术装箱机的1/5。2、结构虽然简化，但运行速度和可靠性却反而提高。现有技术装箱机的夹持机构夹持酒瓶所作的垂直提升、曲线水平位移，下降动作，它的垂直提升距离2-3倍于酒瓶高度，而整个动作轨迹长度6-8倍于酒瓶高度。而该专利技术酒瓶的装箱动作距离，即垂直降落高度略大于酒瓶一倍高度。动作距离的成倍缩短相对就提高了装箱速度。因此尽管该专利技术的装箱机每一动作循环只装一箱(24瓶)，但它的速度并不低于现有技术的每一动作循环装2-3箱的装箱机。而在达到同样效果的前提下，机械结构越简单，其可靠性越高，而且运行、维修成本低。3、节约能源，迎合世界新技术潮流。现有技术装箱机动作模式绝大多数是利用能源驱动将酒瓶在原位垂直提升2-3倍酒瓶高度后再回落至原位；相比该专利技术使酒瓶在原位垂直下落并以下落酒瓶的重力势能联锁产生其它一系列相关动作的自力式装箱动作模式，前者明显属于能源的无用消耗！实际上现有技术的装箱机动力输入一般为6-8千瓦，而该专利技术的装箱机没有动力输入，只有很少量的控制能量输入，包括夹持机构气缸，托杆、档板气缸用气，电磁动作机构用电，合在一起也不超过6-8百瓦，仅及前者的1/10！从能源消耗角度看是非常符合世界新技术潮流的。4、遍观世界乃至国内装箱机制造技术，除了某些枝节的改进，结构和动作模式皆已成定型，千人一面，无大的突破性的升级换代，反而有越来越复杂的发展趋势，尤其是国内，几乎完全照搬国外。该专利技术对现有技术的“伤筋动骨”，也许会呼唤出一个装箱机的新时代！权利要求应用于自力式装箱机的独特的技术方案，其特征在于1、对于装箱机的装箱动作而言，尽管最终动作都是将酒瓶装入塑料箱内，但是已有技术的装箱机，在最终动作之前，都有一个将酒瓶从原位垂直提升2-3倍酒瓶高度的距离的过程，因而必须有动力输入驱动夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于自力式装箱机的独特的技术方案，其特征在于：１、对于装箱机的装箱动作而言，尽管最终动作都是将酒瓶装入塑料箱内，但是已有技术的装箱机，在最终动作之前，都有一个将酒瓶从原位垂直提升２－３倍酒瓶高度的距离的过程，因而必须有动力输入驱动夹持 机构夹持酒瓶提升作功；而该专利技术所采取的技术方案是：待装瓶的塑箱处于水平位置（对塑箱口平面或底面而言），待装箱的酒瓶被托杆支承并垂直对准塑料箱的相对应位置，在装箱过程中，它们无须提升，只是当失去托杆支承，便可靠重力由原位自力式落入塑箱 内；因此夹持机构不作水平位移，只作垂直升降，且该升降不是靠外力驱动，而是靠酒瓶本身固有的位置重力势能，利用装箱动作程序的夹持和松落酒瓶的必然变化以及与夹持机构有机械联系因而形成相互作用的力学系统的配重自力式产生的：夹持机构夹持酒瓶，二者重量之和大于配重重力，同时支承酒瓶的托杆受控不再支承酒瓶，此差值使酒瓶下落而配重上升；当酒瓶松落后，夹持机构的重量小于配重重力，此差值又使升高的配重下降牵引夹持机构上升复位，完成一个装箱动作的循环。２、不论何种装箱机，装过酒瓶的塑箱必须离开 原位，即完成出箱动作，已有技术的装箱机，是靠动力驱动输箱链道来完成该出箱动作的；而该专利技术所采取的技术方案是：空塑箱由水平滑道进入，重塑箱由倾斜滑道滑出，两滑道的拐点连接处固定着轴，托箱机构可以绕轴转动并被其支承，该机构在装箱时处于水 平位置并被限位机构所确定，空塑箱由水平滑道导引进入托箱机构且被其前端的限位机构所阻挡而定位；完成装箱动作后，托箱机构的水平限位机构动作，使其绕轴转动下落，使重塑箱由水平变为倾斜向下，失去托箱机构的支承转而受倾斜滑道的支承，重塑箱本身重力在斜面方向上的分力使其沿倾斜滑道滑出，实现无动力、即自力式出箱。３、沿倾斜滑道滑出的重塑箱具有一定的位置势能和速度动能，它作用于该专利技术特有的机构－可以绕垂直于塑箱前进方向固定于倾斜滑道的轴转动的摆臂，它的上端被重塑箱压下与滑道滑动面等高，另 一端，即下端被抬高压缩固定于托箱机构前端下部的复位弹簧，使其储能，托箱机构前端上部的限位机构的最高点与重塑箱底面产生摩擦相对运动，待重塑箱的后下沿脱离托箱机构，储能的弹簧托起托箱机构使其复位恢复水平位置并被定位，实现了托箱机构的自力式复位。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董铁民，
申请(专利权)人：董铁民，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]