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1、 毕 业 设 计题 目： 易 拉 罐 回 收 机 设 计 系： 机 械 工 程 学 院 专业： 机械电子工程 班级： 机电0901 学号： 200902170150 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 目 录摘要ICans recycling machineII第一章 绪 论11.1 引言11.2 研发背景及意义11.3 易拉罐回收机的基本设计思路及关键技术21.3.1 易拉罐废品回收机的功能21.3.2 吐币功能简介2第二章 总体方案设计32.1 易拉罐废品回收机的基本设计思路32.2总体结构布局设计32.3总体控制方案设计42.4识别装置的设计52.4.1拉罐参数测量52.4.2识别分离结
2、构设计62.5冲压机构的设计62.5.1冲压机构初步选择62.6推送机构的设计72.7退币机构的设计8第三章 机械设计的计算93.1冲压机构的设计计算93.1.1 曲柄压力机的结构93.1.2 曲柄压力机传动级数及速比的分配93.1.3 传动系统设计103.1.4 齿轮的计算153.1.5 连杆及滑块的计算173.1.6 滑块的确定21第四章 电机选型234.1 电机选型分析234.2 功率计算234.3 电机转矩计算28第五章 控制系统的设计305.1 硬件设计305.1.1 PLC选型305.1.2 PLC电路设计分配325.2 软件设计335.2.1 梯形图33结束语34致 谢35参 考
3、 文 献36摘 要摘要 制成易拉罐的材料是高级铝合金。近几年来国内外易拉罐的用量增长迅速，易拉罐金属再生冶炼的获利空间大增。现在国内废旧易拉罐的回收秩序混乱，再生冶炼设备和工艺落后，亟待设计一种新型的易拉罐回收装置改变这一现状。本课题从再生冶炼的源头入手，通过压实技术将罐盖和罐体压缩放置，设计了易拉罐压实储存机械结构装配图、相关零件图，通过PLC对其进行动作控制,易拉罐废品回收机为再生金属的冶炼提供了高纯度、易于加工的原材料。是一种将易拉罐识别，压缩，储存等功能集于一身的回收机械，其体积小，应用场合很广，可放置于超市，街道，广场等各种人流量多的场合。关键词 废旧易拉罐；回收；金属分离；再生冶炼
4、Cans recycling machineAbstractBeverage cans are manufactured by high-level alloy of aluminum. The quick increase of UBCs distribution in and out of China lead the high increasing profit of its second birth. But now the recycle of UBC in China is disordered and the smelt facility and technics is behi
5、ndhand. A new kind of UBC recycle facility is an impendent demand. We improved the machining techniques from the headwaters and recycled two kinds of aluminum of UBCs cover and its body partly through new type of apart and compress techniques, solved the great problem of wiping off the paint on the
6、surface, and provided high purity and easily processing material for the smelt of recycling metal. Key words UBC；reclaim；metal apartment；recycled smeltII第一章 绪 论1.1 引言近五十年来，铝已成为世界上最为广泛应用的金属之一。在建筑业上，由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到很大应用；在航空及国防军工部门也大量使用铝合金材料；在电力输送上则常用高强度钢线补强的铝缆；集装箱运输、日常用品、家用电器、机械设备等都需要大量的铝。而改革
7、开放以来，中国铝工业取得了长足发展，已成为世界铝工业大国，形成了从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、研发为一体的比较完善的工业体系。因此中国铝及其合金有广阔的消费前景。但与此同时，随着中国经济不断地飞速发展，中国关于铝环境污染愈来愈严重，环保问题已经引起国家领导人的重视。因为铝虽然有很大的用处，但对人体却是有害的，会造成记忆力衰退。所以废品回收已经成为环境保护的一种重要措施，而以易拉罐为主的可利用铝回收就是其中重要的一部分。1.2 研发背景及意义易拉罐回收机在国外很早就出现了，技术也比较成熟。易拉罐回收机提高了回收效率，自动接纳铝罐，拒收马口铁罐、玻璃瓶或其他东西。它可以打印出回收数量、类型、生
8、产厂家等信息报表，易拉罐在机内被压扁或粉碎储存。目前西方已有1.5万多台投入使用，安装在零售商店和公共场所，其中主要分布在挪威、美国、法国等，瑞典有5000多台。但国内同类型产品起步晚，技术大多借鉴国外。另外，国内这种类型的自动有偿回收机普及率不高，只在小数大城市的小数地方使用。普及率不高的主要原因是设备成本高。所以研制出一种成本较低的易拉罐自动回收机就十分必要了。因为这不仅可以调动起广大市民的环保意识，而且还可以为中国的铝工业的发展作出自己的一份力量。随着生活水平的提高, 可回收生活垃圾( 如PET 塑料、 铝制易拉罐等) 越来越多. 目前国内的处理方式, 主要以城市环卫机构和小贩的上门收购
9、为主, 回收效率低下. 因此, 高效、 科学、 智能、 自动化程度高的回收装置的研发迫在眉睫。铝及其合金是经济建设的重要原料，广泛应用于机械、建筑、汽车、飞机、家电和包装材料等行业。80年代之后，全世界铝工业发展很快，产量已居有色金属之首，2001年原铝产量已达到2467万吨，消费量已达2352万吨。 原铝工业虽然发展很快，但也受到建设周期长、投资大、能耗高、污染严重等问题的约束。为弥补原生铝发展的不足，满足日益增长的市场需求，各国都非常重视再生铝的发展，再生铝及其产品已经广泛用于各工业领域。1.3 易拉罐回收机的基本设计思路及关键技术1.3.1 易拉罐废品回收机的功能易拉罐废品回收机是一种将
10、易拉罐识别，压缩，储存等功能集于一身的回收机械，其体积小，应用场合很广，可放置于超市，街道，广场等各种人流量多的场合。1.3.2 吐币功能简介吐币，是完成人们在“全自动易拉罐回收处理机”上交易的最后一道环节，也是体现对人们环保意识的一种回报。对于本课题，吐币功能的实现源自自动收货机上的吐币功能。目前，市场上各类自动售货机上的金属硬币识别器种类繁多，但贮币吐币机构基本上分为两类：一类是平面式贮币，电磁阀吐币；另一类是圆筒式贮币，步进电机吐币。当硬币投入后经过识别识出电信号后，伪币和异物被排出，真币按面值由几组分布电磁阀分配到不同贮币腔体内备用。当收到吐币电信号后，通过吐币电磁阀或吐币电机拉杆，将
11、贮币腔内下部硬币依电信号程序推出，完成自动售货机的吐币功能。在本课题中，当回收机完成易拉罐的压缩存储后，发出数量信号，驱动相关机构，输出相应数量的硬币，完成交易。第二章 总体方案设计2.1 易拉罐废品回收机的基本设计思路本产品的设计原理是所述易拉罐回收机包括导轨部分，识别机构，挤压机构、推罐机构、退币装置和控制电路；所述挤压装置位于回收机的上部，装置中的挤压体位于冲击基座的正上方，在冲击基座的斜上方有一管道，管道上端与易拉罐投入口相接，下端开口正对冲击基座，冲击基座的侧边有包括电机和螺杆的推罐装置，下端为储罐箱。图2.1 易拉罐废品回收机流程图从上述的示意图可以看出整个工作流程都是由机器自动完
12、成的。机器收到废品就有倾轧机器把易拉罐由上到下压成一个圆形，然后再把圆形易拉罐放进原先所设定好的管道让它自由滚下。当易拉罐就要滚到回收箱之前就会触动硬币开关，机器就会放出一个1毛钱的硬币到出款出。就这样一个废品回收回赠过程就完成了。2.2总体结构布局设计易拉罐回收机主要包括几个部分:导轨部分，识别机构，挤压机构、推罐机构、退币装置和控制电路 如图：图2.2 易拉罐废品回收机机构示意图2.3总体控制方案设计初步设计用PLC作控制器,输入信号由4个传感器和一个条形扫描器提供,输出端连接6个电机,其用途如表:2.1表2.1 控制系统元件表元件作用元件作用传感器1检测有物体进入系统电机1带动进入物体旋
13、转以作扫描扫描器识别物体是否为易拉罐电机2推动易拉罐进入冲压区电机3推动非易拉罐进入退罐口传感器2检测有罐体进入冲压区电机4冲压罐体 压扁传感器3检测压扁是否完成电机5推送罐体进入存储箱传感器4检测是否有罐体进入存储箱电机6执行退币控制系统动作见图2.3图2.3 控制系统动作流程图2.4识别装置的设计2.4.1拉罐参数测量由于易拉罐的重量具有统一性,故此系统采用重量识别分类原理,对易拉罐进行了精确的测量,测量结果如下表2.2（单位：mm）：表2.2 易拉罐罐体参数表项目柱体高圆台体直高底面半径盖面半径底盖面厚度柱体侧壁厚度三次测量均值100.7214.2555.0527.940.290.122.4.2识别分离结构设计投入物首先通过滑道落在旋转台上，旋转台带动投入物做圆周运转，同时条形识别器对投入物进行条形码扫描识别，识别完成后对控制器输入信号，如果识别结果为易拉罐，则控制器给1#电机输出信号，1#电机运转带动滚珠丝杠螺母，从而推动投入物进入冲压口，否则，将给2#电机信号，2#电机运转带动滚珠丝杠螺母，从而推动投入物进入退罐口。如图2.4：图2.4 识别分离机构2.5冲压机构的设计2.5.1冲压机构初步选择根据实际情况，初步选用曲柄压力机，曲柄压力机是材料成型
