量杯充填形式的顆粒物料臥式成型—充填—封口包裝機(jī)設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 摘要 本課題專門針對(duì)量杯充填形式的顆粒物料臥式成型 -充填 -封口包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。該包裝機(jī) 計(jì)量最大范圍 100ml， 包裝速度 50-70 袋 /min，采用三邊封。 此類包裝機(jī)的計(jì)量裝置主要采用可調(diào)容量式充填量杯，量杯由上下兩部分 構(gòu) 成。通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以改變上下量杯的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)容積微調(diào)。微調(diào)可以自動(dòng)進(jìn)行，也可以手動(dòng)進(jìn)行。封口和充填采用直移型袋成型 -充填 -封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 采用間歇式牽拉機(jī)構(gòu)對(duì)薄膜進(jìn)行牽引?？紤]經(jīng)濟(jì)性及為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，故橫、縱封采用熱板加壓封合，切斷部分使用熱刀熔斷。三角板成型器主要由等腰銳角三角形平 板、導(dǎo)輥和固定支板聯(lián)接而成。在多種機(jī)型上應(yīng)用，尤其當(dāng)制袋規(guī)格有較大變化時(shí)，它具有良好的適應(yīng)性。利用三角板成型器即可將平張薄膜折疊成型，本機(jī)采用機(jī)械式無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，通過(guò)旋鈕的順，逆轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)可動(dòng)錐盤上下移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)速度的增減，達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高，所以在各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。 有了這樣的包裝機(jī)，會(huì)提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約材料；有利于保證被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng) 產(chǎn) 品的保質(zhì)期；可減少包裝場(chǎng)地面積，節(jié)約基建投資，贏得更多的利潤(rùn)。 關(guān)鍵詞 :包裝機(jī)；顆粒物料；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；計(jì)量 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 Abstract In this paper, the structure of granular materials horizontal molding - filling Sealer packaging machine in the form of measuring cup filling is designed. The packaging machine measures the largest extend of 100 ml, packages at the speed of 50-70 bags / min, and adopts a trilateral closure. Such packaging machine measurement devices mainly used filling measuring cup of adjustable capacity which is cast with top part and bottom part. By adjusting the structure, we could change the relative position of top part and bottom part, and achieve volume fine-tuning. Fine-tuning can be carried out automatically, or manually. The structure of Sealing and filling bags adopts direct Shift-forming - filling - Seal mechanism. By Using Intermittent pulling mechanism, packaging machine can pull film. Considering the economy and simplified structure, the horizontal and vertical closure adopts closure of pressurized hot plate, and part of cutting off uses hot knife fuse. Triangle forming machine is consisited of isosceles acute triangle plate, guided rollers and fixed-link plate. Used in a variety of models, especially when a bag specification changes largely, it can be adapted widely. Triangle forming machine can fold film, and it regulats speed steplessly by mechanical devices, the knob can drive movable cone move up or down, you can a change the speed steplessly. It has simple structure, smooth transmission, few noise, easy maintenance, high efficiency, so it has been widely used in all types of machinery. With such a packaging machine, factories can increase efficiency of producing, reduce labor intensity, protect environmental, and conserve materials； it is conducive to guarantee the health of products, improve product quality, and extend the Preservation period of products； it also can reduce packaging space, save infrastructure Investment, and win more profits. Key words: packaging machines； granular materials； structure design； measurement 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 I 目錄 第 1 章 緒論 .II 前言 .II 1.1 包裝機(jī)械概述 . VII 1.1.1 包裝機(jī)械的 定義 . VII 1.1.2 包裝機(jī)械的分類 . VII 1.1.3 包裝機(jī)械的特點(diǎn) . IX 1.2 袋成型 充填 封口機(jī)簡(jiǎn)介 . IX 第 2 章 包裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì) . 11 2.1 包裝機(jī)的功能要求 . 11 2.2 工藝分析 . 11 2.2.1 包裝程序 . 11 2.2.2 工藝路線 . 11 2.3 確定主要執(zhí)行構(gòu)件 . 11 2.3.1 包裝材料供送系統(tǒng) . 11 2.3.2 物料充填系統(tǒng) . 12 2.3.3 包裝方式與封口方法 . 14 2.3.4 開(kāi)袋吸嘴裝置 . 16 2.3.5 無(wú)極調(diào)速裝置 . 17 2.3.6 確定主軸轉(zhuǎn)速 . 18 2.3.7 選擇電動(dòng)機(jī) . 18 2.4 設(shè)計(jì)主傳動(dòng)路線 . 18 2.5 設(shè)計(jì)總體布局 . 19 第 3 章 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 21 3.1 成型器的設(shè)計(jì)與 計(jì)算 . 21 3.2 蝸輪減速器的設(shè)計(jì) . 22 3.3 主軸設(shè)計(jì)及軸承與鍵的選擇 . 26 3.3.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 . 26 3.3.1 軸承的選擇和壽命計(jì)算 . 30 3.4 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) . 31 3.5 直齒錐齒輪設(shè)計(jì) . 33 3.6 V 帶設(shè)計(jì) . 36 3.7 同步帶設(shè)計(jì) . 37 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 II 3.8 橫、縱封尺寸計(jì)算 . 39 第 4 章 結(jié)論 . 40 致謝 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 緒論 前言 包裝工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用越來(lái)越大。世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程證明了這一點(diǎn)。包裝機(jī)械是使產(chǎn)品 包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的根本保證，因此包裝機(jī)械在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著相當(dāng)重要的作用。 1. 能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率。如啤酒灌裝機(jī)的生產(chǎn)宰可高達(dá) 36000 瓶小時(shí)，這是手工灌裝無(wú)法比擬的。又如蛋形巧克力的包裝，用手工包裝每人每班可包裝20kg，而用機(jī)械包裝，每入每班可包裝 250kg 以上。 2. 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。如手工包裝糖果，一個(gè)工人 8 小時(shí)要重復(fù)動(dòng)作80000 多次；再如人工袋裝化肥，粉塵飛揚(yáng)污染環(huán)境等等。如果廣泛地采用包裝機(jī)械代替手工包裝，不但能將包裝工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，而且還大大地改 善了工人的勞動(dòng)條件。 3. 保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本。手工包裝液體產(chǎn)品時(shí)，易造成產(chǎn)品外濺；包裝粉狀產(chǎn)品時(shí)，往往造成粉塵飛揚(yáng)，既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了原材料。采用機(jī)械包裝能防止產(chǎn)品的散失，既保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)約了原材料。 4. 有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。有些產(chǎn)品的衛(wèi)生要求很嚴(yán)格，如藥品、食品等。采用機(jī)械包裝，避免了人手和藥品、食品的直接接觸，減少了對(duì)產(chǎn)品的污染。同時(shí)由于機(jī)械包裝速度快，食品、藥品在空氣中停留時(shí)間短，從而減少了污染機(jī)會(huì)，有利于食品和藥品的保潔。 另外 由于包裝機(jī)械的計(jì)量精度高，產(chǎn)品包裝的外形美觀、整齊、統(tǒng)一、封口嚴(yán)密，從而提高了產(chǎn)品包裝的質(zhì)量，提高了產(chǎn)品銷售的競(jìng)爭(zhēng)力，可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 5. 延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通。采用真空、換氣、無(wú)菌等包裝機(jī)，可使食品和飲料等的流通范圍更加廣泛，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。 6. 可減少包裝場(chǎng)地面積，節(jié)約基建投資。當(dāng)產(chǎn)品采用手工包裝時(shí)，由于包裝工人多，工序不緊湊，所以包裝作業(yè)占地面積大，基建投資多。而采用機(jī)械包裝，產(chǎn)品和包裝材料的供給是比較集中的，各包裝工序安排比較緊湊，因而減少了包裝的占地面積，可以節(jié)約基建投資。 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。商品流通的增加，物質(zhì)的不斷豐富，生活水平的提高，人們?cè)谧非笊唐穬?nèi)在質(zhì)量提高的同時(shí)，對(duì)商品包裝的要求也在不斷提高，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 III 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 IV 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 V 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 VI 包裝工業(yè)隨之迅速發(fā)展，在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中已占到 2以上，與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正逐步縮小。 我國(guó)包裝工業(yè)雖然發(fā)展很快，成就很大，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無(wú)論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有很大差距。發(fā)達(dá)國(guó)家已將微機(jī)控制、激光技術(shù)、人工智下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 VII 能、光導(dǎo)纖維、圖像傳感、工業(yè)機(jī)器人等高新技術(shù)成熟地應(yīng)用于包裝機(jī)械，而這些高新技術(shù)在我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)才剛剛開(kāi)始 采用；我國(guó)的包裝機(jī)械產(chǎn)品品種缺口約30 40，包裝機(jī)械產(chǎn)品的性能、外觀質(zhì)量有一定差距。因此我們必須采取強(qiáng)有力的措施，進(jìn)一步加快包裝機(jī)械行業(yè)的發(fā)展速度，為早日趕上世界先進(jìn)水平而奮斗！ 1.1 包裝機(jī)械概述 1.1.1 包裝 機(jī)械的定義 包裝機(jī)械即完成全部或部分包裝過(guò)程的一類機(jī)器。包裝過(guò)程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、干燥、殺菌、堆碼、拆卸等，也包括打印、貼標(biāo)、計(jì)量等輔助工序。 1.1.2 包裝機(jī)械的分類 包裝機(jī)械的分類方法很多，廣義地講整個(gè)包裝工業(yè)所用的機(jī)械設(shè)備都屬于包裝 機(jī)械的范疇。它可分為兩大類： (1)用于加工包裝材料的機(jī)械； (2)用于完成包裝過(guò)程的機(jī)械。國(guó)內(nèi)外在研究包裝機(jī)械術(shù)語(yǔ)和分類時(shí)，通常將其限定在“完成包裝過(guò)程的機(jī)械”的范圍之內(nèi)。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB4122 83包裝通用術(shù)語(yǔ)中對(duì)包裝機(jī)械所下定義是：“完成全部或部分包裝過(guò)程的機(jī)器。包裝過(guò)程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，還包括蓋印、計(jì)量等附屬設(shè)備?！?包裝機(jī)械按其功能的不同，可分為： 1.裹包機(jī) 用撓性包裝材料全部或局部裹包產(chǎn)品的機(jī)器稱為裹包機(jī)。按裹包方式的不同 ，裹包機(jī)分為：半裹式裹包機(jī) 、 全裹式裹包機(jī) 、 纏繞式裹包機(jī) 、 拉伸裹包機(jī) 、 貼體包裝機(jī) 、收縮包裝機(jī)。 2.充填機(jī) 將產(chǎn)品按預(yù)定量充填到包裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為充填機(jī)。充填液體產(chǎn)品的充填機(jī)特 稱為灌裝機(jī)。按計(jì)量原理與充填方法的不同，充填機(jī)分為：容積式充填機(jī)（量杯式充填機(jī)、計(jì)量泵式充填機(jī)、螺桿式充填機(jī)、插管式充填機(jī)、料位式充填機(jī)、定時(shí)式充填機(jī)） 、 稱重式充填機(jī)（間歇稱重式充填機(jī)、連續(xù)稱重式充填機(jī)、稱重 -離心等分式充填機(jī)） 、 計(jì)數(shù)式充填機(jī)（單件計(jì)數(shù)式充填機(jī)、多件計(jì)數(shù)式充填機(jī)） 、 灌裝機(jī)（負(fù)壓灌裝機(jī)、常壓灌裝機(jī)、等壓灌裝機(jī)） 、 重力式 充填機(jī) 、 推入式充填機(jī) 、 拾放式式充填機(jī)。 3.封口機(jī) 將容器的開(kāi)口部分封閉起來(lái)的機(jī)器稱為封口機(jī)。按封口方法的不同，封口機(jī)分為：下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 VIII 無(wú)封口材料的封口機(jī)（熱壓式封口機(jī)、熔焊式封口機(jī)、壓紋式封口機(jī)、折疊式封口機(jī)、插合式封口機(jī)），有封口材料的封口機(jī)（滾壓式封口機(jī)、卷邊式封口機(jī)、壓力式封口機(jī)、旋合式封口機(jī)），有輔助封口材料的封口機(jī)（結(jié)扎封口機(jī)、膠帶封口機(jī)、粘結(jié)封口機(jī)、縫合封口機(jī)、釘合機(jī)）。 4. (固定 )標(biāo)簽機(jī) 在產(chǎn)品或包裝件上加貼或掛插標(biāo)簽的機(jī)器稱為標(biāo)簽機(jī)。按固定標(biāo)簽方法的不同，標(biāo)簽機(jī)分為：貼標(biāo)簽機(jī)、收縮標(biāo)簽機(jī)、掛標(biāo)簽機(jī) 、訂標(biāo)簽機(jī)、插放標(biāo)簽機(jī)。 5.多功能包裝機(jī) 能完成兩個(gè)或兩個(gè)以上包裝工序的機(jī)器稱為多功能包裝機(jī)。常以其所能完成的包裝工序聯(lián)合命名，但也有以其主要功能命名的。多功能包裝機(jī)發(fā)展很快，種類日趨增多，主要有：充填 -封口機(jī)，成型 -充填 -封口機(jī)（箱（盒）成型 -充填 -封口機(jī)、袋成型-充填 -封口機(jī)、沖壓成型 -充填 -封口機(jī)、泡罩包裝機(jī)、熔融成型 -充填 -封口機(jī)） 、 定型 -充填 -封口機(jī)（開(kāi)箱（盒） -充填 -封口機(jī)、開(kāi)袋 -充填 -封口機(jī)、開(kāi)瓶 -充填 -封口機(jī)），真空包裝機(jī) 、 充氣包裝機(jī)，裹包 -貼標(biāo)機(jī)。 6.清洗、干燥、殺菌用機(jī)器 （ 1）清洗 機(jī) 清洗包裝材料、包裝件等，使其達(dá)到預(yù)期清潔度的機(jī)器稱為清洗機(jī)。 （ 2）干燥機(jī) 減少包裝材料、包裝件等的水分，使其達(dá)到預(yù)期干燥程度的機(jī)器稱為干燥機(jī)。 （ 3）殺菌機(jī) 清除或殺死包裝材料、產(chǎn)品或包裝件等上的微生物，使其降低到允許范圍內(nèi)的機(jī)器稱為殺菌機(jī)。 7.單元貨載用集裝和拆卸機(jī) 將若干個(gè)產(chǎn)品或包裝件集合包裝而形成一個(gè)搬運(yùn)或銷售單元的機(jī)器稱為集裝機(jī)。有的集裝機(jī)的工作原理與前述第一至第五部分中所述的包裝機(jī)的工作原理是相同的，此外還有：捆扎機(jī)，捆結(jié)機(jī)，壓縮打包機(jī)，堆碼機(jī)。 將集裝件拆開(kāi)，并將其中產(chǎn)品取出，卸 下和分離的機(jī)器稱為拆卸機(jī)。有的機(jī)器兼有集裝和拆卸的功能。 8.輔助包裝機(jī)械和設(shè)備 凡是完成對(duì)產(chǎn)品、包裝材料、包裝件有關(guān)作用，而又不能編入上述第一至第七部分的包裝機(jī)械和設(shè)備都?xì)w屬于此類。包括： 輔助手工包裝用機(jī)械和設(shè)備，如手動(dòng)封箱器、手動(dòng)捆扎器等。 排列、輸送或存儲(chǔ)產(chǎn)品、包裝材料及包裝件用機(jī)械和設(shè)備，如輸送裝置、堆碼臺(tái)等。 加工處理產(chǎn)品、包裝材料及包裝件用機(jī)械和設(shè)備，如計(jì)量機(jī)、開(kāi)箱機(jī)、涂膠器等。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 IX 對(duì)產(chǎn)品、包裝材料及包裝件作打印、檢驗(yàn)、試驗(yàn)的機(jī)械和設(shè)備，如打印裝置、物重選別機(jī)等。處理包裝廢物用機(jī)械和設(shè)備，如破碎 機(jī)、分選機(jī)等。環(huán)境調(diào)節(jié)用機(jī)械和設(shè)備。 此外，還有兩種常用的分類方法： 按機(jī)器自動(dòng)化程度的不同，將其分為半自動(dòng)包裝機(jī)和自動(dòng)包裝機(jī)。由人工供給被包裝物品、包裝材料或由人工取出包裝成品，但能自動(dòng)完成其他包裝操作的機(jī)器，稱為半自動(dòng)包裝機(jī)。全部自動(dòng)完成供料、包裝和成品輸出的機(jī)器，稱為自動(dòng)包裝機(jī)。 按機(jī)器應(yīng)用范圍的不同，將其分為專用、多用和通用包裝機(jī)。用于包裝某種特定形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機(jī)器，稱為專用包裝機(jī)。能包裝規(guī)定范圍內(nèi)任意形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機(jī)器，稱為通用包裝機(jī)。通過(guò)調(diào)整或更換有關(guān)工作部件，能包裝兩種 或兩種以上產(chǎn)品的機(jī)器，則稱為多用包裝機(jī)。 1.1.3 包裝機(jī)械的特點(diǎn) 包裝機(jī)多屬于自動(dòng)機(jī)。它既具有一般自動(dòng)機(jī)的共性，也具有其自身的特性。包裝機(jī)械的主要特點(diǎn)是； （ 1）大多數(shù)包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)速度快，動(dòng)作精度高。為滿足性能要求，對(duì)零部件的剛度和表面質(zhì)量等都有較高的要求。 （ 2）用于食品和藥品的包裝機(jī)要便于清洗，與食品和藥品接觸的部位要用不銹鋼或經(jīng)化學(xué)處理的無(wú)毒材料制成。 （ 3）進(jìn)行包裝作業(yè)時(shí)的工藝力一般都較小，所以包裝機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率較小。 （ 4）包裝機(jī)一般都采用無(wú)級(jí)變速裝置，以便靈活調(diào)整包裝速度、調(diào)節(jié)包裝 機(jī)的生產(chǎn)能力。因?yàn)橛绊懓b質(zhì)量的因素很多，諸如包裝機(jī)的工作狀態(tài) (機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工作環(huán)境的溫度、濕度等 )、包裝材料和包裝物的質(zhì)量等等。所以，為便于機(jī)器的調(diào)整，滿足質(zhì)量和生產(chǎn)能力的需要，往往把包裝機(jī)設(shè)計(jì)成無(wú)級(jí)可調(diào)的，即采用無(wú)級(jí)變速裝置，某些零件還設(shè)計(jì)成可以調(diào)整的。 （ 5）包裝機(jī)械是特殊類型的專業(yè)機(jī)械，種類繁多，生產(chǎn)數(shù)量有限。為便于制造和維修，減少設(shè)備投資，在各種包裝機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意通用性及多功能性。 1.2 袋成型 充填 封口機(jī)簡(jiǎn)介 將撓性包裝材料形成袋，然后進(jìn)行充填和封口的機(jī)器稱為袋成型 充填 封口機(jī)。 紙 、鋁箔、塑料薄膜及其復(fù)合材料等，因其具有良好的保護(hù)物品的性能，并且來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，又易于印刷、制袋等，因此，廣泛應(yīng)用于袋成型 充填 封口機(jī)。 用塑料薄膜及其復(fù)合材料制成的包裝袋形式較多，袋形及其大小主要取決于被充下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 X 填物料的性質(zhì)、容量、包裝材料的性能、制袋封口方法及使用要求等。下列為一些常見(jiàn)的基本袋形： 四邊封口袋、三邊封口袋、兩邊封口袋、搭接或?qū)尤娣饪谡硇未⑷叿饪诶忮F型袋、三邊封口自立袋、三邊封口叉形袋、三邊封口長(zhǎng)方形底袋。 袋形的多樣化，決定了袋成型 充填 封口機(jī)機(jī)型的繁多。根據(jù)包裝工藝路線、運(yùn) 動(dòng)形式及總體布局的不同，主要機(jī)型分類如下表所列： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 11 第 2 章 包裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 2.1 包裝機(jī)的功能要求 包裝機(jī)要求的功能參數(shù)： 制袋尺寸：長(zhǎng) 50100mm, 寬 4590mm 制袋形式：三邊封 計(jì)量范圍：最大 100ml 計(jì)量方法：量杯充填式 包裝速度： 5070 袋 /min 2.2 工藝分析 確定包裝程序、工藝線路 2.2.1 包裝程序 先將薄膜通過(guò)成型器折疊，再進(jìn)行兩邊縱封，然后向其中填料，再用橫封封合最后一邊，最后用切刀切斷。 2.2.2 工藝路線 考慮包裝過(guò)程及功能要求，選用臥式直線型工藝路線。 2.3 確定主要執(zhí)行構(gòu)件 2.3.1 包裝材料供送系統(tǒng) 為使機(jī)器結(jié)構(gòu)合理，更換包裝薄膜方便，將卷筒架設(shè)置在成型器的下方，并通過(guò)兩根導(dǎo)輥引入成型器。 采用間歇式牽拉機(jī)構(gòu)對(duì)薄膜進(jìn)行牽引，牽引機(jī)構(gòu)設(shè)置在橫封機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)之間，以方便夾持熱封過(guò)的袋邊。 為實(shí)現(xiàn)間歇式牽拉和袋寬調(diào)整，采用超越離合器作為裝置主要構(gòu)件。下圖所示為間歇牽引及袋寬調(diào)整裝置示意圖。凸輪帶動(dòng)擺桿使單向超越離合器轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，升程時(shí)，離合器外圈帶動(dòng)離合器軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)牽拉過(guò)程；回程時(shí)，離合器外圈與軸脫開(kāi)空轉(zhuǎn)，此過(guò)程軸停轉(zhuǎn)，牽拉停止，以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。凸輪每 轉(zhuǎn)一圈，為離合器所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整螺桿 1 限制單向超越離合器 5 的擺角大小，便可得到所需袋長(zhǎng)。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 12 圖 2-1 間歇牽引及袋寬調(diào)整裝置 1-調(diào)整螺桿 2-鎖緊螺母 3-支架 4-軸 5-單向超越離合器 6-凸輪 7-拉簧 由于帶長(zhǎng)取決于牽拉輥的線速度，所以在單向超越離合器和牽拉輥之間使用較為精確的同步帶傳動(dòng)方式。 2.3.2 物料充填系統(tǒng) 本機(jī)器要求使用量杯式充填機(jī)構(gòu)，因?yàn)榇鼘?、袋長(zhǎng)均可變，則容積也要相應(yīng)可變，且限制了 計(jì)量范圍為最大 100ml。為實(shí)現(xiàn)上述功能要求，故采用可調(diào)容量式量杯充填器。如下圖所示： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 13 圖 2-2 可調(diào)容量式充填機(jī)裝置 1-護(hù)圈 2-上量杯 3-可調(diào)下量杯 4-軸 5-拉簧 6-下料斗 7-物料托盤 8-凸輪 9-可調(diào)套筒 10-頂緊螺釘 可調(diào)容量式充填裝置是采用可隨產(chǎn)品容量變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)容積的量杯量取產(chǎn)品，并將其充填到包裝容器內(nèi)的機(jī)器。 可調(diào)容量式充填機(jī)如上圖所示：量杯由上、下兩部分組成。通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以改變上、下量杯的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)容積微調(diào)。微調(diào)可以自動(dòng)進(jìn)行，也可以手動(dòng)進(jìn)行。為使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，選 用手動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)。即通過(guò)上下旋可調(diào)套筒 9，以實(shí)現(xiàn)下量杯的位置。 物料托盤 7 在凸輪 8 轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，托盤傾斜一定角度，將量杯內(nèi)物料放出。 設(shè)計(jì)量杯數(shù)為四組，按下圖分布： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 14 圖 2-3 量杯 則轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 1/4 周，完成一次下料。 2.3.3 包裝方式與封口方法 采用三邊封方式 塑料袋的加熱封口方法，大體上分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式應(yīng)用最廣，其封合的實(shí)質(zhì)就是利用塑料薄膜本身所具有的熱熔性和熱塑性，使其封口部位受熱、受壓而相互粘合在一起。主要有下列幾種熱封方法： 接觸式熱封方法：熱板加壓封合、熱輥加壓封合、環(huán)帶熱 壓封合、預(yù)熱壓紋封合、脈沖加壓封合、熱刀（或電熱細(xì)絲）加壓熔斷封合、高頻加壓封合。 非接觸式熱封方法：熱板熔焊封合、超聲波熔焊封合、電磁感應(yīng)熔焊封合、紅外線熔焊封合。 由于本包裝機(jī)在包裝材料和包裝精度方面都沒(méi)有特殊要求，考慮經(jīng)濟(jì)性及為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，故橫、縱封采用熱板加壓封合，切斷部分使用熱刀熔斷。其工藝過(guò)程如下 : 1.熱板加壓封合： 如下圖所示，當(dāng)熱板 1 被加熱到預(yù)定的溫度后，將要封合的塑料薄膜 3 緊壓在工作臺(tái) 5 上的耐熱橡膠墊 4 和熱板 1 之間，使其封合。這是熱封裝置中原理與構(gòu)造最為何單的一種，封合速度較快，可恒溫 控制。 圖 2-4 熱板加壓封合裝置 1-熱板 2-封縫 3-薄膜 4-耐熱橡膠墊 5-工作臺(tái) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 15 2.熱刀加壓熔斷： 熱刀與薄膜接觸，使其熔斷，同時(shí)得到封口和分離的方法，雖然封口強(qiáng)度不好，但由于上步已經(jīng)封口，只需熔斷分離即可，所以適合使用。 橫、縱封與切刀都采用凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程，即凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。以縱封為例，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 2-5 縱封結(jié)構(gòu)示意圖 1- 凸輪 2-滾 子 3-導(dǎo)桿 4-拉簧 5-縱封熱板 6-縱封固定端 7-彈簧 凸輪 1 通過(guò)滾子 2 和導(dǎo)桿 3 推動(dòng)縱封熱板 5 向前移動(dòng)，進(jìn)行封合；拉簧 4 起回位作用，彈簧 7 起緩沖作用。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)。 由于切斷過(guò)程安排在縱封之后，即切刀切斷時(shí)要正好處在縱封過(guò)的封縫上。本包裝機(jī)要求袋寬可變，則封縫的位置也會(huì)有相應(yīng)變化，需要切刀在水平方向可以調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀，設(shè)計(jì)此部分結(jié)構(gòu)如下圖所示： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 16 圖 2-6 切刀調(diào)整裝置示意圖 1-導(dǎo)桿 2-切刀 3-切刀架 4-可調(diào)螺桿 將切刀 2 通過(guò)螺紋旋在螺桿 4 上，這樣旋轉(zhuǎn)螺桿 4 時(shí)，切刀 通過(guò)螺紋實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)，在螺桿一端的手輪上標(biāo)上刻度即可實(shí)現(xiàn)微調(diào)對(duì)刀。 2.3.4 開(kāi)袋吸嘴裝置 因?yàn)殚_(kāi)袋吸嘴需要同時(shí)從包裝薄膜的兩側(cè)進(jìn)行壓緊和拉開(kāi)動(dòng)作，因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)最好都布置在包裝材料的一側(cè)，所以擬采用一個(gè)凸輪同時(shí)控制一對(duì)吸嘴。設(shè)計(jì)為下圖所示結(jié)構(gòu)。 圖 2-7 開(kāi)袋吸嘴裝置 1-凸輪 2-氣囊 3-導(dǎo)氣管 4-吸嘴導(dǎo)管 5-開(kāi)袋吸嘴 6-彈簧 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 17 將凸輪設(shè)計(jì)成如圖的橢圓狀，則轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由小徑向大徑變化時(shí)為升程，大徑向小徑變化時(shí)為回程，升程時(shí)由凸輪 1 通過(guò)導(dǎo)桿 4 推動(dòng)吸嘴 5 向中間壓緊，氣囊 2 被松開(kāi)，吸入氣體即吸住薄膜；回程 時(shí)由彈簧 6 使吸嘴 5 向兩邊分開(kāi)，氣囊 2 被壓緊，放出氣體即吹開(kāi)薄膜。上述循環(huán)完成一次開(kāi)袋過(guò)程。 由于橫、縱封及切刀都是凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周開(kāi)合一次，而開(kāi)袋吸嘴是凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周開(kāi)合兩次。如果橫、縱封及切刀部置在主軸上，要使吸嘴開(kāi)合頻率與它們一致，就要使吸嘴凸輪軸的轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/2，擬用一對(duì)傳動(dòng)比為 1： 2 的齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.3.5 無(wú)極調(diào)速裝置 本機(jī)采用機(jī)械式無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，根據(jù)實(shí)際需要包裝速度可以在 50-70 袋 /min 范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，下圖為所示的無(wú)級(jí)調(diào)速裝置示意圖。通過(guò)旋鈕的順 、 逆轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)可動(dòng)錐盤上下移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)速度的 增減，達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的類型很多，但多數(shù)是利用摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高，所以在各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于摩擦副元件的彈性滑動(dòng)，存在速度損失，所以不能用于要求調(diào)速精度高的場(chǎng)合。該設(shè)計(jì)采用寬 V 帶式機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，其傳動(dòng)比范圍為 2 4。 圖 2-8 無(wú)極調(diào)速裝置結(jié)構(gòu) 1螺母； 2 v 形帶； 3鍵； 4彈性定位套； 5分離錐盤； 6可動(dòng)分離錐盤； 7調(diào)節(jié)螺母； 8調(diào)節(jié)螺桿； 9手輪； 10鎖緊螺母 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 18 2.3.6 確定主軸轉(zhuǎn)速 該包裝機(jī)時(shí)采用 牽拉輥實(shí)現(xiàn)間歇牽拉，采用獨(dú)立的橫、縱封和切斷裝置，因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)的一個(gè)工作循環(huán)都是由凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周而帶動(dòng)，且凸輪均安排在主軸上所以包裝機(jī)工作的時(shí)候其包裝速度就是主軸轉(zhuǎn)速。由設(shè)計(jì)參數(shù)我們知道該包裝機(jī)的包裝速度為50-70 袋 /min，所以主軸的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min。 2.3.7 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)一般由專業(yè)工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批大量生產(chǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)工作載荷，工作要求，工作環(huán)境，安裝要求及尺寸，重量有無(wú)特殊限制等條件從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式 、 容量和轉(zhuǎn)速，并確定其具體的型號(hào)。生產(chǎn)單位一般采用三相 交流電源，如果沒(méi)有特殊要求通常采用 Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱不超過(guò)許用溫度的最大功率，滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，同一類型的電動(dòng)機(jī)按額定功率和轉(zhuǎn)速的不同具有一定的型號(hào)，對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選的電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該大于等于電動(dòng)機(jī)所需要的功率，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)工作要求的功率 Pw 應(yīng)該由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，設(shè)計(jì)過(guò)程中按9550wwwTnPw 進(jìn)行計(jì)算，該包裝機(jī) 的主軸轉(zhuǎn)速為 50 70r/min。通過(guò)上式可以知道所需電動(dòng)機(jī)的 Pw 很小，根據(jù)設(shè)計(jì)資料選取 Y90S 4 三相異步交流電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速為 1400r/min。 2.4 設(shè)計(jì)主傳動(dòng)路線 因?yàn)樗x的電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 1400 r/min，而主軸的轉(zhuǎn)速為 50 70r/min，調(diào)速范圍較大，所以選擇傳動(dòng)比比較大的蝸桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。電動(dòng)機(jī)輸出軸與無(wú)級(jí)調(diào)速裝置相聯(lián)，選用寬 V 帶無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，其傳動(dòng)比為 2 4。蝸桿傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比為 5 80，選取傳動(dòng)比為 10 進(jìn) 行計(jì)算。則此時(shí)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的傳動(dòng)比為 2 2.8，在所選取的無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的傳動(dòng)比范圍之內(nèi)，所以滿足要求。 設(shè)主軸為 1 軸，開(kāi)袋吸嘴凸輪周為 2 軸，充填器軸為 3 軸。因?yàn)?2 軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/2，轉(zhuǎn)動(dòng)方向平行，則通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為 1： 2 的直齒圓柱齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)； 3 軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/4，即為 2 軸的 1/2，轉(zhuǎn)動(dòng)方向互相垂直，則通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為 1：2 的直齒錐齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。超越離合器和牽拉輥通過(guò)同步帶傳動(dòng)。安排傳動(dòng)路線如下： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 19 圖 2-9 主傳動(dòng)示意圖 1-電機(jī) 2-無(wú)極調(diào)速系統(tǒng) 3-蝸輪蝸桿減速器 4-切刀 5-橫封 6-縱封 7-開(kāi)袋吸嘴 8-充填器 圖中數(shù)據(jù)為：1i=2 2.8 ， 2i=10 ，3i=2 ，4i=2 。 因?yàn)?n=1400 r/min 可算出： 1n=500 700 r/min 2n=50 70 r/min 3n=25 35 r/min 4n=12.5 17.5 r/min 2.5 設(shè)計(jì)總體布局 根據(jù)上述設(shè)計(jì)和計(jì)算，畫出如下布局圖： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 20 圖 2-10 包裝機(jī)總體布局 1-電動(dòng)機(jī) 2-無(wú)極調(diào)速裝置 3-蝸輪蝸桿減速器 4-主軸 5-單項(xiàng)超越離合器 6-二軸 7-三軸 8-直齒圓柱齒輪 9-三角板成型器 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 21 第 3 章 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 成型器 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 三角板成型器主要由等腰銳角三角形平板、導(dǎo)輥和固定支板聯(lián)接而成。在多種機(jī)型上應(yīng)用，尤其當(dāng)制袋規(guī)格有較大變化時(shí)，它具有良好的適應(yīng)性。利用三角板成型器即可將平張薄膜折疊成型，如下圖所示： 圖 3-1 三角成型器的尺寸圖 設(shè)薄膜寬度為 2b,折疊后臥式機(jī)的空袋高度為 b(即袋長(zhǎng) )；三角板與水平面的傾斜角 (即安裝角 )為 ，三角板的頂角為 2 ，薄膜經(jīng)三角板翻折的這一區(qū)段長(zhǎng)為0a，若不計(jì)三角板的厚度，而且折疊后兩膜又貼得很緊，那末，在直角三角形 DEC 中，令DE b,DC=a 故 :sin ba 直角三角形 ADC 或 BDC 中，令 AD BD b， DC a,故： btga對(duì)同一個(gè)三角板成型器和空袋尺寸來(lái)說(shuō)，顯然 sin tg 或 s inarctg 由此可見(jiàn)，三角板成型器的頂角與其安裝角有關(guān)、而 值的大小關(guān)系到三角板的形狀和尺寸。換言之，在給定條件下，一定的安裝角必對(duì)應(yīng)著一定形狀尺寸的三角板成型器，否則，會(huì)影響成型器的正常制袋。 在生產(chǎn)實(shí)踐中，三角板頂角的 2 值是加工后得到的，而安裝角 則可調(diào)整，所以 值最好是一個(gè)易于測(cè)量的整數(shù)。通常可先選定 再用式 s inarctg 求解 值。 實(shí)際上，安裝角 就等于薄膜在三角板成型器頂角附近運(yùn)動(dòng)時(shí)的壓力角。 越大表示壓力角也大，從而使薄膜折疊所受阻力也大。當(dāng)然，壓力角過(guò)大時(shí)，薄膜容易產(chǎn)下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 22 生拉伸變形，甚至被撕裂或拉斷。反之若壓力角很小，又會(huì)使結(jié)構(gòu)不緊湊，根據(jù)上述的壓力角與結(jié)構(gòu)尺寸間的關(guān)系，三角板成型器安裝角的選擇范圍一般為20 30 : 。由此可見(jiàn)， 30。據(jù)此，既可將成型板制成等腰三角形，也可制成等邊三角形。 決定三角板成型器的尺寸，除頂角外還有三角板頂高 h。而它與所制袋的最大尺寸有關(guān)，即 ： m a x c s ch b h 式中 maxb 空袋的最大高度 h 余量，取 3050mm 下面根據(jù)上述方法計(jì)算本機(jī)的成型器尺寸： 取安裝 角 30， b 為袋長(zhǎng)，則 b=100mm, 因?yàn)椋?sin ba ，則 100 200s i n s i n 3 0ba m m 又： s i n 2 6 . 6 3 0a r c t g 符合范圍 m a x c s ch b h 取 46h mm ， 則： 100 4 6 2 4 60 . 5h m m 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，畫出成型器示意圖 圖 3-2 成型器 確定厚度、直徑等其他尺寸。 3.2 蝸輪減速器的設(shè)計(jì) (按主軸轉(zhuǎn)速 50 r/min 設(shè)計(jì) ) 電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y90S 4，額定功率為 1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。經(jīng)調(diào)速裝置傳到蝸桿軸后轉(zhuǎn)速為 500r/min，蝸輪軸的轉(zhuǎn)速為 50 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)期使用壽命為 19200h。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 23 1.選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應(yīng)力。 選擇材料： 選擇蝸桿的材料為 40Cr，表面淬火，硬度為 45 50HRC；由于轉(zhuǎn)速不快，先選蝸輪齒圈的材料為 ZCuAl10Fe3，金屬模鑄造。 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7226 0 6 0 5 0 1 9 2 0 0 5 . 7 6 1 0hN n L 查表 10-4（參考機(jī)械設(shè)計(jì)教材，以下計(jì)算過(guò)程中所查的圖，表未注明的與此相同）得： 220OH M P a ； 70OF M Pa 78210 1 7 6 . 8NH O H O HZ M P aN 69210 4 4 . 6NF O F O FY M P aN 2.選擇1Z, 2Z根據(jù)傳動(dòng)比 10i ，參考 10-2 節(jié)的推薦，取1Z 4 2Z1iZ 4 10 40，取2Z 40，則實(shí)際傳動(dòng)比 i 10； 3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2212 29 ( )E HZm d K T Z 由表 10-7 查得： 1.1AK ； 由于2n較低，估計(jì)2 3/v m s，取 1.1VK ； 因載荷平穩(wěn)，通過(guò)跑合可以改善偏載程度，取 1K ； 載荷系數(shù) 1 . 1 1 . 1 1 1 . 2 1AVK K K K ； 21T Ti當(dāng)1 4Z 時(shí)，取 0.9 661219 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 0 . 0 0 2 2 1 0 0 . 9PTi n =189000Nmmg 由表 10-6 查得， 156EZ M Pa 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 24 將以上數(shù)值代入接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式，求得 2212 29 ( )E HZm d K T Z 231569 1 . 2 1 1 8 9 0 0 0 ( ) 1 0 0 1 . 54 0 1 7 6 . 8 mm 按疲勞強(qiáng)度要求， 21 1 0 0 1 .5md，查表 10-1 選出 5m mm ，1 50d mm，1 4z ，10q ， 2 40z ， 21 48 05r o 。 中心距2( ) 1 2 52ma q z m m ，22 5 4 0 2 0 0d m z m m 4.驗(yàn)算初設(shè)參數(shù) 蝸輪圓周速度2v222 0 . 5 2 /6 0 1 0 0 0dnv m s原估計(jì)2 3/v m s選VK值相符。 滑動(dòng)速度sv2 1 . 4 6 /s i ns vv m sr ，選用鋁青銅為蝸輪材料適合。 蝸桿傳動(dòng)效率 1( 0 .9 5 0 .9 6 ):，根據(jù) 1.4 /sv m s，查表 10-8 得 3 4