畢業(yè)設(shè)計方案論證報告

落河Q林，孥機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計方案

論證報告題目：JFD-1型掛面封頭機改進(jìn)設(shè)計學(xué)生姓名： 黃永恒學(xué)號：201115210109專業(yè)班級： 包裝1101指導(dǎo)教師：徐雪萌2015年3月14日目次TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".任務(wù)內(nèi)容和要求 3\o"CurrentDocument".任務(wù)書分析 3\o"CurrentDocument".封頭機現(xiàn)狀分析 3\o"CurrentDocument".總體設(shè)計方案與選擇 4\o"CurrentDocument"現(xiàn)存問題分析 4\o"CurrentDocument"改進(jìn)方案論證 5\o"CurrentDocument"方案確定 7\o"CurrentDocument"主要技術(shù)參數(shù)擬定 7\o"CurrentDocument".論證結(jié)果 7\o"CurrentDocument"考資料 8.任務(wù)內(nèi)容和要求JFD-1型掛面封頭機是利用氣缸、PLC控制、連桿機構(gòu)、輪齒鏈條機構(gòu)以及V型槽等組成的自動封尾系統(tǒng)。主要設(shè)計內(nèi)容為研究掛面自動裹包機整機的工作原理及JFD-1型掛面封頭機改進(jìn)設(shè)計。設(shè)計要求為全自動，高效，安全，出錯率低并能適應(yīng)不同掛面規(guī)格。.任務(wù)書分析此次設(shè)計為JFD-1型掛面封頭機改進(jìn)形設(shè)計，在原有基礎(chǔ)上對傳輸系統(tǒng)和夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到更高的生產(chǎn)效率，降低出錯率，實現(xiàn)快速高效生產(chǎn)。掛面封頭機是與掛面捆扎機和掛面裹包機相連的，實現(xiàn)掛面全自動包裝。散裝的掛面經(jīng)過稱重分堆，由捆扎機捆成圓柱狀，再由裹包機包裝，最后由封頭機封合，完成掛面的自動包裝?，F(xiàn)有的封頭機采用的是V型槽固定掛面，上面有一條細(xì)長的金屬壓緊片共同完成對掛面的固定。但是現(xiàn)有裝置并不能很好的完成自動封尾任務(wù)，出錯率較高，很難適應(yīng)高速生產(chǎn)。改進(jìn)型設(shè)計就是要解決這些問題，讓可靠性大大提高.封頭機現(xiàn)狀分析掛面是我國的傳統(tǒng)食品，我國也是世界上最大的掛面生產(chǎn)國和消費國。但是多年來，行業(yè)內(nèi)的人大多認(rèn)為其產(chǎn)品技術(shù)含量低，附加值低，因而在面制品行業(yè)一直不受關(guān)注。近年來隨著人們生活水平的提高，掛面行業(yè)的發(fā)展日益迅速，掛面產(chǎn)品的種類日益豐富，市場潛力巨大。且掛面生產(chǎn)投資小，產(chǎn)量大，利潤高，因此越來越受到面制品行業(yè)的重視。目前掛面的包裝有兩種形式，一是塑料包裝，二是紙包裝。隨著國家倡導(dǎo)綠色環(huán)保，節(jié)能減排，綠色包裝也就成為掛面包裝的一項標(biāo)準(zhǔn)，隨之紙包裝逐漸成為主流包裝。相對與掛面生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，我國的掛面包裝封尾技術(shù)缺一直沒有得到實質(zhì)性的進(jìn)步，根據(jù)市場調(diào)查，目前國內(nèi)的大部分掛面生產(chǎn)廠家采用的依然是手工包裝封尾，自動化程度很低，已經(jīng)很難適應(yīng)高速高效的掛面生產(chǎn)設(shè)備。問題的存在與中國的掛面行業(yè)現(xiàn)狀是有關(guān)系的。根據(jù)2012年發(fā)布的市場分析指出，主要存在以下問題：.產(chǎn)業(yè)集中度低，發(fā)展不平衡。.科技創(chuàng)新能力低。.企業(yè)規(guī)模偏小，市場缺乏強勢品牌。.總體設(shè)計方案與選擇現(xiàn)存問題分析現(xiàn)有JFD-1型掛面封頭機采用單發(fā)動機驅(qū)動，發(fā)動機驅(qū)動鏈輪，鏈輪之上固定有一對V型槽（圖一），上一單元裹包完成的掛面由V型槽固定位置，上壓一金屬條來緊固，從而完成封尾任務(wù)。圖4.1V型槽示意圖現(xiàn)有問題為：.端口變形。掛面相對而言是比較松散的，盡管裹包之后，依然比較容易變形。在V型槽固定時，由于自身重量，以及V型槽形狀，掛面的兩端形狀根本不可能是比較規(guī)整的圓形，這就為封尾帶來了很大困難，如圖二所示。封尾折紙原理，正是把端口當(dāng)圓形處理才得以實現(xiàn)，非圓形就會出現(xiàn)失誤，包裝不完整，形狀不美觀等問題。圖4.2端口變形示意圖.壓緊力不足。V型槽材質(zhì)為不銹鋼，表面光滑，掛面放置于V型槽之后，靠一個條形的金屬條壓緊，保證在運動作業(yè)時不發(fā)生打轉(zhuǎn)情況。但是，掛面外包裝為紙質(zhì)材料，與金屬間的摩擦系數(shù)很低；金屬條靠之上的彈簧壓縮產(chǎn)生的伸張力來壓緊掛面。彈簧時間久了會產(chǎn)生疲勞，壓緊力不夠，掛面在V型槽中運動時，很容易因折紙的力產(chǎn)生打滑轉(zhuǎn)圈，直接導(dǎo)致封尾失敗。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，用手壓緊掛面時，失誤率是有所下降的，也證實了壓力對封尾來說是一個很重要的元素。改進(jìn)方案論證針對以上存在的問題，然后通過查閱資料，網(wǎng)上搜索等途徑，以及同老師同學(xué)討論，提出了幾個改進(jìn)方案設(shè)計。方案一：增大掛面與V型槽摩擦系數(shù)。在V型槽與掛面接觸的部分貼上砂紙，以增大摩擦系數(shù)，這樣掛面在運動過程中就很難轉(zhuǎn)動，不需要很大的壓緊力即可實現(xiàn)可靠的固定。此方法簡單方便，很容易實現(xiàn)，也不需要很大費用。但是，掛面裹包完之后，落入V型槽的位置并非是最終工作的位置，需要在擋板的推動下往前移動，完成前后方向的固定。貼上砂紙后，摩擦力顯著增大，亦會使推動需要的力大大增加，這會磨損掛面的外包裝。且不停的移動也會嚴(yán)重磨損砂紙，需要不停更換，這樣就降低了工作效率。

方案二：壓緊帶與掛面同步運動。把之前壓緊用的金屬條去掉，以一個可以與傳動齒輪鏈條同步轉(zhuǎn)動的平帶帶輪替代，如圖三所示。這樣，原有的掛面與金屬條的動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦，在運動過程中，壓緊效果較之以前有所提高。平帶與傳送帶同由一個電動機驅(qū)動，經(jīng)轉(zhuǎn)向齒輪實現(xiàn)同步運動，保證掛面與壓緊帶時刻處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這樣就能夠很好的起到壓緊的效果，防止掛面轉(zhuǎn)動。方案三：改變V型槽形狀為圓形槽，采用上下夾緊方法。針對掛面在V型槽內(nèi)變形問題，改進(jìn)時就設(shè)計了一種凹型圓槽，這樣掛面放置時，不會因為自身重量而變形，再加上在上面倒置的圓槽，能很好的保證端口基本保持為圓形，如圖四所示。圖4.4方案三示意圖下面的圓槽依然固定在傳動鏈上，上邊的圓槽則固定在類似方案二的同步鏈條上，與傳動鏈同由一個電動機驅(qū)動，實現(xiàn)同步運動，保證在掛面進(jìn)入夾緊圓槽時不會產(chǎn)生錯位導(dǎo)致出錯。此方案不僅能保證掛面端口不變形，而且上下壓緊，掛面基本不會轉(zhuǎn)動，兩個問題都得到了解決。方案確定經(jīng)過比較，最終采用的方案是方案三。此方案較為理想的解決現(xiàn)有設(shè)備存在的兩大問題，也比較容易實現(xiàn)，加工起來沒有難度。由于掛面有不同規(guī)格，直徑不一，還需要設(shè)計不同的圓槽與之對應(yīng)，在實際生產(chǎn)時更換也是比較方便的。掛面裹包之后落入圓槽內(nèi)，經(jīng)過弧形擋板往前推移，在開始折紙之前到達(dá)預(yù)定位置，此時上面的圓槽也正好到達(dá)，與下面的圓槽配合夾緊掛面，之后開始預(yù)定折紙動作。完成封尾后，上面的圓槽脫離，掛面落入盛放的紙箱或筐等。主要技術(shù)參數(shù)擬定改進(jìn)后的圓槽采用塑料材質(zhì)。由于是由同一電動機驅(qū)動同步轉(zhuǎn)動，所以不需要設(shè)定固定上圓槽的鏈條的轉(zhuǎn)速。按同時有三包掛面在同時封尾設(shè)定，上鏈條上至少應(yīng)該固定有六個圓槽，間距與原有V型槽間距保持一致。圓槽圓弧直徑與掛面一致，弧度小于半圓。圓槽直接固定在鏈條上。.論證結(jié)果綜上所述，本次對JFD-1型掛面封頭機的改進(jìn)，主要有兩點，一是用圓槽替代之前的V型槽，二是采用同步鏈輪夾緊裝置，解決了掛面端口變形和壓緊力不足掛面轉(zhuǎn)動的問題。掛面固定的好，封尾出錯率自然降低，生產(chǎn)效率大大提高。同時也可以適應(yīng)不同掛面規(guī)格，不影響生產(chǎn)。參考資料張國全.包裝機械設(shè)計.北京：印刷工業(yè)出版社，2013陸祥生，楊秀蓮.機械手：理論及應(yīng)用.北京：中國鐵道出版社，1985劉筱霞.包裝機械與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012花家壽.傳動技術(shù)