粉末包裝機自動供料系統(tǒng)的設(shè)計說明書

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1、粉末包裝機自動供料系統(tǒng)的設(shè)計粉末包裝機自動供料系統(tǒng)的設(shè)計摘摘 要要本設(shè)計是關(guān)于粉末包裝機自動供料系統(tǒng)的設(shè)計。粉末包裝機是將小顆粒產(chǎn)品通過計量裝入包裝袋內(nèi)，再進(jìn)行封裝的包裝機械。能較大提高生產(chǎn)效率、降低人工勞動強度，保護(hù)產(chǎn)品，提高產(chǎn)品儲運效率，便于使用促進(jìn)產(chǎn)品銷售和促進(jìn)企業(yè)收入的增加是人類的社會進(jìn)步。本設(shè)計主要研究物料供送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和包裝材料供送機構(gòu)的設(shè)計。首先由包裝機的生產(chǎn)能力確定計量裝置的大小來完成物料的計量，從而完成物料的供送。其次由包裝材料的傳送路線確定引導(dǎo)輥的位置來完成包裝材料的供送，最后經(jīng)過傳動裝置的調(diào)節(jié)使得包裝袋的供送和物料的供送協(xié)調(diào)運作，使得整個包裝系統(tǒng)順利高效運作大大的提高

2、了勞動效率。本設(shè)計主要設(shè)計顆粒包裝機的包裝材料成型與供送系統(tǒng)，包括供送包裝材料的輥子，引導(dǎo)輥，成型器；物料供給系統(tǒng)，包括料斗，計量器，導(dǎo)流槽；以及計量器的傳動系統(tǒng)。本次設(shè)計采用了象鼻成型器和改進(jìn)后的轉(zhuǎn)鼓式計量裝置。本設(shè)計能進(jìn)一步提高其包裝性能，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、外形尺寸小、設(shè)備費用低、運轉(zhuǎn)安全，操作方便、便于維修和管理。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：粉末包裝機；成型器；計量器；IA Design of The Automatically Feeding System For Granule Packing Machine AbstractThis design is about automatic feedi

3、ng system of packaging machine.Granule packaging machine feeds small products through the measurement into the packing bag,and then packaging system to finish packing.It could greatly improve the production efficiency,and reduce labor intensity.This design mainly research materials for structure des

4、ign and packaging material feeding system.Determined firstly by packing machine production capacity to complete material metering device size,thus completing the material supply.To determine the route followed by packaging materials to finished packaging material guide roller position feeding.Packag

5、ing material forming the main design particles this design packaging machine and feeding system,including the supply roller,and sent packing material guide roller,forming device;material supply system,including the hopper,measuring device,guide groove;and the metering transmission system.This design

6、 uses a drum type metering device for trunk shaper and it improved better than any other types which exist in this society.This design can improve the packaging performance,such as simple structure,light weight,small size,low cost of equipment,operation safety,convenient operation,and easy to repair

7、 and management for users.Key Words:Granule packing machine;Shaper;Meter21 緒論緒論1.1 題目背景和意義題目背景和意義隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品的高速的流通進(jìn)入市場，對產(chǎn)品的包裝提出了更高的要求。要求弄夠快速精美的對產(chǎn)品加以包裝。人工包裝已經(jīng)不能滿足市場的需求，并且人工勞動強大較大。因此市場對自動化包裝設(shè)備的需求更為迫切。由于我國的包裝行業(yè)發(fā)展落后于發(fā)達(dá)國家，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對包裝工藝的自動化提出了更高的要求。本課題針對包裝自動化等問題，設(shè)計一種粉末包裝機械。能夠快速的包裝。商品包裝是一個新興的行業(yè)，同時也意味著是一

8、個競爭非常激烈的行業(yè)，它是在市場的引導(dǎo)下逐步成長起來的。在商品的流通中，人們對商品的包裝要求甚高，主要突出的有連個方面，一是包裝美觀大方，二是包裝袋內(nèi)的計量準(zhǔn)確，在賺取利潤的同時也要維護(hù)客戶的利益，話說顧客是上帝嘛，因此對一個發(fā)展前景好的公司來說，快速的包裝、準(zhǔn)確的計量，是包裝公司永遠(yuǎn)追求的一個目標(biāo)經(jīng)濟(jì)全球化的大趨勢，商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)購物的生活方式加快了商品生產(chǎn)和物流量的增多。產(chǎn)品的包裝越來越受到了更高的要求。包裝機械是不可或缺的設(shè)備。包裝機械在包裝領(lǐng)域里起著非常重要的作用。產(chǎn)品包裝的機械化是自動化的基礎(chǔ)，自動化的包裝機械可以高效的包裝產(chǎn)品，降低了人工強度，減少人力投入，提高產(chǎn)

9、品儲存效率。促進(jìn)了我國包裝行業(yè)發(fā)展。改善勞動條件；由于自動包裝過程中，包裝原料用量、包裝材料是精確設(shè)定的，減少了人工包裝時原料浪費，包裝質(zhì)量穩(wěn)定，減少人為操作，提高的包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生。在包裝過程中，包裝的外形美觀、整齊、封口嚴(yán)密等。大大提高了產(chǎn)品的包裝質(zhì)量。有益于提高產(chǎn)品的競爭力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。31.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀包裝機械化是包裝產(chǎn)業(yè)的自動化的必經(jīng)之路，雖然包裝機械的生產(chǎn)沒有比包裝材料在包裝行業(yè)占得比例大,不屬于日常消耗品,但是包裝工業(yè)現(xiàn)代化是不可缺少的支持。包裝種類比較繁多，主要有下包裝，標(biāo)簽機械、集裝箱機械、捆軋機械、封口裝置機械、裹包機械、清洗機械等設(shè)備。包裝機械要你具

10、有緊湊的傳動裝置。運行穩(wěn)定,精度高、效率高的要求,完成其功能,適應(yīng)市場的需求。1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀西方國家的包裝機械比較發(fā)達(dá)，特別是在意大利、美國、德國和日本四大國。美國是世界歷史悠久的包裝機械國家,包裝機械已形成獨立完整的系統(tǒng),品種和生產(chǎn)是世界之巔。多年來，美國的包裝機械和銷售在世界范圍屬于前列，包裝機械從機械化經(jīng)過自動化向智能化的方向發(fā)展。在不斷研發(fā)新的包裝設(shè)備中，成型、充填、封口銷售的最快的設(shè)備，包裝機和膜包裝機以及紙箱封盒包裝機在市場上占據(jù)了較大的份額上個世紀(jì)以來，美國的包裝機械發(fā)展一直處于領(lǐng)先位置。但是在散體材料的包裝上與西方國家相比，大展有些緩慢。直到 20 世紀(jì)

11、60 年代,不到 60 家包裝機械制造商，只可以包裝糖果、香煙等等。60-70 年代日本的包裝機產(chǎn)值和進(jìn)步非?？臁?0-80 年代,增長率并沒有上階段高,但年增長率仍是 13%，這樣的速度真的非常驚人。8090 年代，由于微電子計數(shù)興起，微電機計數(shù)與包裝機的融合，后面又加入了工業(yè)機器人、模塊化集成電路，為包裝機械插上的騰飛的翅膀。高生產(chǎn)率的水平，在很大程度上提高了它在國際市場中的競爭力。從 20 世紀(jì)中期以來，日本在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上，快速研發(fā)出新的包裝機械，大大促進(jìn)了本國的包裝機械發(fā)展。4德國的啤酒、飲料灌裝設(shè)備高度自動化的設(shè)備與德國的制造業(yè)、電子技術(shù)的發(fā)展是分不開的。德國的包裝設(shè)備采

12、用了大量的集成化電路，儀器儀表和工控機的運用。各種傳感器的運用，提高了設(shè)備的自動化水平，加快了生產(chǎn)效率。由于德國包裝機械自動化技術(shù)較為成熟，設(shè)備運行穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高等特點。此設(shè)備的出口比例較高。占據(jù)世界第一。意大利的包裝機械僅次于德國。意大利的食品包裝機械比較發(fā)達(dá)。性能較好。價格適當(dāng)?，F(xiàn)在的包裝機械向著高新技術(shù)、高效率、節(jié)能化的發(fā)展趨勢。a、食品機械化。發(fā)達(dá)國家的食品包裝機械占到一半以上，根據(jù)統(tǒng)計，1992年，美國和日本在食品包裝機械的生產(chǎn)比例中占到了 60%。食品包裝主要應(yīng)用于糧食、水果、糖果、飲料、家禽、水產(chǎn)品、各種熟食等的包裝。b、現(xiàn)代的市場對包裝機械基礎(chǔ)了更高的要求，除了系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)

13、外，還需要不斷提高包裝機的工作速度、包裝的容器和材料。包裝機向著高速化的方向繼續(xù)前進(jìn)。除了工作性能要求之外，還需要考慮設(shè)備的運行穩(wěn)定性，壽命。盡可能的把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)較好的融合。c、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，為現(xiàn)代的包裝機械自動化和智能化提供了較好的平臺。使包裝的精度大大提高。在實際的運用中比較普遍。例如安瓿多頭高速灌裝機的惰性氣體沖洗、封口、沖氮等工藝過程全部是通過程序來進(jìn)行控制。還可以通過程序來進(jìn)行實現(xiàn)貼標(biāo)簽、打印，記錄數(shù)據(jù)等。d、隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品的個性化和多樣化的需求，需要研發(fā)通用性較強的包裝設(shè)備，為了滿足市場的需求，研發(fā)出能夠適應(yīng)多品種、小批量的包裝設(shè)備，緊跟高新技術(shù)的發(fā)展，不斷提高包裝

14、也的水平。e、在科技高速發(fā)展的今天，工廠的智能制造行業(yè)的興起，生產(chǎn)車間慢慢的向著柔性化和無人化的方向發(fā)展。包裝生產(chǎn)線上智能機器人的引入，使物料輸送、包裝檢測、生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和生產(chǎn)管理方面上有了質(zhì)的飛躍。減少了人力的投入，使生產(chǎn)效率大大提高、成本較低，包裝質(zhì)量更加穩(wěn)定。f、高新的技術(shù)為包裝行業(yè)插上了騰飛的翅膀，包裝行業(yè)向著專業(yè)化和大型化的方向發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，加快了企業(yè)的發(fā)展速度。1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀5中國包裝行業(yè)落后于西方國家較遠(yuǎn)，已有20年有余，雖然中國的包裝機械能夠滿足國內(nèi)的市場需求，有部分已經(jīng)出口，包裝機械的品種也較多，彌補了一些產(chǎn)品包裝的缺陷。但是和世界包裝機械相比

15、較而言，與西方國家相差較遠(yuǎn)，在包裝機械出口份額上，中國的包裝機械達(dá)不到5%。中國的包裝機械存在著兩個大的主要問題。第一個是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題，據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)的包裝機械瓶中多大1300種，配套件比較少，包裝機械的零部件制造精度較低，運行中產(chǎn)生振動加大，整機的壽命較短，可靠性不高，也決定了產(chǎn)品的包裝精度達(dá)不到要求。第二個問題是企業(yè)管理的問題，國內(nèi)包裝的小企業(yè)比較多，生產(chǎn)規(guī)模較小，低端產(chǎn)品的包裝，難以形成規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化；國內(nèi)的包裝機械還處于仿制的階段，科研資金的投入量比較少，國外的研發(fā)費用占到銷售利潤的百分之十左右。因此，國內(nèi)需要加大包裝機械的投入，迎頭趕上西方發(fā)達(dá)國家的包裝機械水平。大型的包裝機械比較少。并

16、且包裝質(zhì)量上有很多問題，設(shè)備包裝的成品可靠性比較差，穩(wěn)定性不高，產(chǎn)品包裝不夠精美。目前，國內(nèi)的包裝行業(yè)的發(fā)展到了緊要關(guān)頭，企業(yè)發(fā)展的矛盾較為突出，面對較快的發(fā)展形勢，企業(yè)無法很好應(yīng)對發(fā)展的新趨勢。企業(yè)發(fā)展理念較為落后，技術(shù)更新較慢，包裝工藝上沒有太多的成熟技術(shù)，基礎(chǔ)研究不夠。企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長主要靠規(guī)模進(jìn)行支撐，很少有企業(yè)把包裝質(zhì)量放在首位。企業(yè)的管理方式較為滯后，需要進(jìn)行精細(xì)化管理。除了以上問題之外，包裝公司需要建立完善的發(fā)展理念，充分了解市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律，提高企業(yè)的發(fā)展憂患意識、競爭意識，以市場為導(dǎo)向，不斷提升公司的競爭力。企業(yè)需要重新審視妥善解決好以上的矛盾問題，在挑戰(zhàn)中尋找發(fā)展機會，國內(nèi)的

17、政策支持下，努力抓住機遇，大力促進(jìn)包裝機械的發(fā)展。我國的包裝行業(yè)存在著很多問題，技術(shù)的裝備的缺陷、管理水平較低，包裝企業(yè)規(guī)模較小，新設(shè)備的研發(fā)能力較弱，包裝產(chǎn)品品種單一。由于新產(chǎn)品的研發(fā)周期較長，滯后于市場，不能滿足市場的需求，企業(yè)的發(fā)展理念存在著偏差，主要發(fā)展在量的擴展，對包裝的質(zhì)量上與科技水平發(fā)展上沒有較大的進(jìn)步。對科研的投入較少。由于企業(yè)低端的包裝較多，競爭力比較的，所包裝的產(chǎn)品在市場上沒有太多競爭力。因此，很多企業(yè)加入了價格戰(zhàn)，較低的價格已經(jīng)使得包裝行業(yè)沒有太多的發(fā)展。進(jìn)而影響了我國包裝行業(yè)發(fā)展。我國包裝行業(yè)包裝機械產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定、技術(shù)水平較低、生產(chǎn)成本比較高、包裝品種比較單一。隨著

18、市場全球化的發(fā)展趨勢，面對國外的先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗對我國包裝企業(yè)提出挑戰(zhàn)和沖擊。我國包裝行業(yè)也面臨著嚴(yán)峻考驗。面對即是挑戰(zhàn)又是機遇的發(fā)展機會，我們需要不斷提升自己，未來很有很長的路要走我國包裝業(yè)起步較晚，在技術(shù)上和管理上落后于西方國家，但近年來中國加6入的國際貿(mào)易組織，商品的全球化，市場的全球化，這些對我國的包裝行業(yè)提出了更高達(dá)要求，我國需要不斷提高本國的技術(shù)水平，才能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，根據(jù)目前國內(nèi)的國情，包裝行業(yè)發(fā)展的趨勢是：a、為了加快國內(nèi)包裝行業(yè)發(fā)展，追趕國際先進(jìn)水平，實現(xiàn)包裝行業(yè)生產(chǎn)線高度自動化的自動包裝設(shè)備，我們需要不斷吸取先進(jìn)的技術(shù)，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出新的包裝設(shè)備，可以建立多種合

19、作方式，發(fā)展中外合資企業(yè)。不斷積累和學(xué)習(xí)國外的技術(shù)和管理經(jīng)驗，不僅在技術(shù)還是在管理方面上都要有積累。b、隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，現(xiàn)在中國制造業(yè)發(fā)展的較快，商品的多樣化、小批量化的市場需求，我國需要發(fā)展以單機為主的中小型包裝機械設(shè)備。還需要不斷提高國內(nèi)的自動化水平，以及智能制造的技術(shù)，以便于和后面的包裝機械進(jìn)行較好的融合。c、由于國內(nèi)包裝行業(yè)的起步較晚，面對新的時代新的要求，我們需要把機械與電子、信息、新材料、計算機、機器人等技術(shù)相融合。使包裝機械模塊化，功能化、高度自動化。除了技術(shù)上的引進(jìn)吸收之外，需要提高企業(yè)管理水平，吸取先進(jìn)的管理經(jīng)驗，使企業(yè)的發(fā)展走向國際化。d、包裝機械的發(fā)展還需要較長的路

20、要走，除了一般的商品的包裝外，還需要加強主要包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究，根據(jù)不同商品的特征，采取不同的包裝技術(shù)，例如食品包裝、醫(yī)藥的包裝、易碎、易變質(zhì)的產(chǎn)品，不斷研發(fā)出新的包裝工藝，延長商品的保質(zhì)期等基礎(chǔ)技術(shù)，這樣我國的包裝行業(yè)才會有更大的進(jìn)步。2 包裝機概述包裝機概述2.1 包裝機的分類包裝機的分類在物料包裝時，工藝過程比較繁多。主要包括計量、填料、封口、打印日期、堆碼等工序。傳統(tǒng)的采用人工方式包裝，投入人力較大，勞動強度高，成產(chǎn)效率低。為了解決以上問題，需要設(shè)計自動包轉(zhuǎn)機械。市面上的自動包裝機械種類繁多，可以根據(jù)包裝物料分類和包裝自動化分類。由于包裝的物料有液體、顆粒、粉末。目前根據(jù)自動化程度可以

21、分為半自動和全自動的包裝設(shè)備。根據(jù)任務(wù)書的7要求，需要設(shè)計一種粉末自動包裝機械。2.2 包裝機的組成包裝機的組成主要組成部分(1)包裝機輸送機構(gòu)：通過拉緊機構(gòu)把滾筒上包裝袋紙輸送到包裝袋成型機構(gòu)，進(jìn)行上料。(2)袋成型機構(gòu)：把包裝袋上的包裝紙，圈成筒狀，便于后續(xù)的上料(3)熱定型式封口機構(gòu)：通過滾輪，對圓筒狀的紙袋進(jìn)行豎封，滾輪與紙袋的摩擦力會牽引包裝袋，使之向下運動，保證包裝紙的持續(xù)成型；完成以上動作，進(jìn)入橫封工藝，所以，結(jié)合成型機構(gòu)，就實現(xiàn)了：卷狀平張筒狀豎封橫封。(4)送料機構(gòu) 物料通過導(dǎo)管定量注入包裝袋上，并采用熱封口裝置進(jìn)行封口。(5)切斷機構(gòu)：切斷機構(gòu)采用凸輪傳動方式，推動切刀進(jìn)行

22、橫封口的切斷。(6)輸送機構(gòu)：采用傳送裝置把產(chǎn)品傳送到成品區(qū)。2.3 顆粒包裝機的工作原理顆粒包裝機的工作原理 包裝材料 成型器 縱封物料計量填裝橫封分切成品8圖 2.1 粉末包裝流程圖3 方案設(shè)計及選擇方案設(shè)計及選擇3.1 物料供送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案物料供送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案自動化包裝生產(chǎn)線上核心部分是物料的快速計量和穩(wěn)定輸送，這也是自動化包裝機械性能體現(xiàn)，在設(shè)計中，我們需要考慮一下幾點：1、物料的供應(yīng)穩(wěn)定性高2、包裝物料準(zhǔn)確快速計量以及自動化供應(yīng)、工作速度可以調(diào)整。3、便于檢測、控制、維修和調(diào)試。4、設(shè)備運行安全性高，需要保證物料包裝過程的衛(wèi)生。物料包裝的過程中需要考慮到物料的特性，主要是物料的物料特

23、性，物料狀態(tài)性質(zhì)會決定了包裝機械的設(shè)計包裝物料可以分為：流體、半流體、散體、固體；按物料形狀可分為：粉體、顆粒、規(guī)則塊體、不規(guī)則塊體等。包裝機械要實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的物料計量，需要根據(jù)物料特性來計量，計量的分類較多：主要由計數(shù)、容積、稱重等方式。一般粉末狀的物料可以按照稱重或者容積來計量，物料均勻的情況下，可以采用計數(shù)的方式計量。由于本設(shè)計主要是粉末產(chǎn)品的包裝加工，經(jīng)過分析，采用容積來進(jìn)行計量。一般容積的計量裝置有活塞式、轉(zhuǎn)鼓式、量杯式。本設(shè)計提出以下兩種方案進(jìn)行對比。9方案一：定容式量杯充填機方案一：定容式量杯充填機 1.料斗 2.刮板 3.定量杯 4.活動底蓋 5.轉(zhuǎn)軸 6.轉(zhuǎn)盤 7.護(hù)圈圖 3

24、.1 轉(zhuǎn)盤式定容積量杯計量裝置工作原理：量杯計量裝置主要由料斗和轉(zhuǎn)盤組成，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，料斗與定量杯對應(yīng)時，物料落入定量杯，再次轉(zhuǎn)動時，刮板會把多余的粉末掛掉。當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)入落料位，定量杯的物料落入包裝袋內(nèi)。方案二：轉(zhuǎn)鼓式計量裝置方案二：轉(zhuǎn)鼓式計量裝置圖 3.2 定容積式轉(zhuǎn)鼓計量裝置10轉(zhuǎn)鼓式容積計量不同于量杯式計量方式，計量的墻體與外圓滾筒配合，形成均勻的艙室，當(dāng)電機主軸帶動轉(zhuǎn)動式容積分離裝置轉(zhuǎn)動時，料斗的物料落入容積倉，當(dāng)容積倉轉(zhuǎn)到下面部分時，物料落入包裝袋。轉(zhuǎn)鼓式容積計量結(jié)構(gòu)簡單，故障率較低、結(jié)構(gòu)緊湊。適合散堆密度穩(wěn)定、流動性好、粉末包裝計量。方案比較選擇：以上兩種方案都是采用定量計量的，

25、轉(zhuǎn)鼓式機構(gòu)較轉(zhuǎn)盤式定量結(jié)構(gòu)簡便、運行穩(wěn)定，故障率較低。結(jié)構(gòu)緊湊。故選擇轉(zhuǎn)鼓式。3.2 包裝材料供送機構(gòu)方案：包裝材料供送機構(gòu)方案：方案一：立式連續(xù)制帶方案一：立式連續(xù)制帶 1.卷筒薄膜 2.導(dǎo)輥 3.成型器 4.加料器 圖 3.3 立式連續(xù)制帶 工作原理：滾輪牽引滾筒薄膜繞過導(dǎo)輥，把薄膜送入到紙袋成型裝置中。方案二：方案二：.臥式間歇制袋臥式間歇制袋 1.卷筒薄膜 2.導(dǎo)輥 3.成型器 4.導(dǎo)桿 11 圖 3.4 臥式間歇制袋三邊封口包裝工作原理：滾輪牽引滾筒薄膜繞過導(dǎo)輥，把薄膜送入到紙袋成型裝置中。方案比較選擇：立式連續(xù)封口包裝機結(jié)構(gòu)較為緊湊，效率不高、機構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)適用要高于臥式間歇紙袋包

26、裝機13 04 機械部分設(shè)計機械部分設(shè)計4.1 計量裝置設(shè)計計算計量裝置設(shè)計計算 1.料斗 2.轉(zhuǎn)鼓 3.軸 4.殼體 5.同步帶輪 6.端蓋 圖 4.1 定容積式轉(zhuǎn)鼓計量裝置轉(zhuǎn)鼓式容積計量不同于量杯式計量方式，計量的墻體與外圓滾筒配合，形成均勻的艙室，當(dāng)電機主軸帶動轉(zhuǎn)動式容積分離裝置轉(zhuǎn)動時，料斗的物料落入容積倉，當(dāng)容積倉轉(zhuǎn)到下面部分時，物料落入包裝袋。圖 4.2 計量裝置轉(zhuǎn)鼓圖 13 1單個計量腔的體積 V 為：LrRV)(21222 （4.1）式中：V單個計量腔容積；扇形的弧度；R扇形外圓半徑；r扇形內(nèi)圓半徑；L槽的長度。由于題目要求制袋尺寸：(長寬高)=mmmmmm)7020()1207

27、0()18060(4.2 生產(chǎn)能力計算生產(chǎn)能力計算關(guān)于可更換扇形槽轉(zhuǎn)鼓生產(chǎn)能力的計算：nmVnmWQ （4.2）式中：W每個定容杯中的料重)(kg，VW；n轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速)min(r；m轉(zhuǎn)鼓上計量槽的個數(shù)；V計量槽的容積)(3cm；物料密度)(3cmkg。扇形槽的容積：LrRV)(21222 （4.3）式中：V單個計量腔容積)(3cm；扇形的弧度；R扇形外圓半徑cm；r扇形內(nèi)圓半徑cm；L槽的長度cm。4.3 制袋成型器設(shè)計計算制袋成型器設(shè)計計算制袋成型器的作用主要是將滾筒上的包裝膜轉(zhuǎn)變成圓筒形包裝袋，并形成封裝邊。13 24.3.1 制袋成型器制袋成型器 本設(shè)計采用象鼻成型器，簡圖如圖 4.3

28、所示，當(dāng)平面薄膜通過牽引動該成型器時，薄膜便成為筒狀。常用于立式連續(xù)三面封口裝置。此成型器結(jié)構(gòu)簡單，制造較為簡便，安裝角可以去125，圓弧槽半徑可以去aR)3.01.0(根據(jù)參數(shù) a，a 和 R 可求出 值、h 值和 n 值，如下圖所示：圖 4.4 象鼻成型器參數(shù)及其示意圖 4.3.2 成形器的結(jié)構(gòu)尺寸計算成形器的結(jié)構(gòu)尺寸計算 13 3圖 4.6 三角板成形器對折過程示意圖在直角三角形 D,EC 中，aDE,bDC,所以有sinba （4.4）在直角三角形 ADC 或 BDC 中：aDBAD,bDC,所以有sinba （4.5）tansin （4.6）即：)arctan(sin 由公式可以看出

29、成型器的頂角與安裝角之間的函數(shù)關(guān)系，不同的值對應(yīng)著不同形狀尺寸三角形成型器。一般情況3020，通過公式可知最大值不大于30。因此，三角成型器采用等腰三角形，在最大值時，三角成型器為等邊三角形。除了以上參數(shù)外，三角形板的高度，也會影響三角形成型器：hahsinmax （4.7）式中：maxa最大空袋的高。b、U 形成型器時對三角成型器的一個優(yōu)化改裝，在前段安裝了一個圓弧導(dǎo)槽與導(dǎo)板，三角形成型板安裝角度取值范圍為3020，圓弧導(dǎo)槽半徑為R，U形成型器展開成平面，寬度等于薄膜寬度。13 4圖 4.7 U 型成型器示意圖當(dāng)成型器展開寬度為 2a，則有：RL21 （4.8）圓弧槽的特征不能較好的和三角形

30、板進(jìn)行相切，在實際應(yīng)用中，需要考慮兩個因素，第一個因素是圓弧槽展開寬度要達(dá)到 2a 的寬度，第二個因素是圓弧槽需要與三角形板相切。因此采用圓弧進(jìn)行改善。RLR22 （4.9）式中：RU 型槽圓弧部分的半徑，可根據(jù)工藝上需要來取值，亦可按aR)4.01.0(推薦取用；a空袋高度(立式為寬度)。c、U 形成型器時對三角成型器的一個優(yōu)化改裝，在前段安裝了一個圓弧導(dǎo)槽與導(dǎo)板，三角形成型板安裝角度取值范圍為3020，圓弧導(dǎo)槽半徑為R，U 形成型器展開成平面，寬度等于薄膜寬度。采用三角板進(jìn)行安裝，125，三角形板的高取 b。頂角值為2。圓弧槽裝接長度為 L.取用圓弧部分半徑aR)2.01.0(。13 5圖

31、 4.8 象鼻成型器示意圖象鼻成型器的護(hù)邊主要用于限制包轉(zhuǎn)料材，以免料材跑偏，象鼻成型器的護(hù)邊寬度取值范圍為mmmHK2010。綜上，將題目所需尺寸代入，首先選擇8為三角形板的安裝角，則9.7)arctan(sin，根據(jù)空帶帶寬為 180mm，計算出三角形板高mmh700，取圓弧裝接位置26l，圓弧半徑mmR18。護(hù)邊mmHK15。4.4 引導(dǎo)裝置引導(dǎo)裝置 引導(dǎo)裝置由許多導(dǎo)輥組成，包裝材料帶通過導(dǎo)輥平穩(wěn)傳送。導(dǎo)輥機構(gòu)裝配簡圖如圖 4.9 所示。1.心軸 2.角接觸球軸承 3.輥筒 4.套筒 5.墊圈 6.螺母 圖 4.9 導(dǎo)輥結(jié)構(gòu) 13 6 滾筒通過軸承與心軸進(jìn)行裝配，滾筒可以快速轉(zhuǎn)動。輥筒的

32、選用材料要求表面光滑，便于薄膜帶的傳送，可以選擇不銹鋼材料或者工程塑料凳材料進(jìn)行制造。包裝機的導(dǎo)輥安裝有特定的要求，包括安裝的平穩(wěn)性、需要考慮到薄膜袋的運動方向，如果帶傳動運動速度高，需要安裝的導(dǎo)輥較多，提高傳動的平穩(wěn)性能。4.5 軸的設(shè)計軸的設(shè)計4.5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計在傳動軸的設(shè)計時，需要考慮與軸安裝時的定位方式，與軸所承受的載荷大小。如果軸結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響到傳動性能，以及裝配困難。嚴(yán)重時會出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸的重要內(nèi)容。軸與零部件的安裝時，其配合方式很重要，有些零件需要軸向和徑向定位，以防止軸上零件竄動和空轉(zhuǎn)，引起不必要的噪音。軸上零件的軸向定位方式比較多，主

33、要由軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈定位、圓螺母定位等方式。這些定位方式較為簡單，軸上不需要加工孔，槽類的特征，不會引起不必要的應(yīng)力集中現(xiàn)象。本設(shè)計主要采用軸肩和套筒的定位方式。一般帶輪裝置會采用軸端擋圈，承受載荷較大，軸端擋圈的固定方式較多，主要有螺釘固定，載荷較小的工況，載荷較大的工況下，采用雙螺釘和止動片放松裝置。軸的計算可按照軸的強度、剛度、穩(wěn)定性來計算，主要看軸的工作環(huán)境。但是大多數(shù)情況下，軸的工作性能取決于軸的強度，軸的強度能夠達(dá)到要求，可以有效防止軸在傳動中出現(xiàn)斷裂和塑性變形。一般情況下，碳鋼與合金鋼的材料在軸的加工中應(yīng)用較多。軸的毛坯件選用圓鋼和鍛件。碳鋼在進(jìn)行熱處理后具有較好的力

34、學(xué)性能，并且對應(yīng)力集中敏感性較低。因此采用 45 鋼本設(shè)計設(shè)備中需要安裝三個軸。由于加工的是粉末包裝，受載較小，不需要做校核計算。1.轉(zhuǎn)鼓安裝軸轉(zhuǎn)鼓安裝軸 13 7圖 4.10 轉(zhuǎn)鼓安裝軸轉(zhuǎn)鼓安裝軸從左端開始分別安裝的零件是深溝球軸承，軸承軸肩，轉(zhuǎn)鼓軸肩，轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓通過鍵與軸進(jìn)行連接。右端安裝的是套筒、同步帶輪和軸承。通過帶傳動為轉(zhuǎn)鼓提供動力。軸承采用深溝球軸承，型號為 6006，內(nèi)徑為30。2.傳動軸傳動軸圖 4.11 傳動軸傳動軸的從左端起分別安裝的零件是錐齒輪、左端通過擋圈來定位，同步帶輪，通過帶傳動把動力傳遞到傳動軸上。帶輪采用軸肩進(jìn)行定位，帶輪右端安裝有軸承，采用深溝球軸承。3.包裝

35、袋懸掛輥安裝軸包裝袋懸掛輥安裝軸圖 4.12 包裝袋懸掛輥安裝軸包裝袋懸掛安裝軸的左端加工有螺紋，采用螺母的固定方式與左側(cè)板固定，兩端的軸肩啟到定位作用。右端采用深溝球軸承進(jìn)行安裝，最右段采用螺母進(jìn)行安裝連接。13 84.5.2 軸的強度校核軸的強度校核a.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完畢后，需要進(jìn)行軸的強度校核，根據(jù)計算的直徑，進(jìn)行設(shè)計軸端的各部分尺寸參數(shù)，對于受載較大，或者較長的軸，需要進(jìn)行剛度和失穩(wěn)等校核計算。軸的強度校核包括如下內(nèi)容：1 做出軸的力學(xué)模型；2 分別作軸的垂直和水平受力圖，并求出軸的支座的垂直和水平支反力；3 分別做出軸的垂直和水平彎矩圖；4 作軸的合成彎矩圖；5 校核軸危險截面的強度。

36、本機屬于輕型機，轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩都較小，包裝材料懸掛軸承受力較大，且是懸臂機構(gòu)，所以只對包裝材料懸掛軸進(jìn)行強度校核。b.軸強度校核計算根據(jù)軸的受力情況做出軸的剪力圖和彎矩圖。圖 4.13 軸的受力彎矩圖由圖 4.13 受力彎矩圖可以看出，軸的最左端受力彎矩較大，此界面為危險界面，軸的界面為直徑 20mm 的圓形。已知軸的承受載荷與受力作用點的距離分別是 30kg 和 180mm。對于這種懸臂梁的強度計算問題，可根據(jù)一下公式計算：WM (4.10)13 9式中W為抗彎截面模量，它僅與截面的幾何形狀有關(guān)。直徑為 d 的圓形截面，其W為：322/64/34maxdddyIWz (4.11)而式中M為彎

37、矩，計算方法是：SFM (4.12)代入數(shù)據(jù)得：)(10785.03202.014.3323633mdW)(32.8228.08.930mNSFMMPaPaWM9.104)(109.10410785.032.8266 取安全系數(shù)5.1nMPan4.157查表得，45 鋼許用應(yīng)力 MPa355危險截面的最大應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以軸是安全的。4.6 電機的選擇電機的選擇 在已知步進(jìn)電機的步距角的情況下，設(shè)定給予電機一定的脈沖數(shù)，電機會轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，脈沖分為正脈沖和負(fù)脈沖。正脈沖驅(qū)動電機正向轉(zhuǎn)動，負(fù)脈沖驅(qū)動電機反向轉(zhuǎn)動，給予脈沖的頻率不同，電機的轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)改變。由于步進(jìn)電機控制簡便，定位精度高等

38、特點。步進(jìn)電機在工業(yè)傳動中應(yīng)用較為廣泛，例如數(shù)控機床、復(fù)印機、包裝機械等設(shè)備當(dāng)中。由于本設(shè)計是設(shè)計顆粒包裝機，所以用一個電機，就是封口技術(shù)中的電機。由于顆粒包裝機所需要的功率和轉(zhuǎn)數(shù)小，所以我們選擇步進(jìn)電動機。電機的型號為 LL86HB156。1310 圖 4.14 電機的尺寸 包裝速度的計算：本次設(shè)計設(shè)定包裝速度為 30 袋/min。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 呼英俊,白杉,劉志平.幾種自動定量包裝機的計量設(shè)計M.北京:計量技術(shù).2003,12:3941.2 茹山穆,李文卿.水泥包裝計量系統(tǒng)的設(shè)計M.太原:山西建材.2000,4:2021.3 方玉瑩,左言言.包裝機械計量裝置的原理與設(shè)計探討J.輕工機

39、械.2005 年第三期:46 48.4 趙治華.稱重式定量包裝計量技術(shù).包裝與食品機械J.1997 年第 15 卷第 1 期：2326.5 許林成.包裝機械原理與設(shè)計M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1988.6 張永林，李詩龍.粉粒料包裝計量精度分析與計量裝置設(shè)計.糧食與飼料工業(yè)J.1993 年第3 期:4952.7 張聰.食品包裝機M.廣州:廣州科技出版社.2003.13118 許一平,張云,王曉東等.顆粒包裝機包裝中藥丸的應(yīng)用M.Chinese Traditional patent medicine 1999，21(4):211212.8 高德.包裝機械設(shè)計M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2005

40、.9 戴宏民.包裝機械技術(shù)發(fā)展趨勢M.北京:輕工機械.2003,(4):14.10 劉石明，宋志兵，譚文若等.全自動包裝計量裝置的研制J.國防科技大學(xué)學(xué)報.1999 年第 3 期:112115.11 張紅光.食鹽小包裝供料自動控制系統(tǒng)技改小結(jié)J.蘇鹽科技.2010.3(1):1415.12 孫智慧，高德.包裝機械M.北京:中國輕工業(yè)出版社.2010.13 高月，趙延君，王占生等.PLC 在包裝計量秤中的應(yīng)用J.價值工程.2010.10:6566.14 王曉光.智能多通道規(guī)則形體物品包裝計量裝置J.包裝與食品機械.2001.5:1719.15 徐秋慶,蔡建義.進(jìn)口顆粒包裝機的特點與應(yīng)用J.機電信

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42、tronic Engineering,Beijing,China.11551159.19 Milan Kostic,Maja Cavic,Miodrag Zlokolica.Design Optimization of Packaging Machine Sealing Mechanism Assembly.Faculty of Technical Sciences,University of Novi sad,Yugoslavia.April 1-4,2004,Tianjin,China.1312致謝致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏

43、，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。短短的時間里，我學(xué)到了很多的東西。不僅學(xué)到就更多的理論知識，擴展了知識面，提高了自己的實際操作能力；而且學(xué)會了如何去學(xué)習(xí)新的知識，學(xué)會了面對困難和挑戰(zhàn)，學(xué)會了團(tuán)結(jié)合作，互助互利。借此論文之際，向所有幫助、關(guān)心、支持我的老師、朋友同學(xué)，表達(dá)我最真誠的謝意。首先感謝老師。本論文是在老師耐心指導(dǎo)下多次修改完成的。在此，我對他的耐心指導(dǎo)和幫助表達(dá)我最真誠的謝意，感謝他在這幾個月來所付出的努力。非常感謝我的同學(xué)。當(dāng)我在畢業(yè)設(shè)計過程中遇到問題和困難時，是他們給我提出許多關(guān)鍵性的意見和建議，使我對整個畢業(yè)設(shè)計的思路有了總體的把握，并耐心的幫我解決了許多實際問題，使我獲益良多。同時，感謝四年來傳授我知識的老師們，更要感謝我的家人及朋友對我學(xué)業(yè)上的支持和鼓勵，感謝所有關(guān)心、幫助過我的人。同時感謝我的大學(xué)，感謝我的母校。