洗發(fā)水全自動液體灌裝機整體設計和傳動系統(tǒng)設計

課 題 名 稱 ： 洗 發(fā) 水 全 自 動 液 體 灌 裝 機 整 體 設 計 和 傳 動 系 統(tǒng) 設 計燕 山 大 學 本 科 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 開 題 報 告學 院 ： 里 仁 學 院年 級 專 業(yè) ： 07機 設 3班學 生 姓 名 ： *指 導 老 師 ： 閆 艷 紅 就 以 下 四 個 方 面 的 問 題 開 始 匯 報 一 、 本 課 題 國 內 外 的 研 究 動 態(tài) ， 選 題 的 依 據 和 意 義 二 、 研 究 的 基 本 內 容 ， 擬 解 決 的 主 要 問 題 三 、 研 究 步 驟 、 方 法 及 措 施 四 、 研 究 工 作 進 度 安 排 國 外 包 裝 機 械 工 業(yè) 技 術 的 發(fā) 展 大 體 經 歷 了 以 下 幾個 階 段 ： 簡 單 化 、 初 級 自 動 化 、 自 動 包 裝 生 產 線 、電 腦 控 制 的 高 度 自 動 化 生 產 線 。 現(xiàn) 在 已 經 廣 泛 采用 了 微 電 子 技 術 、 激 光 技 術 、 超 聲 波 技 術 以 及 光電 纖 維 等 高 科 技 技 術 。國 外 包 裝 機 械 水 平 高 的 國 家 是德 國 美 國 日 本 意 大 利 （ 1） 國 外 包 裝 機 械 研 究 動 態(tài) ： （ 2） 國 內 包 裝 機 械 研 究 動 態(tài) 近 年 來 ， 我 國 受 國 外 先 進 技 術 的 影 響 ， 發(fā) 展 速 度 很 快 ， 局 部 技術 水 平 有 了 明 顯 提 高 。 1.引 進 、 消 化 、 吸 收 國 外 先 進 技 術 ； 2.重 點 發(fā) 展 中 、 小 型 包 裝 機 械 ； 3.大 量 引 入 高 新 技 術 ,使 包 裝 機 械 產 品 設 計 先 進 、 使 用 可 靠 ， 使 其 性 能 指 標 、 工 藝 水 平 、 “ 三 化 ” (多 功 能 化 、 高 速 化 、 自動 化 )水 平 高 ， 向 機 電 結 合 、 主 輔 機 結 合 、 成 套 聯(lián) 線 方 向 發(fā) 展 。 4.滿 足 重 點 商 品 的 包 裝 為 出 發(fā) 點 ， 發(fā) 展 包 裝 機 械 新 品 種 。 （ 3） 國 內 包 裝 機 存 在 的 問 題5 6 1 234研 發(fā) 投 入 不 足 開 發(fā) 能 力 低 下進 口 依 賴 嚴 重產 品 層 次 低專 業(yè) 技 術 人 才 缺 乏企 業(yè) 規(guī) 模 太 小 主 要問 題 （ 4） 發(fā) 展 趨 勢 1.生 產 效 率 化 提 高 包 裝 機 械 自 動 化 程 度 及 運 行 可 靠 性 和 穩(wěn) 定 性 。2.資 源 的 高 利 用 化 提 高 資 源 的 綜 合 利 用 率 ； 提 高 有 效 成 分 的 提 取 率 ； 吸 收 其 營 養(yǎng) 成 分 的 損 失 。3.產 品 節(jié) 能 化 降 低 生 產 成 本 和 提 高 經 濟 效 益 。4.高 新 技 術 實 用 化 采 用 微 機 技 術 、 真 空 技 術 、 無 菌 包 裝 技 術 、 等 新 技 術 ， 可 提 高 產 品 品 質 。 5.大 力 加 強 科 研 、 開 發(fā) 能 力 加 快 科 研 成 果 向 商 品 轉 化 的 步 伐 。 德 國 包 裝 機 械 在 設 計 、 制 造 、 技術 性 能 等 方 面 都 居 于 領 先 地位 。 具 有 高 速 、 成套 、 自 動 化 程 度 高 、可 靠 性 好 等 特 點 。 美 國 美 國 是 世 界 上 包 裝 機 械 發(fā) 展歷 史 較 長 的 國 家 ， 早 已 形 成了 獨 立 完 整 的 包 裝 機 械 體 系 。 其 品 種 和 產 量 均 居 世界 之 首 。 產 品 以 高 、大 、 精 、 尖 居 多 ， 機械 與 計 算 機 緊 密 結 合 ，實 現(xiàn) 機 電 一 體 化 控 制 日 本日 本 與 美 國 、 德 國 相 比 起 步 較 晚 ，且 包 裝 設 備 經 歷 了 引 進 、 消 化 和 發(fā)展 的 過 程 ， 吸 收 國 外 的 長 處 ， 并 加以 改 進 ， 目 前 成 為 僅 次 于 美 國 的 包裝 機 械 生 產 國 。 日 本 包 裝 機 械 以 中小 型 單 機 為 多 ， 具 有 體 積 小 、 精 密度 高 、 易 安 裝 、 操 作 方 便 和 自 動 化程 度 高 的 特 點 ， 并 在 包 裝 機 械 中 使用 了 變 頻 調 速 、 光 電 追 蹤 、 無 觸 電開 關 、 動 態(tài) 數(shù) 據 顯 示 等 技 術 。 意 大 利意 大 利 生 產 的 包 裝 機 械 中 ， 40%是食 品 包 裝 機 械 ， 如 糖 果 包 裝 機 、 茶 葉包 裝 機 、 灌 裝 機 等 。 產 品 的 特 點 是 外觀 考 究 、 性 能 優(yōu) 良 、 價 格 便 宜 。 意 大利 包 裝 機 械 行 業(yè) 的 最 大 優(yōu) 勢 就 在 于 可以 按 照 用 戶 的 要 求 進 行 設 計 和 生 產 ，并 能 保 證 很 好 地 完 成 設 計 、 生 產 、 試驗 ， 實 現(xiàn) 監(jiān) 督 、 檢 驗 、 組 裝 、 調 整 和用 戶 需 求 分 析 等 。 （ 1） 研 究 的 基 本 內 容 1 包 裝 機 總 體 結 構 設 計 ； 2 傳 動 系 統(tǒng) 設 計 ； 3 包 裝 機 基 本 形 式 與 基 本 參 數(shù) 確 定 ； 4 包 裝 機 工 藝 設 計 （ 2） 擬 解 決 的 主 要 問 題 1 包 裝 機 的 整 體 設 計 ： 分 析 、 確 定 的 包 裝 機 的 基 本 形 式 ， 確 定 包 裝 機 的 幾 何 參 數(shù) 。 合 理 布 置 包 裝 機 各 個 組 成 部 分 的 位 置 ， 使 其 達 到 優(yōu) 化 設 計 和 工 藝 設 計 的 目 的 。 包 裝 機 的 整 體 設 計 分 為 以 下 幾 種 ： （ 1） 立 式 袋 成 型 充 填 封 口 機 （ 2） 臥 式 袋 成 型 充 填 封 口 機 本 機 應 為 立 式 袋 成 型 充 填 封 口 機 。 平 張 薄 膜 經 由 薄 膜導 向 器 、 張 緊 滾 筒 、 供 膜 滾 筒 縱 封 器 完 成 制 袋 ， 通 過 轉 鼓 式 供料 機 構 完 成 物 料 的 填 加 ， 再 由 橫 封 機 構 進 行 橫 向 封 口 ， 然 后 由切 斷 裝 置 切 斷 ， 從 而 完 成 整 個 包 裝 過 程 。 其 中 包 裝 機 的 整 體 設 計 還 要 考 慮 ， 包 括 供 料 機 構 、 供 膜 機構 、 成 型 器 、 縱 封 機 構 、 橫 封 機 構 、 冷 卻 機 構 、 切 斷 機 構 等 合理 布 置 。 包 裝 機 的 整 體 布 局 （ 2） 擬 解 決 的 主 要 問 題 2 包 裝 機 的 傳 動 系 統(tǒng) 設 計 將 原 動 機 的 運 動 和 動 力 傳 遞 給 執(zhí) 行 系 統(tǒng) ； 實 現(xiàn) 增 速 、 減 速 或 變 速 運 動 、 變 換 運 動 形 式 ； 進 行 運 動 的 合 成 和 分 解 ； 實 現(xiàn) 分 路 傳 動 和 較 遠 距 離 傳 動 的 作 用 ； 實 現(xiàn) 傳 動 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 ， 穩(wěn) 定 性 以 及 精 確 性 。 包 裝 機 的 傳 動 系 統(tǒng) 簡 圖 傳 動 系 統(tǒng) 的 初 步 計 算 假 設 ： 生 產 能 力 ： 50袋 /分 袋 的 尺 寸 ： 75 50mm 工 作 力 ： F=200N 功 率 計 算 ： 生 產 所 需 功 率 ： m /s0625.060 105075 3 縱v 縱切橫 vvv 5.1 m /s094.00625.05.1 WFvps 75.18094.0200 93.01 97.02 86.03 96.04 級 無 變 速 器 的 效 率 ：帶 傳 動 的 效 率 ： 減 速 器 的 效 率 ： 鏈 輪 的 效 率 ： 傳 動 系 統(tǒng) 總 效 率 ： 745.0 4321 電 動 機 的 輸 出 功 率 ： WPP Sr 17.25745.0 75.18 主 要 技 術 參 數(shù)1.包 裝 袋 尺 寸 長 ： 30-120mm 寬 ： 30-85mm2.包 裝 能 力 ： 40-60袋 /分3.袋 包 裝 形 式 ： 采 用 三 邊 封4.額 定 電 壓 ： 220v/50HZ5.型 號 ： Y802-4 主 電 動 機 參 數(shù)Y802-4 額 定 功 率Kw 同 步 轉 速r/min 滿 載 轉 速r/min 效 率 % 功 率 因 數(shù)0.75 1500 1390 74.5 0.76 （ 2） 擬 解 決 的 主 要 問 題 3 相 關 部 件 的 設 計 縱 封 機 構 、 橫 封 機 構 、 冷 卻 機 構 切 斷 機 構 的 設 計 。 必 須 保 證 各 部 件 的 同 步 性 ， 保 證 橫 封 切 斷 裝 置 在 預 定 的 位 置 進 行 橫 封 切 斷 。 實 現(xiàn) 速 度 無 級 可 調 。 （ 1） 縱 封 機 構 可 選 擇 的 方 案 ： 1） 輥 式 縱 封 器 2） 板 式 縱 封 器 選 擇 方 案 ； 輥 試 式 縱 封 原 因 ： 該 種 方 案 中 ， 縱 封 機 構 連 續(xù) 做 周 轉 運 動 ，具 有 連 續(xù) 性 工 作 的 特 點 ，更 加 符 合 全 自 動 灌 裝 的需 要 。 輥 式 縱 封 器1-縱 封 輥 ,2-加 熱 線 圈 ,3-軸 承 板 式 縱 封 器1-縱 封 器 ,2-氣 缸 （ 2） 橫 封 機 構可 選 擇 的 方 案 ：1） 偏 心 鏈 輪 不 等 速 機 構2） 轉 動 導 桿 機 構選 擇 方 案 ： 偏 心 鏈 輪 不 等 速 機 構原 因 ： 偏 心 鏈 輪 不 等速 機 構 ， 從 調 速 范 圍來 看 ， 調 速 范 圍 大 ，并 且 運 動 平 穩(wěn) 性 良 好 。 1-滾 花 手 輪 ,2-主 動 鏈 輪 ,3-套 筒 滾 子 鏈 , 4-從 動 鏈 輪 ,5-張 緊 鏈 輪偏 心 鏈 輪 不 等 速 機 構 轉 動 導 桿 機 構1-導 桿 ,2-曲 柄 可 選 擇 的 方 案 ： 1） 回 轉 刀 2） 鍘 刀 (或 剪 刀 ) 3） 鋸 齒 刀 1-轉 刀 ,2-定 刀 1-動 力 氣 缸 2-定 刀 3-動 刀 4-壓 力 彈 簧 1-上 熱 封 器 ,2-鋸 齒 刀 , 5-引 導 板 6-包 裝 料 袋 7-轉 軸 支 承 8-動 刀 定 位 塊 3-下 熱 封 器 選 擇 方 案 ： 回 轉 刀 原 因 ： 鍘 刀 （ 或 剪 刀 ） 和 鋸 齒 刀 切 斷 機 構 一 般 用 于 間 歇 運 動 制 袋 充 填 包 袋機 上 。 回 轉 刀 可 實 現(xiàn) 連 續(xù) 的 切 斷 工 作 。 （ 3） 切 斷 機 構 研 究 步 驟 、 方 法 及 措 施 第 四 步 第 三 步 第 二 步 第 一 步 查 找 文 獻 資 料 ， 結 合 當 前 包 裝 機 的 最 新 研 究 理 論進 行 深 入 了 解 ， 提 出 相 關 的 構 思 和 方 案 。確 定 機 器 傳 動 方 式 ， 進 行 傳 動 部 件 和配 件 的 設 計 和 具 體 的 參 數(shù) 設 定 。對 各 部 件 進 行 計 算 ， 運 行 強 度 ， 承 載 工 作 載荷 的 具 體 計 算 ， 對 各 個 部 件 進 行 校 核 。 進 行 機 器 的 整 體 設 定 ， 各 連 接 件 之 間 的配 合 ， 運 動 并 聯(lián) 。 進 行 參 數(shù) 調 整 。 研 究 工 作 進 度 安 排1周 查 閱 相 關 資 料 和 閱 讀 參 考 文 獻 ， 了 解 國 內 外 包 裝 機 械 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀和 趨 勢 。 2周 確 定 包 裝 機 的 總 體 布 局 及 主 傳 動 系 統(tǒng) 。 3周 撰 寫 獻 綜 述 和 開 題 報 告 4周 制 作 PPT 復 查 文 獻 綜 述 和 開 題 報 準 備 答 辯 及 答 辯 5周 對 液 體 包 裝 機 總 體 和 主 傳 動 系 統(tǒng) 進 行 分 析 和 設 計 6-7周 用 CAXA繪 制 液 體 包 裝 機 的 二 維 總 體 裝 配 圖 8-9周 用 CAXA繪 制 液 體 包 裝 機 的 二 維 主 傳 動 系 統(tǒng) 圖10周 用 CAXA繪 制 縱 封 機 構 、 橫 封 機 構 11周 用 CAXA繪 制 冷 卻 機 構 、 分 切 機 構 12周 用 PROE繪 制 零 部 件 三 維 視 圖 13周 進 行 液 體 包 裝 機 的 運 動 仿 真 14-15周 撰 寫 本 次 畢 業(yè) 設 計 論 文 16周 整 體 復 查 并 修 改 17周 制 作 PPT準 備 答 辯 、 答 辯 主 要 參 考 文 獻 【 1】 關 振 球 輕 工 業(yè) 包 裝 機 與 生 產 線 輕 工 業(yè) 出 版 社 1991 【 2】 孫 鳳 蘭 食 品 包 裝 機 械 學 黑 龍 江 科 學 出 版 社 1990 【 3】 包 裝 機 械 參 考 圖 冊 上 海 科 學 技 術 出 版 社 1981 【 4】 孫 鳳 來 馬 喜 川 包 裝 機 械 概 論 印 刷 工 業(yè) 出 版 社 1998 【 5】 趙 淮 包 裝 機 械 選 用 手 冊 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2001 【 6】 成 大 先 機 械 設 計 圖 冊 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2002 【 7】 許 立 忠 龔 景 安 機 械 設 計 機 械 工 業(yè) 出 版 社 2002 【 8】 張 春 林 曲 繼 方 張 美 麟 機 械 創(chuàng) 新 設 計 M 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 【 9】 楊 曉 清 包 裝 機 械 與 設 備 國 防 工 業(yè) 出 版 社 2009 【 10】 黃 穎 包 裝 機 械 結 構 與 設 計 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2007 【 11】 劉 筱 霞 包 裝 機 械 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2007 【 12】 胡 興 軍 我 國 包 裝 機 械 行 業(yè) 存 在 的 主 要 問 題 湖 南 包 裝 2010/02 【 13】 徐 興 利 我 國 食 品 包 裝 機 械 與 國 際 的 差 距 中 國 食 品 2010/10 【 14】 周 建 新 中 西 方 國 產 食 品 包 裝 機 械 的 差 距 上 海 包 裝 2010/08 【 15】 許 林 成 包 裝 機 械 原 理 與 設 計 上 海 科 學 技 術 出 版 社 1988 【 16】 德 國 包 裝 機 械 設 計 趨 勢 中 外 食 品 2005/01 主 要 參 考 文 獻 【 17】 固 正 .我 國 食 品 包 裝 機 械 與 國 際 的 差 距 J.包 裝 檢 測 ,2010,04:54 【 18】 The Fundamental Knowledges and Skills of Robotic/Automated Packaging. 【 19】 Jacxsens L.Devlieghere F.De Rudder T Designing equilibrium modified atmosphere packages for fresh-cut vegetables subjected to changes in temperatu- re 2000(33)9.Lusas E W Final report： IPA as an extraction solventJ INFORM， 1997， 8(3)： 290 306 【 20】 Peng Yanqing.The development and application of humanmachineinterfaceJ 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Engineering Applications of Artificial Intelligence.2000,13:85-98 【 22】 M.F.Rahaman, S.Bari ,D.Veale. Flow investigation of the product fill valve of filling machine for packaging liquid productsJ. Journal of Food Engineering. 2008,(85):252258 【 23】 Constraint-based approach to investigate the process flexibility of food processing equipment Jason Matthews *, Baljinder Singh, Glen Mullineux, Tony Medland 感 謝 觀 看