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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 完成日期 2013 年 5 月 9 日 摘 要 著生產(chǎn)和流通的日益社會(huì)化 現(xiàn)代化 尤其是半個(gè)世紀(jì)以產(chǎn)品包裝得到了飛速 的發(fā)展 在市場(chǎng)商品交換的重要地位也越來(lái)越來(lái)突出 目前 已普遍引起人們的重 視 科技的發(fā)展在當(dāng)代社會(huì)各個(gè)不同的領(lǐng)域都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響 特別是機(jī)械化 自動(dòng) 化設(shè)備的普遍應(yīng)用 更為這些領(lǐng)域增添了活力 包裝業(yè)也不例外 現(xiàn)在大部分的包 裝過(guò)程已有手工作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化作業(yè) 這不僅僅降低了人的勞動(dòng)程度 而且也加 快了生產(chǎn)速度 提高了生產(chǎn)率 同時(shí)也使包裝的形式在不斷的改進(jìn) 革新 使廣大 的消費(fèi)者普遍能夠接受 這在客觀上促進(jìn)了產(chǎn)品的營(yíng)銷 提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng) 爭(zhēng)力 也可以為企業(yè)帶來(lái)高額的利潤(rùn) 本課題重點(diǎn)需解決的問(wèn)題是對(duì)確定的振盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 利用所得出的相關(guān)參 數(shù)設(shè)計(jì)出合理的振動(dòng)結(jié)構(gòu)和振盤 包括茶葉自動(dòng)包裝機(jī)的振盤的分類 構(gòu)造及工作原 理 自動(dòng)包裝機(jī)的應(yīng)用 自動(dòng)包裝機(jī)常用的振盤的類型 最后設(shè)計(jì)出完整的茶葉自 動(dòng)包裝機(jī)振盤的振動(dòng)結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵詞 包裝機(jī)械 現(xiàn)代化 振盤 ABSTRCT With sociality and modernization of manufacture and circulation especially since half of century produce packing has developed at high speed At the same time it is important for produce industry to packing Development of science and technology throw great impact on all industry in our sociality especially devices that realize the mechanizing and automation have been widely used so produce packing has also been poured into great vigor Nowadays almost much of produce packing to mechanical operation This change not only lowers people s intensity of labor but also increases produce speed and raise productivity at the same time the style of produce packing has also been made better and innovated that not only improves produce competitiveness at market but also achieve enormous economical benefit for factory This study focus on the need to solve the problem is to design a vibration plate to determine the structure of the designed structure vibration and vibration disc reasonable using parameters derived from the classification vibration plate the structure and working principle of including tea automatic packing machine automatic packaging machine application type automatic packaging machine common vibration disc the Finally designs the vibration of structure vibration plate automatic packaging complete tea KEY WORDS Package Machine Modernize Up Vibration Disc 目 錄 摘 要 2 ABSTRCT 3 1 緒論 4 1 1 課題背景 5 1 2 包裝機(jī)概述 6 1 2 1 包裝機(jī)械概述 7 1 2 2 我國(guó)包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展 8 1 2 3 包裝機(jī)械的特點(diǎn)及發(fā)展方向 8 1 3 效益分析與環(huán)保分析 9 1 4 包裝設(shè)計(jì)的重要性 9 2 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)的振盤的構(gòu)造及工作原理 11 2 1 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的分類 11 2 2 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的構(gòu)造及工作原理 11 2 2 1 斗式振動(dòng)給料機(jī)的構(gòu)造 11 2 2 2 斗式振動(dòng)料斗的工作原理 12 2 2 3 槽式振動(dòng)給料器的構(gòu)造 12 2 2 4 槽式振動(dòng)料斗結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 13 2 2 5 槽式振動(dòng)料斗的工作原理 14 3 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的運(yùn)動(dòng)理論 16 3 1 振動(dòng)給料器的振動(dòng)方程 16 3 2 共振的利用及振幅穩(wěn)定性和頻率比的關(guān)系 18 3 3 頻率比的選取及主振彈簧剛度的計(jì)算 20 3 4 振動(dòng)強(qiáng)度次數(shù)向角選取 21 4 包裝機(jī)振盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 4 1 振盤材料及運(yùn)動(dòng)參數(shù) 23 4 2 設(shè)計(jì)的校核計(jì)算 23 4 2 1 振盤的靜態(tài)校核 26 4 2 2 振盤的加載校核 29 4 2 3 激振連桿的校核 31 結(jié) 論 32 致 謝 33 參考文獻(xiàn) 34 1 緒論 1 1 課題背景 包裝是一門新興學(xué)科 它是現(xiàn)代商品生產(chǎn)儲(chǔ)存 銷售和人類社會(huì)中不可缺少的重 要組成部分 關(guān)于包裝的定義 起初過(guò)去只是認(rèn)為能很好的保護(hù)內(nèi)容品即可 然而隨 著技術(shù)水平和生產(chǎn)力能力的提高 今天的包裝不僅僅是將內(nèi)容品包好而已 同時(shí)它 還是一種保存容器 一種輸送容器另外還可以促進(jìn)產(chǎn)品的銷售 我國(guó)包裝定義如下 為保護(hù)產(chǎn)品 方便運(yùn)輸 促進(jìn)流通按一定的技術(shù)方法而采用的容器 材料及輔助物 的總稱 也指為了達(dá)到上述的目的而采用容器材料及輔助物的過(guò)程中施加一定技術(shù) 方法操作等的活動(dòng) 隨著人們生活水平的提高 人們對(duì)包裝這個(gè)概念有了越來(lái)越深 的認(rèn)識(shí) 包裝的重要性有了越來(lái)越深的體現(xiàn) 無(wú)論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外 包裝工業(yè)涉及到 各行各業(yè) 面廣量大 對(duì)人民生活 國(guó)際貿(mào)易和國(guó)防建設(shè)都帶來(lái)深刻的影響 我國(guó) 包裝工業(yè)起步較晚 雖然近幾年發(fā)展較快 但仍然落后于英美等發(fā)達(dá)國(guó)家 盡快發(fā) 展我國(guó)的包裝工業(yè)需要全民族的努力 目前 我國(guó)的茶葉包裝設(shè)計(jì)企業(yè)大部分規(guī)模偏小 小而全 是其主要特征之一 同時(shí)存在著不顧行業(yè)發(fā)展要求 重復(fù)生產(chǎn)那些成本低 工藝水平比較落后 易于制 造的機(jī)械產(chǎn)品 行業(yè)內(nèi)目前大約有 1 4 的企業(yè)存在低水平重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象 這是對(duì)資 源的極大浪費(fèi) 造成包裝機(jī)械市場(chǎng)的混亂 阻礙行業(yè)的發(fā)展 多數(shù)企業(yè)年產(chǎn)值在幾 百萬(wàn)元到 1000 萬(wàn)元之間 低于 100 萬(wàn)元的企業(yè)為數(shù)還不少 每年有近 15 的企業(yè)轉(zhuǎn) 產(chǎn)或倒閉 但又有 15 的企業(yè)加入這個(gè)行業(yè) 極其不穩(wěn)定 現(xiàn)象阻礙了行業(yè)發(fā)展的 穩(wěn)定性 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 各種茶葉 水產(chǎn)加工品的出現(xiàn) 對(duì)茶葉包裝技 術(shù)和設(shè)備都提出了新的要求 目前 茶葉包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈 未來(lái)的茶葉包裝 機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化 促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高 發(fā)展多功能 高效率 低消 耗的茶葉包裝設(shè)備 實(shí)現(xiàn)茶葉包裝機(jī)械機(jī)電一體化 傳統(tǒng)的包裝機(jī)械多采用機(jī)械式控制 如凸輪分配軸式 后來(lái)又出現(xiàn)了光電控制 氣動(dòng)控制等控制形式 但是 隨著茶葉加工工藝的日益提高 對(duì)包裝參數(shù)的要求不 斷增多 原有的控制系統(tǒng)已難以滿足發(fā)展的需要 應(yīng)采用新的技術(shù)改變茶葉包裝機(jī) 械的面貌 當(dāng)今的茶葉包裝機(jī)械是集機(jī) 電 氣 光 磁于一體的機(jī)械電子設(shè)備 在設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)著力于提高包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度 將包裝機(jī)械的研發(fā)與計(jì)算機(jī)結(jié)合 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制 機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)就是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā) 運(yùn)用過(guò)程控制原理 將機(jī)械 電子與信息 檢測(cè)等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合 實(shí)現(xiàn)整體最佳化 總體講 它是將微機(jī)技術(shù)引入到包裝機(jī)械 應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù) 開(kāi)發(fā)智能化包裝技術(shù) 按 產(chǎn)品自動(dòng)包裝工藝要求組合成全自動(dòng)包裝系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn) 生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制 故障的診斷與排除將實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化 實(shí)現(xiàn)高速 優(yōu)質(zhì) 低耗和安全生產(chǎn) 可用于 水產(chǎn)加工茶葉的精確計(jì)量 高速充填和包裝過(guò)程自動(dòng)控制等 將使包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)大 為簡(jiǎn)化 提高包裝產(chǎn)品質(zhì)量 如最常見(jiàn)的塑料袋封口機(jī) 其封口質(zhì)量與包裝材料 熱封溫度和運(yùn)行速度等有關(guān) 如材料 材質(zhì) 厚度 發(fā)生變化 那溫度和速度也要隨 之改變 但變化多少卻難把握 如采用微機(jī)控制 將各種包裝材料的封口溫度和速 度的最佳參數(shù)匹配輸入微機(jī)存儲(chǔ)器 再配上必要的傳感器 組成自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 這 樣 不管哪個(gè)工藝參數(shù)改變 都能保證最佳的封口質(zhì)量 采用新技術(shù) 建立自動(dòng)化 多樣化 多功能集成化的包裝機(jī)械新體茶葉包裝機(jī) 械其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在高生產(chǎn)率 自動(dòng)化 單機(jī)多功能 多功能組成生產(chǎn)線 采用新技術(shù)上 如 多工位制袋真空包裝機(jī) 其制袋 稱重 充填 抽真空 封口等 多種功能可在一臺(tái)單機(jī)上完成 功能不同 效率相匹配的幾種機(jī)器可組合成為功能 較齊全的生產(chǎn)線 如法國(guó) CRACECRYOYA 和 ISTM 公司研制的鮮魚真空包裝生產(chǎn)線 采 用相關(guān)新技術(shù) 在包裝方法上大量采用充氣包裝取代真空包裝 將充氣成分 包裝 材料與充氣包裝機(jī)三方面的研究緊密結(jié)合起來(lái) 在控制技術(shù)上 更多地應(yīng)用計(jì)算機(jī) 技術(shù)和微電子技術(shù) 另外 隨著包裝從單一技術(shù)轉(zhuǎn)向與加工相結(jié)合研究取得進(jìn)展 應(yīng)將包裝技術(shù)領(lǐng)域延伸到加工領(lǐng)域 開(kāi)發(fā)包裝 加工一體化的茶葉加工包裝設(shè)備 適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)要求 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)綠色包裝機(jī)械 加入 WTO 后 國(guó)際包裝機(jī)械行業(yè)競(jìng)爭(zhēng) 日益激烈 國(guó)外的綠色貿(mào)易壁壘對(duì)茶葉包裝設(shè)計(jì)機(jī)械行業(yè)提出更高的要求 所以 必須改變傳統(tǒng)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)模式 在設(shè)計(jì)階段考慮到使包裝機(jī)械在其全生 命周期中 設(shè)計(jì) 加工制造 裝配 使用 維修直至廢棄后處理處置過(guò)程 對(duì)環(huán)境無(wú) 影響或影響最小化 資源低耗 易于回收等 綠色特征 以提升我國(guó)包裝機(jī)械的核 心競(jìng)爭(zhēng)力 印刷用油墨在內(nèi)的關(guān)鍵原材料及其供應(yīng)方目錄應(yīng)進(jìn)行備案 以便對(duì)批量 生產(chǎn)的茶葉包裝容器類產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)督控制 使消費(fèi)者能夠買到保證安全 放心的產(chǎn) 品 因?yàn)榍f(wàn)萬(wàn)消費(fèi)者每天要食用的茶葉 藥品 必須使用不僅能保護(hù)內(nèi)容物不 受病毒 病菌污染的軟塑包裝材料 還要求軟塑包裝材料本身符合安全衛(wèi)生的規(guī)定 避免包裝材料污染所包裝的茶葉 藥品 故保證茶葉包裝的衛(wèi)生安全性乃是當(dāng)務(wù)之 急 1 2 包裝機(jī)概述 1 2 1 包裝機(jī)械概述 包裝機(jī)械即完成部分包裝過(guò)程的一類機(jī)器 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn) 如茶葉 輕工 醫(yī) 藥 化工 電子和國(guó)防等生產(chǎn)中 主要包括三大基本環(huán)節(jié) 即原料處理 中間加工 和產(chǎn)品包裝 包裝機(jī)械是產(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)在工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用 近半個(gè)多世紀(jì)以米隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化 現(xiàn)代化產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌倔起 受到人們普遍重視 現(xiàn)代包裝的基本含義是 對(duì)不同批量的產(chǎn)品 選用某種有保護(hù)性 裝飾性的包裝材料或包裝容器并借助適當(dāng) 的技術(shù)手段實(shí)施包裝作業(yè)以達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量 同時(shí)設(shè)法改善外部結(jié)構(gòu) 降低包 裝成本 從而在流通直至消費(fèi)的整個(gè)過(guò)程中使之容易儲(chǔ)存搬運(yùn) 防止產(chǎn)品破損變質(zhì) 不 污染環(huán)境 便于識(shí)別應(yīng)用和回收廢料 有吸引力 廣開(kāi)銷路 不斷促進(jìn)擴(kuò)大再生產(chǎn) 大 量事實(shí)表明 實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和自動(dòng)化 尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活性 或稱柔性 的自動(dòng)包裝線 不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向 同時(shí)也可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益 例 如 1 能增加花色品種 改善產(chǎn)品質(zhì)量 加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 2 能改善勞動(dòng)條化避免污染危害環(huán)境 3 能節(jié)約原樹(shù)林減少浪毀 降低成本 4 能提高生產(chǎn)效率 加速產(chǎn)品的不斷更新 由此可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械化和建立現(xiàn)代包裝工業(yè) 乃是關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的一 件大事 也是搞好社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要內(nèi)容 1 2 2 我國(guó)包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國(guó)包裝工業(yè)起步較晚 雖然最近一些年發(fā)展很快 成就也很大 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 包裝機(jī)械產(chǎn)品的 性能 外觀質(zhì)量有一定的差距 一些高新技術(shù)在我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)才剛剛開(kāi)始采用 另外我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品品種有很大的缺口 因此我們必須采用強(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 我國(guó)包裝機(jī)械 工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 引進(jìn) 消化 吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 建立一批包裝機(jī)械骨干企業(yè) 大多數(shù)企業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展小型包裝機(jī)械 在包裝機(jī)械生產(chǎn)中 大量引入高新技術(shù) 以 滿足重點(diǎn)商品的包裝為出發(fā)點(diǎn) 發(fā)展包裝機(jī)械新品科 1 2 3 包裝機(jī)械的特點(diǎn)及發(fā)展方向 包裝機(jī)械是特殊類型的專用機(jī)械 由于包裝物品的多樣性和人們對(duì)包裝質(zhì)量的 較高要求形成了包裝機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜 動(dòng)作精確 運(yùn)動(dòng)速度快 工位多 工作協(xié)調(diào)可靠 故障發(fā)生率低等特點(diǎn) 因此要設(shè)計(jì)改善自動(dòng)包裝機(jī)及自動(dòng)包裝線的整機(jī)造型 總體 布局 國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段 簡(jiǎn)單機(jī)械化 初級(jí)自動(dòng)化 自動(dòng) 包裝生產(chǎn)線 電腦控制的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線 經(jīng)過(guò) 50 年的發(fā)展 國(guó)外包裝機(jī)械的工 業(yè)形成了獨(dú)立完整的體系 成為機(jī)械制造業(yè)的一個(gè)重要分支 有以下幾個(gè)特點(diǎn) 包 裝機(jī)械生產(chǎn)穩(wěn)定增長(zhǎng) 包裝機(jī)械門類齊全 品種繁多 包裝機(jī)械生產(chǎn)自成體系 包 裝機(jī)械的主要用戶行業(yè)為茶葉生產(chǎn) 飲料飲品 家庭清潔用品和化妝品產(chǎn)業(yè) 煙草 業(yè) 醫(yī)藥用品等 近年來(lái)表明茶葉行業(yè)對(duì)包裝機(jī)械的需求增大 茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推 動(dòng)了包裝機(jī)械更新?lián)Q代 從而推動(dòng)包裝機(jī)械科技的投入和科研的快速發(fā)展 我國(guó)包裝機(jī)械的發(fā)展方向 1 在發(fā)展專用機(jī)機(jī)種的同時(shí) 積極開(kāi)發(fā)通用包裝 機(jī) 包裝機(jī)械在發(fā)展專用機(jī)種的同時(shí) 為滿足現(xiàn)代包裝的實(shí)際需要 正在不斷擴(kuò)大 其通用能力 積極開(kāi)發(fā)各種通用包裝機(jī) 研制通用包裝機(jī)的目的 一是要適合被包 裝物品包裝材料和包裝形式的多樣化 二是要照顧到制造使用單位的技術(shù)力量 設(shè) 備配備和生產(chǎn)成本 因而國(guó)際包裝節(jié)日益重視包裝機(jī)的通用性 以便借助有限的機(jī) 械設(shè)備獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益 2 包裝機(jī)械日益連動(dòng)化 高速化 自動(dòng)化 根據(jù)我 國(guó)的實(shí)際情況既要大力研制先進(jìn)的全自動(dòng)半自動(dòng)的包裝機(jī) 還要對(duì)某些行之有效 小巧的手動(dòng)包裝工具與裝置給以足夠的重視 以以發(fā)揮其相輔相成的作用 包裝自動(dòng) 化的高低會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量 能量的消耗 操作環(huán)境和勞動(dòng)生產(chǎn)率 實(shí)踐表明 搞好包裝自動(dòng)化不但離不開(kāi)機(jī)電光液氣 包括射流 等常規(guī)手段相互滲透和配合 同時(shí)要因地制宜的吸收對(duì)改進(jìn)包裝機(jī)械確實(shí)有價(jià)值的部分 使之保持一定的生命力 包裝機(jī)械的作用是給有關(guān)行業(yè)提供必要的技術(shù)裝備 以完成所要求的產(chǎn)品包裝工藝過(guò) 程 為了對(duì)包裝機(jī)械的發(fā)生和發(fā)展找出規(guī)律性認(rèn)識(shí)并制訂適當(dāng)?shù)膶?duì)策 有必要深入 地了解它的一些特點(diǎn) 包裝機(jī)械為特殊類型的專業(yè)機(jī)械 機(jī)種繁多 綜合研究工藝 材料 設(shè)各乃是開(kāi)拓包裝新技術(shù)的根本途徑 首先指出 包裝物品不僅花色品種多 而且大都是可變化的 如不同粘度的液體 不同粒度的散體和各種片狀 塊狀 束狀 環(huán)狀及異形的物體等 而正人們對(duì)茶葉 藥品 日用消費(fèi)品等的包裝還常提出更多 更高的要求 以致在客觀上便形成了包裝機(jī)械突飛猛進(jìn) 更新較快的局面 任何事 物之間總有它們的共性與特性 若能按照具體條件探索出一種模塊化 或稱積木式 的包裝機(jī)械體系 通過(guò)適當(dāng)改變模塊的組合使之具有不同的功能和生產(chǎn)能力 那么 必會(huì)有助于簡(jiǎn)化設(shè)備構(gòu)造 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)化 縮短工作周期 降低生產(chǎn)成 本 增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 如有的制袋成型充填機(jī) 只配備幾種加料裝置就實(shí)現(xiàn)了一機(jī) 多用 鑒于大多數(shù)包裝機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜 動(dòng)作精確 遠(yuǎn)行速度快 工位多 所以應(yīng)力求其 工作協(xié)調(diào)可靠 盡量少發(fā)生故障和誤動(dòng)作 為此 要設(shè)法改善自動(dòng)包裝機(jī)及自動(dòng)包裝 線的整機(jī)造型 總體布局 故障顯示和安全防護(hù)等措施 包裝材料是包裝工業(yè)的基 礎(chǔ) 選擇合適的包裝材料為有效地利用資源 提高生產(chǎn)與運(yùn)輸效率 節(jié)約能耗 降低 成本和廣開(kāi)銷路創(chuàng)造了有利的條件 在一般情況下紙木 塑料 玻璃 陶瓷 金屬等材 料均各有其利弊 應(yīng)按具體條件經(jīng)綜合分折而決定取舍 從五十年代路有機(jī)合成 金屬治煉等工業(yè)部門取得了迅速發(fā)展并給包裝工業(yè)部門提供了相當(dāng)豐富的新型材料 容器 涂料 油墨和粘合劑 從而使包裝的技術(shù)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和所用的機(jī)械設(shè)備產(chǎn) 生了革命性的變化 例如拉伸包裝 收縮包裝 噴霧包裝 真空充氣包裝 熱成型包 裝 壓敏貼標(biāo) 高頻熱封等新技術(shù)和新裝備就是在那個(gè)時(shí)期應(yīng)運(yùn)而生的 當(dāng)前 液 體軟包裝尤其是無(wú)菌軟包裝發(fā)展很快 借助塑料 鋁箔 紙及其多層復(fù)合材料制作的 各種形式的袋 管 杯 瓶 罐 大都用于充填果汁 牛奶 醬類 油脂 冰淇凌 洗滌劑和化妝品等面條 其優(yōu)點(diǎn)是 保護(hù)作用好 便于儲(chǔ)藏 運(yùn)輸 攜帶 使用 而 且資源豐富 成本低 能回收處理 但是 對(duì)于一般用途的大型容器 為增強(qiáng)牢固性 和剛性 有的則以硬質(zhì)塑料來(lái)代替 今后 根據(jù)旅游 地質(zhì)勘探 國(guó)防建設(shè)的實(shí)際需要 還得大力研究方便茶葉和方便口糧等包裝新技術(shù) 隨之將進(jìn)一步促進(jìn)包裝機(jī)械的革 新與創(chuàng)造 從發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)械水平來(lái)看 國(guó)際包裝界普遍認(rèn)為 提高包裝 機(jī)械系列化標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平 建立組合化 機(jī)電一體化的現(xiàn)代包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu) 體系仍是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向 如臥式枕型包裝機(jī) 現(xiàn)已形成擁有完整系列及 品種的組合化設(shè)備 只要更換主要操作部件 適當(dāng)調(diào)整有關(guān)參數(shù) 便可在較寬的尺 寸范圍內(nèi)卷筒式柔性材料完成塊片 棒狀以及外形不規(guī)則的單個(gè)或多個(gè)物品的包裝 不少機(jī)種具有一機(jī)多用之特點(diǎn) 既可以進(jìn)行一般的枕型包裝 又能用于收縮包裝 開(kāi)發(fā)與主機(jī)配套的輔助裝置是擴(kuò)充主機(jī)功能的重要一環(huán) 針對(duì)不同面條開(kāi)發(fā)的各式 各樣的面條供送裝置供用戶選用 可提高包裝機(jī)的工作效率 如瑞士 SIG 公司生產(chǎn) 的餅干喂料裝置達(dá)十多種 日本富士株式會(huì)社生產(chǎn)的糖塊供送裝置 可將一堆雜亂的 糖塊逐一有序地送人包裝工位 開(kāi)發(fā)不同類型和 機(jī)械設(shè)備的高速化是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)高速發(fā)展的根本措施 是提高設(shè)備生產(chǎn)率的 主要途徑 故包裝機(jī)的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo) 如今啤酒灌裝機(jī)的 灌裝速度高達(dá)每小時(shí) 10 萬(wàn)瓶 日本產(chǎn) NW 405 型臥式枕型包裝機(jī)的包裝速度已達(dá) 每小時(shí) 1 5 萬(wàn)包 當(dāng)然機(jī)械設(shè)備的高速化要受到多種客觀因素的制約 必須綜合權(quán) 衡設(shè)備的使用量 勞動(dòng)生產(chǎn)率 工作壽命 工作環(huán)境以及材料與能量的消耗等方面 的利弊 才能做到工作速度的最佳選擇 包裝機(jī)械的高速化 隨之對(duì)相應(yīng)設(shè)備的聯(lián) 動(dòng)化和自動(dòng)化提出了更高的要求 微電子技術(shù)和檢測(cè)元件的發(fā)展和利用 提高了產(chǎn) 品的包裝質(zhì)量 也提高了包裝機(jī)的自動(dòng)托程度 通常包裝機(jī)的生產(chǎn)速度越高 對(duì)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作同步性和協(xié)調(diào)性要求越嚴(yán) 為保證包裝作業(yè)能夠可靠地進(jìn)行 自動(dòng)包 裝機(jī)應(yīng)具有故障診斷和顯示功能 推行在線的自動(dòng)檢測(cè)與控制 據(jù)國(guó)外有關(guān)單位估 計(jì) 因機(jī)器發(fā)生故障而造成停工的時(shí)間 80 用于尋找故障原因 10 用于尋找排除 故障方法 檢修操作時(shí)間僅占 10 現(xiàn)在英國(guó) Kister 工廠生產(chǎn)的熱收縮包裝機(jī)都設(shè)有 自我診斷 電子設(shè)備 這種設(shè)備已有系列產(chǎn)品付諸實(shí)用 為進(jìn)一步提高包裝設(shè)備 的生產(chǎn)率 必須開(kāi)發(fā)與包裝機(jī)主機(jī)相配套的輔助裝置 以減少中間貯存節(jié)環(huán)所占用 的空間和人力 將自動(dòng)包裝機(jī)的主機(jī)與面條供送裝置 整理裝置 成品堆放裝置 打印裝置等相關(guān)設(shè)備按生產(chǎn)工藝過(guò)程要求 連接成連續(xù)化生產(chǎn)的包裝自動(dòng)線 這就 要求各臺(tái)相關(guān)設(shè)備動(dòng)作協(xié)調(diào) 需精確 可靠 先進(jìn)的檢測(cè)控制技術(shù)來(lái)保證 由于包裝機(jī)械動(dòng)作復(fù)雜而頻繁 執(zhí)行元件較多 若采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路 會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的故障率高 動(dòng)作不準(zhǔn)確 包裝質(zhì)量不穩(wěn)定 停機(jī)維修時(shí)間多等弊病 因此 研制和發(fā)展包裝機(jī)時(shí) 重視高新技術(shù)的應(yīng)用 是提 高其先進(jìn)性 可靠性的主要途徑 今后應(yīng)大力開(kāi)發(fā)以下技術(shù) 1 微機(jī)控制技術(shù) 2 模糊優(yōu)化控制技術(shù) 3 新型執(zhí)行機(jī)械 4 新型傳動(dòng)系統(tǒng) 5 傳感器的研究與開(kāi)發(fā) 6 在線顯示技術(shù) 7 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 8 現(xiàn)代制造技術(shù) 9 先進(jìn)的新工藝將材料 工藝 技術(shù)三結(jié)合是開(kāi)拓發(fā)展機(jī)械的根本途徑 1 3 效益分析與環(huán)保分析 目前我國(guó)包裝機(jī)械還處于小批量生產(chǎn)階段 其成本相對(duì)較高 每臺(tái)售價(jià)可達(dá)到 15000 20000 元之間 但它的需求量逐日增加 很有生產(chǎn)的前景 其價(jià)格與其生產(chǎn) 的效益成正比 是值得推廣的 在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染 安全可靠 由于其包裝材料 多為塑料 有一定的污染 1 4 包裝設(shè)計(jì)的重要性 無(wú)論在國(guó)內(nèi)和國(guó)外 包裝已涉及到各行各業(yè) 面廣量大 對(duì)人民生活 國(guó)際貿(mào) 易以及國(guó)防建設(shè)等都帶來(lái)了深刻的影響 隨著人民生活水平的不斷提高 物質(zhì)和精 神生活上都有了更高的要求 很難想象現(xiàn)代生活中如果沒(méi)有了包裝會(huì)是什么樣的 但是我國(guó)的包裝業(yè)起步相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較晚的 在二十世紀(jì)英 美等發(fā)達(dá)國(guó)家就已 經(jīng)利用包裝作為促銷商品的手段 尤其是在二十世紀(jì)三十年代的世界性經(jīng)濟(jì)危機(jī)中 美國(guó)普遍利用近代包裝技術(shù)作為商品廣告的媒介 大大的促進(jìn)了商品的推銷 在美 國(guó)包裝工業(yè)是僅次于汽車鋼鐵等的第四大產(chǎn)業(yè) 我國(guó)的包裝工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家比較起 來(lái)可以說(shuō)還處于很幼稚的階段 為了快速的發(fā)展我國(guó)的包裝工業(yè) 需要加快步伐研 制出適合中國(guó)國(guó)情的先進(jìn)的包裝設(shè)備 目前國(guó)內(nèi)的不少?gòu)S家引進(jìn)了一部分國(guó)外的設(shè) 備 但是由于吸收跟消化都跟不上 帶來(lái)了一系列的問(wèn)題 比如工人素質(zhì)問(wèn)題 原 材料問(wèn)題 零部件配套問(wèn)題等等等等 所以說(shuō)目前進(jìn)行包裝機(jī)方面的探討研制出適 合我國(guó)國(guó)情的 集幾點(diǎn)液一體的機(jī)械設(shè)備勢(shì)在必行 對(duì)于做畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生來(lái)說(shuō) 畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)疑是一次很好的學(xué)習(xí)和鍛煉自己的機(jī) 會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)和融會(huì)貫通 以前所學(xué)的全都是課本 上的理論性的知識(shí) 而這樣的一次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們將課本知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題緊密的聯(lián) 系到一起了 綜合的運(yùn)用了所學(xué)的理論知識(shí)和技能 另外通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)還提高了 我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 培養(yǎng)收集 閱讀和分析參考資料 運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn) 和工具書 編寫技術(shù)工作文件的能力 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究 運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力 培養(yǎng) 翻譯外文資料的能力 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算和制圖等基本技能 對(duì)于即將走向工 作崗位的同學(xué)門來(lái)說(shuō) 無(wú)疑是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì) 給以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ) 所以畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)每位畢業(yè)生來(lái)說(shuō)都是非常重要的 是大學(xué)生活中不可缺少的一 個(gè)重要的環(huán)節(jié) 雖說(shuō)我們的這次設(shè)計(jì)只能作為一次練習(xí) 但是我個(gè)人認(rèn)為這的確是 一次具有實(shí)際意義的設(shè)計(jì)練習(xí) 所以我們必需要認(rèn)真的對(duì)待這次的實(shí)際任務(wù) 努力 的完成好這次設(shè)計(jì)的任務(wù) 本課題重點(diǎn)需解決的問(wèn)題是對(duì)確定的振盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 利用所得出的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)出合理的振動(dòng)結(jié)構(gòu)和振盤 最后設(shè)計(jì)出完整的茶葉自動(dòng)包 裝機(jī)振盤的振動(dòng)結(jié)構(gòu) 2 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)的振盤的構(gòu)造及工作原理 2 1 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的分類 槽式振動(dòng)給料器的料槽在受到激振力的作用下隨主振元件作高頻率微振幅振動(dòng) 從而使物料在自身重力的作用下沿著槽向下緩慢的移動(dòng) 最后由裝有自動(dòng)開(kāi)閉門的 通道排出 適合多種形體 干性的粉粒狀散體物料 如洗衣粉 菊花晶 茶葉等 1 斗式振動(dòng)給料器料斗相對(duì)于槽式振動(dòng)給料器料斗一次裝料量大 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 加 工難度低 價(jià)格也會(huì)比較便宜 生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點(diǎn) 所以槽式振動(dòng)給料器料斗的 應(yīng)用會(huì)比較普遍 若在貯料槽下方串聯(lián)配置兩臺(tái)振動(dòng)給料機(jī) 則可分別控制連續(xù)排 料和二級(jí)定量給料 以提高計(jì)量的精度和速度 此外也可采取并聯(lián)的配置方式 使 之分別完成粗給料和細(xì)給料 2 2 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的構(gòu)造及工作原理 2 2 1 斗式振動(dòng)給料機(jī)的構(gòu)造 料斗直徑可在較寬范圍 100 200mm 內(nèi)選取 小型的多用鑄鋁切削件 大型 的多用不銹鋼板焊接件或塑料注射成型件 現(xiàn)今 振動(dòng)料斗的結(jié)構(gòu)形式日益多樣化 分別是圓柱形內(nèi)螺旋滑道的金屬料斗 前者便于集中回流 對(duì)各種定向方法大都有 較好適應(yīng)性 且可配置單個(gè)或多個(gè) 整圈或非整圈的滑道 至于后者 若用來(lái)垂直 輸送 則主體部分的直徑宜偏小而高度宜偏大 螺旋滑道個(gè)數(shù)也少些 2 2 2 斗式振動(dòng)料斗的工作原理 振動(dòng)方向包含了物料重力方向的振動(dòng)和料斗繞自身中心軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng) 整個(gè)振 動(dòng)工作狀態(tài)下的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜 在工作過(guò)程中 料斗本身除中心軸線以外的各 點(diǎn)都沿著各自的一小段空間螺旋線軌跡進(jìn)行高頻率微振幅振動(dòng) 同時(shí)促使斗內(nèi)被供 送物件沿著螺旋滑道的內(nèi)壁作快速平穩(wěn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 料斗借螺釘及塑性薄墊片同鋁 合金托盤 9 固連 托盤借三根或三組均布的板彈簧 3 同鑄鐵底盤 7 固連 采用這種 結(jié)構(gòu)形式不僅有利于減輕主振體重量 增強(qiáng)剛性 便于裝拆更換料斗 還能起著磁 屏的作用 斗式振動(dòng)給料器的供送速度 一般控制在 2 30m min 的范圍內(nèi) 2 對(duì)金 屬物件取低值 以減輕沖擊噪聲 在料盤與底盤之間固連三根均布的傾斜主振板彈簧 中央配置電磁激振裝置 上部為銜鐵 下部為鐵芯線圈 在底盤和基座之間海對(duì)應(yīng)分布三只隔振壓縮螺旋彈 簧 當(dāng)料盤與底盤受聚增的電磁吸力作用偏離靜平衡位置而相向移動(dòng)時(shí) 能迫使主 振彈簧和隔振彈簧均產(chǎn)生復(fù)雜的彈性變形 隨之料盤繞其中心軸線作同步相向扭轉(zhuǎn) 及至電磁吸力聚減時(shí) 由于主振彈簧已潛有足夠的彈性變形能 迫使兩盤急劇改變 各自的運(yùn)動(dòng)方向 而且超越原來(lái)的靜平衡位置達(dá)到某已上下限 如此循環(huán)不已 即 形成高頻率微振幅振動(dòng) 2 2 3 槽式振動(dòng)給料器的構(gòu)造 槽式振動(dòng)給料器根據(jù)振動(dòng)料槽的不同安裝形式和工作特點(diǎn)有不同的結(jié)構(gòu)形式 一種是支槽式的 一種是一體式的 1 料槽體 2 主振板彈簧 3 激振連桿 4 點(diǎn)擊偏心輪 5 機(jī)座 6 隔振橡膠彈簧 圖 1 5 支槽式振動(dòng)給料器平臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1 振動(dòng)一體料槽 2 激振連桿 3 電機(jī)偏心輪 4 機(jī)座 5 隔振橡膠彈簧 圖 1 6 一體式振動(dòng)給料器平臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 上述兩種槽式振動(dòng)給料器均采用偏心輪連桿激振 因此其工作頻率相對(duì)于電磁 式激振要低 但振幅要比電磁式激振要大 2 2 4 槽式振動(dòng)料斗結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 料槽是同物料直接接觸的主體部分 多用不銹鋼板或鋁合金 厚約 1 2 2mm 制成 橫截面成凹形 以便承載物料和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度 料槽的外輪廓尺 寸主要取決于工作條件 需定向的采用窄槽 否則采用寬槽 當(dāng)生產(chǎn)能力不變時(shí) 槽寬大體上與物料密度 料層厚度及供送速度成反比 然而過(guò)多地增加料層厚度往 往會(huì)引起供送速度的下降 所通常取料層厚度為 10 20mm 相應(yīng)的流速為 5 20m min 1 如果槽式振動(dòng)給料器僅起排料作用 則料槽的有效長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)下料口高度和 物料自然坡角來(lái)確定 以保證停機(jī)時(shí)不讓內(nèi)存物料從振動(dòng)料槽的開(kāi)口自動(dòng)流出 為 此 對(duì)于短槽最好將其底部做成水平的 對(duì)于長(zhǎng)槽 為加速供料也可以作成向下傾 斜的 但此角必須小于物料同槽底的摩擦角 一般在 以內(nèi) 1 整個(gè)料槽的工作表01 面應(yīng)保持平整光滑 以防止茶葉末產(chǎn)生結(jié)疤 2 2 5 槽式振動(dòng)料斗的工作原理 在料槽與機(jī)座之間固連著兩組或四組主振板彈簧 每組板彈簧可安裝一片或幾 片 具體按要求的固有頻率和彈性強(qiáng)度所定 當(dāng)需多片安裝時(shí) 則將各片組裝時(shí)應(yīng) 留有適當(dāng)?shù)拈g隙 以免互相接觸產(chǎn)生摩擦和噪聲 該彈簧對(duì)機(jī)座的斜置角 即與鉛 垂線的夾角 一般為 4 設(shè)計(jì)時(shí)要求激振連桿的激振力作用線與板彈簧垂02 3 直交叉 且通過(guò)整個(gè)槽體的合成重心 保證在工作過(guò)程中料槽不發(fā)生扭振 物料不 偏流 料槽底部平面與水平面間有一定的傾斜角 偏心輪的偏心距要大小適中 并能通過(guò)主振體振幅的變化加以適當(dāng)調(diào)整 當(dāng)電 機(jī)啟動(dòng)時(shí) 帶動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 激振連桿的一端與偏心輪的偏心點(diǎn)相連接 一端與 料槽體相連接 偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)了激振連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng)了料槽體在 x 軸和 y 軸的位移 開(kāi)始用于支撐料槽作用的主振板彈簧在這一過(guò)程中發(fā)生彈性變形 使料槽得以具有回復(fù)原有位置的彈性勢(shì)能而向平衡位置移動(dòng) 如此循環(huán)下去 從而 產(chǎn)生小幅高頻振動(dòng) 由于料槽底部與水平面間有一定的傾斜角 料槽中的物料在料 槽發(fā)生振動(dòng)的過(guò)程中 因自身重力作用向料槽的出料口移動(dòng) 從而達(dá)到供料的作用 一體式振動(dòng)給料器料斗的工作原理 一體式振動(dòng)給料器的組成部分相對(duì)于支槽 式振動(dòng)給料器少了主振板彈簧 而把主振板與料槽相結(jié)合 依靠料槽自身的彈性性 能作為主振元件 且料槽與水平面間有一定角度 當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí) 帶動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn) 動(dòng) 激振連桿的一端與偏心輪的偏心點(diǎn)相連接 一端與料槽體末端相連接 偏心輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)了激振連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng)了料槽體末端在 y 軸的位移 在料槽 體末端偏離平衡位置時(shí)料槽的底部彈性板發(fā)生彈性變形 使得料槽得以具有回復(fù)原 有位置的彈性勢(shì)能而向平衡位置移動(dòng) 如此循環(huán)下去 從而產(chǎn)生小幅高頻振動(dòng) 由 于料槽底部與水平面間有一定的傾斜角 料槽中的物料在料槽發(fā)生振動(dòng)的過(guò)程中 因自身重力作用向料槽的出料口移動(dòng) 從而達(dá)到供料的作用 綜上可得 槽式振盤的生產(chǎn)效率要比斗式振盤的生產(chǎn)效率高 更具靈活性 下 面將對(duì)槽式振盤進(jìn)行進(jìn)一步的分析 3 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤的運(yùn)動(dòng)理論 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)工藝過(guò)程通常是在物料沿振動(dòng)工作面 即振盤工作 面 連續(xù)運(yùn)動(dòng)的情況下完成的 振盤工作面通常完成以下各種振動(dòng) 簡(jiǎn)諧直線振動(dòng) 非簡(jiǎn)諧直線振動(dòng) 圓周振動(dòng)和橢圓振動(dòng)等 5 依賴上述各種振動(dòng) 使物料沿工作面 移動(dòng) 斗式振動(dòng)給料器的料盤振動(dòng)規(guī)律與槽式振動(dòng)給料器的料盤振動(dòng)規(guī)律相似 在 工作中 此振動(dòng)系統(tǒng)所需的激振力除與各主振動(dòng)元件的彈性回復(fù)力相互作用外 同 時(shí)還要用來(lái)克服由各彈簧的內(nèi)摩擦以及被供送物件同工作表面的外摩擦等所形成的 阻尼力 3 1 振動(dòng)給料器的振動(dòng)方程 對(duì)于以主振彈簧為振動(dòng)元件的振動(dòng)給料器 在工作中振盤按一定方向做簡(jiǎn)諧振 動(dòng)或近似于簡(jiǎn)諧振動(dòng) 由于激振力與槽底呈一定角度 一般為 5 因此激振02 力在任一瞬時(shí)均可分為垂直分力和水平分力 垂直分力使物料以大于重力加速度的 加速度向上拋起 水平分力使物料在上拋的同時(shí)作水平運(yùn)動(dòng) 兩者的綜合效應(yīng)就使 物料間歇向前作拋物線式的跳躍運(yùn)動(dòng) 將振動(dòng)給料器簡(jiǎn)化為動(dòng)力學(xué)模型 如圖3 1所 示 圖 3 1 振動(dòng)給料器動(dòng)力學(xué)模型 設(shè)槽體的質(zhì)量沿整個(gè)長(zhǎng)度均勻分布 將主振彈性元件看作沿振盤分布的彈簧 參照力學(xué)模型 槽體彈性彎曲振動(dòng)的微分方程式 4 2 4200 sin lyyEJkmdxkyrtxt 1 式 2 1 中 E 材料拉伸彈性模量 Pa J 槽體斷面慣性矩 2kgm 主振彈簧單位長(zhǎng)度上的剛度 k N 連桿彈簧剛度 0 槽體單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量 m 2 kgm 槽體在 y 方向上的總位移及 0 點(diǎn)之位移 m 0 y 振動(dòng)輸送機(jī)在水平方向的坐標(biāo) x r 軸偏心距 t 時(shí)間 s 振動(dòng)角頻率 1 s 連桿與槽體水平線的夾角 0 槽體在 y 方向的位移由平移振動(dòng)位移 與彈性振動(dòng)位移 所組成 即ayy 2 00a 2 再考慮平衡條件 即得 2 4200 lyyEJkmdxkyxt 3 式 2 3 即為以主振彈簧為振動(dòng)元件的振動(dòng)給料器的振動(dòng)方程 3 2 共振的利用及振幅穩(wěn)定性和頻率比的關(guān)系 非共振振動(dòng)機(jī)械的隔振頻率比 的選擇范圍通常在 2 10 之間 也就是 1 近共振振動(dòng)機(jī)的主振頻率比 通常接近于 1 一般在 0 75 1 3 之間 5 當(dāng)要求振動(dòng)機(jī)有相同的振幅 其所需激振力較小 如圖 3 2 所示 而遠(yuǎn)離共振 時(shí) 則所需激振力將顯著增大 6 圖 3 2 所需激振力幅值與頻率比的關(guān)系 頻率比 2 4 式 2 4 中 激振頻率 振盤固有頻率 0 當(dāng)不考慮阻尼時(shí) 激振力幅 與工作機(jī)體慣性力幅值之比同頻率比 的關(guān)系式 5 為0F 2 5 2021m 隨著所需激振力的減小 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用力 傳動(dòng)部的摩擦功率均可相應(yīng)減小 在近共振的情況下 振幅受阻尼及振動(dòng)質(zhì)量的影響均較大 主振元件 對(duì)于支 架式振動(dòng)給料器主振元件為主振板彈簧 對(duì)于一體式振動(dòng)給料器主振元件為振盤自 身 的振幅波動(dòng)過(guò)大 會(huì)嚴(yán)重影響物料的運(yùn)動(dòng)速度 甚至?xí)鹆喜鄱氯?衡量振 幅穩(wěn)定性的標(biāo)志 是負(fù)載情況下振盤的振幅與空載情況下振盤的振幅之比 比值越 接近 1 則振幅越穩(wěn)定 此外也可用振幅變化率作為標(biāo)準(zhǔn) 可表示為 2 1fkfk 6 式 2 6 中 負(fù)載情況下與空載情況下工作機(jī)體的振幅 f k 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明 主振元件 對(duì)于支架式振動(dòng)給料器是板彈簧 對(duì)于一體式振動(dòng) 給料器是振盤本身 在亞共振狀態(tài)比超共振狀態(tài)有較穩(wěn)定的振幅 原因是當(dāng)增加物 0f f 料量時(shí) 振動(dòng)質(zhì)量及阻尼同時(shí)增加 由于在亞共振狀態(tài)下 這兩種因素對(duì)振幅的增 減的影響是互相抵消的 而在超共振狀態(tài)下是相互疊加的 負(fù)載情況下的頻率比已 超過(guò)共振點(diǎn) 為了避免這一情況 工作點(diǎn)應(yīng)偏離共振點(diǎn)一定距離 即頻率比應(yīng)小于 1 一定數(shù)值 將物料量的影響降低到較小程度 從而可以使振盤工作時(shí)物料量變化 對(duì)振幅波動(dòng)影響明顯減小 可增大振動(dòng)質(zhì)體質(zhì)量對(duì)物料量的相對(duì)比值 7 對(duì)于支架 式振動(dòng)給料器應(yīng)使主振板彈簧處亞共振狀態(tài) 而與振盤處于非共振狀態(tài) 3 3 頻率比的選取及主振彈簧剛度的計(jì)算 頻率比的最佳值是指在此參數(shù)值時(shí) 振盤 或主振板彈簧 具有較穩(wěn)定的振幅 和較小的激振力 從減小阻尼對(duì)振幅穩(wěn)定性的影響這一角度考慮出發(fā) 頻率比不宜 超過(guò) 0 9 0 95 頻率比的下限值 則是從減小激振力的條件來(lái)決定的 當(dāng) 時(shí) 則會(huì)使所需的激振力顯著增大 因此 一般取 0 75 作為頻率比的下限0 75 值 7 綜合上述原因 頻率比的大小可按阻尼的大小 在下列范圍內(nèi)選取 8 1 對(duì)振幅不可調(diào)的線性振動(dòng) 0 75 8k 0 8 90f 2 對(duì)振幅不可調(diào)的非線性振動(dòng) 2 k 5 f 3 對(duì)振幅可調(diào)的線性振動(dòng) 0 85 93k 0 9 8f 其中 負(fù)載和空載的頻率比kf 對(duì)于少數(shù)近共振振盤 在工作中物料量幾乎不發(fā)生變化 這時(shí)頻率比 可以選f 擇在 1 05 1 3 的范圍內(nèi) 當(dāng)頻率比選定后 主振彈簧的剛度可按下式計(jì)算 5 對(duì)單質(zhì)體振動(dòng)機(jī) 2 2 1fkm 7 對(duì)雙質(zhì)體振動(dòng)機(jī) 2 8 212 fmk 式 2 7 和式 2 8 中 k 主振彈簧剛度 空載的頻率比 f 空載時(shí)的質(zhì)量 fm 工作頻率 質(zhì)體 1 和質(zhì)體 2 的質(zhì)量 1 2 3 4 振動(dòng)強(qiáng)度次數(shù)向角選取 振動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)械指數(shù) K 的選擇主要受材料強(qiáng)度及構(gòu)件剛度等的限制 對(duì)大多 數(shù)振動(dòng)輸送機(jī)械 為了不過(guò)分地加強(qiáng)及其零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度 并能使及其較 耐久地工作 通常取振動(dòng)強(qiáng)度 對(duì)于振動(dòng)給料機(jī) 則有少數(shù)達(dá)到 5 4 6K 10K 機(jī)械式振動(dòng)給料機(jī)的工作頻率 振動(dòng)次數(shù) n 與振幅 在很大范圍內(nèi)變動(dòng) 它 不僅與振動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有關(guān) 還與具體的工藝要求有關(guān) 對(duì)于電磁式振動(dòng)機(jī) 一般采用高頻率低振幅 如 n 3000 次 min 單振幅 一 般為 0 5 1mm 如 n 1500 次 min 單振幅 一般為 1 5 3mm 也有少數(shù)會(huì)高些 或低些 對(duì)于慣性式振動(dòng)機(jī)一般采用中頻率中振幅 少數(shù)的采用高頻率低振幅 振動(dòng)次 數(shù) n 通常為 700 1800 次 min 單振幅 為 1 10mm 對(duì)于彈性連桿式振動(dòng)機(jī)通常采用低頻率大振幅 少數(shù)采用中頻率中振幅 振動(dòng) 次數(shù) n 通常為 400 1000 次 min 振幅 一般為 3 30mm 在選用振動(dòng)次數(shù) n 和振幅 時(shí) 應(yīng)滿足許用振動(dòng)強(qiáng)度 的要求 一般為 K 5 10 所以 通常按下式驗(yàn)算振動(dòng)機(jī)的振動(dòng)強(qiáng)度 5 2 22 90nKKgg 9 式 2 9 中 n 振動(dòng)次數(shù) g 重力加速度 振幅 振動(dòng)方向角 的選擇主要根據(jù)機(jī)器的用途 其次應(yīng)考慮所處理物料的性質(zhì)與要 求 在此所處理的物料是茶葉 所以應(yīng)選用較小的方向角 對(duì)于長(zhǎng)度較大的振動(dòng)輸送機(jī) 在物特殊要求的情況下通常安裝成水平 當(dāng)要求 傾斜向上輸送時(shí) 根據(jù)所輸送物料的性質(zhì) 如形狀 粒度等 的不同 最大提升角 度不超過(guò) 對(duì)于粒度較大或成球形易于向下滾動(dòng)的物料 最大提升角不超015 7 過(guò) 對(duì)于振動(dòng)給料機(jī) 除了因某種工藝作業(yè)需要而作水平安裝外 一般為了提高2 給料機(jī)的速度 通常采用向下傾斜安裝 向下的傾斜角一般為 左右 當(dāng)輸送含水01 量較大或粘性較強(qiáng)的物料時(shí)下傾角可適當(dāng)加大到 對(duì)于振動(dòng)上料機(jī)和利用015 2 摩擦系數(shù)差異進(jìn)行選分的振動(dòng)機(jī) 為了實(shí)現(xiàn)向上輸送物料的要求 向上的傾角 通0 常為 9 04 15 4 包裝機(jī)振盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 1 振盤材料及運(yùn)動(dòng)參數(shù) 振盤工作頻率的選用以第一階模態(tài)頻率為主要參考頻率 因此選用的振動(dòng)工作 頻率 設(shè)定垂直方向工作振幅01 85 0 9 14 0 5 692 f Hz 工作面傾角 振動(dòng)強(qiáng)度 振動(dòng)方向角 5 激振采用5m 2 K 02 連桿偏心輪裝置 4 2 設(shè)計(jì)的校核計(jì)算 4 2 1 振盤的靜態(tài)校核 將振盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為底板 具體形狀尺寸為 長(zhǎng) 400mm 寬 300mm 高 100mm 振盤自身重力和預(yù)裝茶葉的合質(zhì)量可以簡(jiǎn)化為平均分布在振盤上的分布 力 預(yù)定裝載茶葉質(zhì)量為 6kg 則平均分布力 0 43 17809 6 8240 N m 4q 較核安全因數(shù) 5sn 振盤在工作前只起到了裝料的作用 在工作過(guò)程中振盤在激振力 F 的作用下 用 以支撐振盤的四跟板彈簧在彈性性能的作用下使振盤發(fā)生往復(fù)式振動(dòng) 在已經(jīng)預(yù)定 裝載了質(zhì)量為 6kg 的茶葉后 系統(tǒng)還未振動(dòng)工作的工作狀態(tài) 此時(shí)激振力 F 0N 振 盤處于靜太平衡狀態(tài) 此時(shí)振盤受力情況可簡(jiǎn)化如圖 4 1 所示 約束 A 處和 B 處的 支反力分別為 和 其中 CA 50mm AB 300mm m BD 50mm RAFB BqACDxy 圖 4 1 振盤簡(jiǎn)化受力圖 由靜力平衡可得 4 2 2 0yRAFBARFqCDMA 1 可得 4 2 2 2 40 240240 53 35RAFBRB 9763 05 314 5RAFB 解得 8 RAN 48 RBFN 振盤在 CA AB BD 三段內(nèi)所受的剪切力和彎矩各不相同 應(yīng)分段分析 在 CA 段 0 5xm 4 3 22 401SFxqxM 在 AB 段 0 50 35mx RFRF 4 4 222 408 48 511048 4SRAFxqFxqMxCx 在 BD 段 0 35 mx 2 2 0 976404 0 1620 82197615 SFqCDxxMx xx 4 5 依照各段的剪力方程和彎矩方程 分段作剪力圖 如圖 4 2 所示 和彎矩圖 如圖 4 3 所示 圖 4 2 振盤所受剪切力圖 圖 4 3 振盤所受彎矩圖 從圖 4 2 和圖 4 3 中可以看出 在振盤的全部長(zhǎng)度內(nèi) 最大剪力和最大彎矩都 發(fā)生在 B 處 即振盤在靜力作用下的危max36sFN max17 05 MN 險(xiǎn)截面在 B 處 因此只要較核 B 處的剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力即可 12 最大剪切應(yīng)力 4 6 max360 24 5s PaA 730 486 1 5s MPan 最大彎曲應(yīng)力 4 7 maxMw 2260 35106bh 所以 4 8 617 05 14 2Pa 73 486 7 1 5s MPan 綜上可得 槽式料斗振盤在靜態(tài)時(shí)安全 符合強(qiáng)度要求 4 2 2 振盤的加載校核 在加載振動(dòng)工作過(guò)程中的主要振動(dòng)元件是在 A 處和 B 處用于起支撐振盤作用的 四根板彈簧 且為了使振盤在振動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于水平面不出現(xiàn)由于 A 處與 B 處的板 彈簧受力不均而出現(xiàn)的夾角 使整個(gè)下料不均 因此應(yīng)該使 A 處和 B 處的板彈簧的 受力相等 從而使振盤在振動(dòng)過(guò)程中趨于相對(duì)的平穩(wěn) 且激振力主要作用于主振元 件 板彈簧 所以最大振幅即為板彈簧的最大振幅 設(shè)連桿作用于振盤的激振力 F 作用于振盤 E 處 振盤自身重力和預(yù)裝茶葉重量之和與靜態(tài)分析時(shí)相同處理 此時(shí) 振盤受力情況可簡(jiǎn)化如圖 4 9 和圖 4 10 所示 約束 A 處和 B 處的支反力分別為 和 其中 RAFBAx 根據(jù)力平衡方程 4 18 2 2 0XRABYA RBFFFqCDqMCAFCE 且 4 19 RARBF 在加載振動(dòng)工作時(shí) 板彈簧的受力情況如圖 4 11 所示 根據(jù)力平衡方程 4 1 10 xRAaRcy caa RAcFFGMab 20 011sin2RARAF co 4 21 0sRcRc in2F RARc 1RARAF 在振盤加載振動(dòng)的工作情況下 工作振幅為 即振盤在垂直工作面5 m 的振幅為這個(gè)值 則支撐的板彈簧的振幅為 考慮到還10214 69 sin 有其它因素對(duì)板彈簧振幅的影響 振幅可為 由于板彈簧的自身重力相15 對(duì)很小 所以由板彈簧重力引起的撓度可忽略 既板彈簧的最大撓度 15 m 根據(jù)撓曲線方程 12 4 2 3 6FxlEI 22 式 4 22 中 最大撓度 作用力 F 固定端到點(diǎn)的距離 x 楊氏彈性模量 E 梁的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I 梁的有效長(zhǎng)度 l 可得 4 2 6 3 EIFxlx 23 在式 4 23 中 4 24 33100 125 46 7bhI 最大撓度 6 m 9 ENm 25 labm 則使板彈簧產(chǎn)生最大撓度的力 4 910332106 7 5403 25nF N 25 即 4 26 1 403 2 RARCnFF 由式 4 18 式 4 19 式 4 20 式 4 21 和式 4 26 可得 4 27 20000coscos2sicos444n qDF 1 58 3 FFN 解得 1256 代入式 4 1 和式 4 2 可得 4 28 0 sin267 34 2RABFqCDF N 4 29 0cos59 4 RAB 4 30 0218 7FN 4 31 0sin249 83 FN 由式 4 18 可得 2 2261 261 0 367 0 0 3749 803x 解得 98xm 振盤在各段內(nèi)的剪切力 拉壓應(yīng)力和彎矩個(gè)不相同 分段分析 在 CA 段 0 3xm 4 32 22 061 30 8NSFxqxMx 在 AE 段 0 30 13mx 4 33 2 22 61 67 2345947 267 3 0 3 10 831086749SRANRAFqFxNqMxxCxx 在 EB 段 0 3 5mx 4 34 222 90 437 261 49 803267 34261 59 61 267 340 56 0 4 18174 79NRBS RARBFxNqFxxqMxCCDxxx 在 BD 段 0 5 m 4 35 2 0 4 61 04 6 2130 804 2 93NSFxqxxM 在 AB 段內(nèi)的擠壓應(yīng)力 4 max59 47 9 03N FMPaA 70 486 7 1 5s MPan 36 剪切應(yīng)力 4 max258 90 172 03sFPaA 730 486 7 1 5s Pan 37 彎曲應(yīng)力 max Mw 2260 35 06bh 所以 4 623 941 5 150MPa 73 486 71 5s MPan 38 綜上可得 振盤在振動(dòng)工作狀態(tài)下的應(yīng)力符合安全要求 4 2 3 激振連桿的校核 激振連桿的材料及其參數(shù)與振盤相同 結(jié)構(gòu)如圖 4 18 所示 總長(zhǎng)為 325mm 圖 4 18 連桿結(jié)構(gòu) 在實(shí)際工作中連桿只受到拉壓力的作用 因此只要校核連桿的拉壓應(yīng)力即可 從圖 4 18 可以看出 連桿在連接處的面積最小 即屬于危險(xiǎn)截面 激振力即式作用 在連桿上的最大力 4 730 486 7 1 5s MPan 52 右端連接處最大應(yīng)力 4 max1256 41 89 0 0NFPaA 53 左端連接處的最大應(yīng)力 max1256 12 567 0NFMPaA 通過(guò)對(duì)振盤 激振連桿的以上校核 可知所設(shè)計(jì)的振盤 振動(dòng)板彈簧和激振連桿 符合設(shè)計(jì)要求 最終設(shè)計(jì)的振動(dòng)盤如圖 4 19 所示 結(jié) 論 通過(guò)這次茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤設(shè)計(jì) 我認(rèn)識(shí)到了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和 實(shí)際設(shè) 計(jì)之間的差距 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)既鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí) 解 決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力 同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料 設(shè)計(jì)手冊(cè) 設(shè)計(jì) 規(guī)范以及電 腦制圖等其他專業(yè)能力的水平 而且通過(guò)對(duì)整體的掌控 對(duì)局部的取舍 以及對(duì)細(xì) 節(jié)的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng)驗(yàn)得到了豐富 并且使我的毅力 意 志力以及耐力都得到了不同程度的提高 這些都是我希望得到的 也是畢業(yè)設(shè)計(jì)的目 的所在 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多 過(guò)程繁瑣 但我的收獲也是非常的多 各種設(shè)計(jì) 方案的適用條件 各種零部件的選用標(biāo)準(zhǔn) 我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉 并學(xué)會(huì)應(yīng)用的 從畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)來(lái)的這些寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn) 必然會(huì)讓我在未來(lái)的 工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力 更強(qiáng)的溝通力和理解力 本次設(shè)計(jì)參考了許多資料 吸取了其優(yōu)點(diǎn) 并在考慮我國(guó)實(shí)際的基礎(chǔ)上完成了 茶葉自動(dòng)包裝機(jī)振盤設(shè)計(jì) 表達(dá)了自己的設(shè)計(jì)思想 完成了設(shè)計(jì)任務(wù) 但是由于缺 乏生產(chǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 問(wèn)題一定很多 這些都需要老師改正 使之更合乎生產(chǎn)實(shí)際 致 謝 本文是在老師的精心指導(dǎo)下完成的 老師師淵博的學(xué)識(shí) 開(kāi)闊的視野 敏銳的 洞察力 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng) 永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣 也將始終 引導(dǎo)和激勵(lì)著學(xué)生在科學(xué)技術(shù)的殿堂里探索前進(jìn) 老師令人敬佩的平易近人的處世 方式也為學(xué)生樹(shù)立了榜樣 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的 在整個(gè)過(guò) 程中同時(shí)也得到了其他老師的指導(dǎo)和大力支持 在此我向老師們表示崇高的敬意和 衷心的感謝 感謝他們對(duì)我在學(xué)習(xí)上的耐心指導(dǎo) 以及做人做事方面的悉心教誨 使我在解決問(wèn)題的方法策略和為人處事上都有了很大提高 同時(shí)祝愿他們工作順利 身體健康 在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 我得到了很多同學(xué) 朋友及老師的支持和幫助 他們給予 了極大的幫助和支持 在此我對(duì)他們表示衷心的感謝 同時(shí)我也感謝我的家人 是 他們的理解和默默支持使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能得以順利按時(shí)的完成 最后 借此機(jī)會(huì)謹(jǐn) 向所有關(guān)心 支持和幫助我的老師 同學(xué) 家人 朋友以及所有默默支持我的人致 以最衷心的感謝 謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心和幫助我的人 學(xué)生所取得的每一點(diǎn)點(diǎn)成績(jī)和每一次的進(jìn)步 無(wú)不凝聚著老師大量的心血 在 此論文完成之際 謹(jǐn)向老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝和幫助 在此向老師表 示衷心的感謝 老師全面活躍的思維方式 一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤奮務(wù)實(shí)的工作 作風(fēng)給我留下了深刻的印象 并將使我受益終生 感謝我的家人 他們的支持和理 解是我完成學(xué)業(yè)的前提和動(dòng)力 沒(méi)有他們的支持我不可能順利完成我的學(xué)業(yè) 值此 論文完成之際 向所有給予我關(guān)心和幫助的老師 同學(xué)和親友致以深深的謝意和美 好的祝福 參考文獻(xiàn) 1 吳相憲 王正為 黃玉堂 主編 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 1993 2 王洪欣 李木 劉秉忠 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué) I 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 2001 3 唐大放 馮曉寧 楊現(xiàn)卿 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué) II 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 2001 4 中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室等編 畫法幾何及工程制圖 上?？茖W(xué)技術(shù)出版 社 1997 5 聞邦椿 劉樹(shù)英 何勍 振動(dòng)機(jī)械的理論與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2001 6 史美堂 主編 金屬材料及熱處理 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1983 7 蘇翼林 主編 材料力學(xué) 高等教育出版社 1980 8 顧崇銜 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1999 9 王新等編著 AUTO CAD 2002 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用與實(shí)例 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