顆粒包裝機(jī)自動(dòng)供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

顆粒包裝機(jī)自動(dòng)供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì),顆粒,裝機(jī),自動(dòng),供料,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目：顆粒包裝機(jī)自動(dòng)供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2012 年 12 月 24 日 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目背景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對(duì)產(chǎn)品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機(jī)是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動(dòng)機(jī)械之一，其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國(guó)近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速，但又在某種程度上受到機(jī)械工業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后的影響。對(duì)于包裝機(jī)，無論它適用于何種商品包裝，根據(jù)其工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能特點(diǎn)，我們把包裝機(jī)械的工作部件分為包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及其組成中完成各有關(guān)包裝操作的自動(dòng)機(jī)械裝置，即包裝物品的給料裝置，計(jì)量裝置，包裝材料和容器的供送裝置，裝填灌注裝置，封口執(zhí)行裝置等。本課題著重對(duì)自動(dòng)供料系統(tǒng)中的給料裝置，計(jì)量裝置和包裝材料的供送裝置進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。使其具有快速，準(zhǔn)確，經(jīng)濟(jì)，適用等優(yōu)點(diǎn)，能較大的提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)程度。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生在給定設(shè)計(jì)任務(wù)下的創(chuàng)造性思維的能力。 1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 包裝機(jī)械概述包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用，它給行業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，尤其是其中重點(diǎn)設(shè)計(jì)的給料裝置，計(jì)量裝置和包裝材料的供送裝置等，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。就目前我國(guó)包裝機(jī)械的發(fā)展相對(duì)還屬于滯后階段，盡管包裝機(jī)械的產(chǎn)值在整個(gè)包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對(duì)包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。沒有現(xiàn)代化的包裝機(jī)械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。用于完成包裝機(jī)自動(dòng)供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可分為包裝材料的整理和供送系統(tǒng)，被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)兩大重點(diǎn)。包裝機(jī)械作為專業(yè)性機(jī)械，除了同于普通機(jī)械的一般要求外，還有外表美觀，傳動(dòng)裝置緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)效率高等要求，以很好地完成自身功能適應(yīng)市場(chǎng)需求。 國(guó)內(nèi)：我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)概況與展望目前我國(guó)包裝機(jī)械企業(yè)規(guī)模偏小，技術(shù)裝備不很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)能力較弱，產(chǎn)品品種單一。產(chǎn)品的技術(shù)含量、附加值較低：新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，不能及時(shí)響應(yīng)市場(chǎng)的需求，及時(shí)提供市場(chǎng)、用戶所急需的產(chǎn)品。企業(yè)主要精力都花費(fèi)在量的擴(kuò)張上，對(duì)質(zhì)的提升、科技進(jìn)步的投入嚴(yán)重不足，產(chǎn)品在低水平上重復(fù)，許多企業(yè)生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，從而使許多產(chǎn)品銷不出去。低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)已威脅到企業(yè)生存的地步；另外，產(chǎn)品安全防護(hù)措施較差，安全意識(shí)不強(qiáng)，這些都造成國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力偏低。散體物料包裝機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)目前我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況。隨著我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)，國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢(shì)必 會(huì)對(duì)我國(guó)剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。包裝機(jī)械產(chǎn)品量面廣，我們的行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽(yáng)工業(yè)”。 國(guó)外：國(guó)外包裝機(jī)械業(yè)概況美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)。美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體 系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來，美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。新型機(jī)械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最快，裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的15%，紙盒封盒包裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居第二位。從上世90年代初以來，美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。散體物料包裝機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)日本與美國(guó)、德國(guó)相比，起步較晚。上世紀(jì)60年代以前，包裝機(jī)械廠家不足60家，只能包裝糖果、香煙等。60-70年代，是日本包裝機(jī)械業(yè)起步階段，產(chǎn)值增長(zhǎng)速度很快。70-80 年代，增長(zhǎng)速度雖不如上一階段那么高，但年增長(zhǎng)率仍達(dá) 13%。80-90 年代是穩(wěn)定增長(zhǎng)分階段，將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機(jī)械的控制，以后又將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械，達(dá)到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平，大大提高了其國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此從上世紀(jì) 60 年代到 90 年代 初，日本包裝機(jī)械工業(yè)連續(xù)30多年高速增長(zhǎng)，引進(jìn)--消化--發(fā)展的過程。 德國(guó)、意大利、英國(guó)、瑞士和法國(guó)等，都是世界上很重要的包裝機(jī)械生產(chǎn)國(guó)家。德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位，特別是啤酒、飲料 灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，享譽(yù)全球。一些大公司 生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)-電-儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有 防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)， 出口比例占80%左右。德國(guó)是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó)。意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，出口比例占80%左右。目前，世界各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械的發(fā)展都十分重視，集機(jī)、電、氣、光、生、磁為一 體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實(shí)用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。 2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1主要內(nèi)容和要求 主要內(nèi)容： (1)包裝材料的供送系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 包裝材料的供送是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)械化包裝的必要條件，必須保證包裝材料的供送速度快、穩(wěn)定性好、可控性強(qiáng)。包裝材料的供送機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)滿足： 1）符合包裝工藝流程，滿足包裝材料的連續(xù)性和間歇性的供送要求。 2）根據(jù)包裝材料及容器的類別和特征，確定具體的供送方式和機(jī)構(gòu)。 3）滿足包裝材料生產(chǎn)率對(duì)包裝材料供送速度或供送頻率的要求，供送的生產(chǎn)能力或工作速度應(yīng)該可調(diào)整。 4）滿足包裝材料供送的定長(zhǎng)、定位、定向控制要求，供送過程的穩(wěn)定性要好、可控性要強(qiáng)，便于與包裝材料供送和充填動(dòng)作的同步。 5）便于與包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步工作和協(xié)調(diào)設(shè)置。 (2) 物料計(jì)量供送的設(shè)計(jì)； 物料的準(zhǔn)確計(jì)量和快速穩(wěn)定供送是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化包裝的首要條件。物料的計(jì)量供送裝置的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)滿足： 1）滿足包裝工藝要求，實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)或間歇供送。 2）根據(jù)物料類別和包裝要求，實(shí)現(xiàn)物料計(jì)量及供送的機(jī)械化和自動(dòng)化。 3）滿足包裝機(jī)生產(chǎn)率對(duì)物料供送速度和計(jì)量精度的要求，生產(chǎn)能力、工作速度可調(diào)整。 4）包裝物料供送的定量要準(zhǔn)、定向要好、供送過程要穩(wěn)、可控性要強(qiáng)，便于與包裝材料供送機(jī)構(gòu)、包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步工作及協(xié)調(diào)布置。 5）便于檢測(cè)、控制、維修和調(diào)試。 要求： (1) 包裝速度：30—60袋/min； (2) 薄膜直徑不超過500mm； (3) 薄膜寬度不超過400mm； (4) 制袋尺寸(長(zhǎng)X寬高)：(60—180)mmX(70—120)mmX(20—70)mm； (5) 繪制相關(guān)設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖； (6) 撰寫畢業(yè)論文。 2.2研究方法和步驟 顆粒包裝機(jī)自動(dòng)供料系統(tǒng)設(shè)計(jì)的形態(tài)學(xué)矩陣： 物料供送裝置 振動(dòng)給料裝置 鏈條給料裝置 帶式給料裝置 輥軸式給料裝置 計(jì)量裝置 計(jì)數(shù)計(jì)量法 容積計(jì)量法 稱重計(jì)量法 包裝材料 供送裝置 板、片包裝材料供送裝置 卷帶包裝材料供送裝置 瓶、罐及盒類包裝容器供送裝置 蓋塞類供送裝置 可能組合成方案：N=4×3×4=48 方案一：選用斗式電磁振動(dòng)給料器，其計(jì)量裝置選用定容法量杯式，而包裝材料供送裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 方案二：選用帶式輸送給料機(jī)，其計(jì)量裝置選用間歇式稱重，而包裝材料供送 裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 方案三：選用帶式輸送給料機(jī)，其計(jì)量裝置選用定容法量杯式，而包裝材料供 送裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 我選擇的最優(yōu)方案是方案三。因?yàn)槎肥诫姶耪駝?dòng)給料器和帶式輸送給料器都是經(jīng)過數(shù)年發(fā)展已逐步完善的裝置，而斗式電磁振動(dòng)給料器工作原理較為簡(jiǎn)單，但是影響物件供送效果的因素卻很多，帶式輸送給料更適用于顆粒物品的供送。而定容法更適用于粉末、細(xì)顆粒、膏狀物料且構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，計(jì)算速度快，但精度稍低。而本課題設(shè)計(jì)的顆粒包裝物，我選擇用卷帶包裝材料供送裝置。經(jīng)過對(duì)比我選取方案三。 3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作 3.1自動(dòng)供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和特點(diǎn) （1）物料供送裝置的設(shè)計(jì)以及工作原理； （2）計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)以及工作原理； （3）包裝材料供送裝置的設(shè)計(jì)以及工作原理。 （4）結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)復(fù)雜，各部分動(dòng)作配合要求高； （5）物料供送與包裝材料供送協(xié)調(diào)關(guān)系的處理。 3.2前期工作 （1）我查閱了相關(guān)資料，了解了課題的背景和發(fā)展?fàn)顩r； （2) 學(xué)習(xí)了常用包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、并提出初步的原理方案； （3) 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案。 4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫） 1—2周：接受設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)資料，了解課題的背景和發(fā)展?fàn)顩r； 3—4周：學(xué)習(xí)常用包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、原理方案的提出； 5周：傳動(dòng)系統(tǒng)方案的優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案； 6周：物料供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 7周：包裝袋供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 8周：包裝袋成型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 9—10周：對(duì)系統(tǒng)的論證和驗(yàn)算； 11—12周：繪制相關(guān)設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖； 13—14周：撰寫畢業(yè)論文； 15周：準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 呼英俊,白杉,劉志平.幾種自動(dòng)定量包裝機(jī)的計(jì)量設(shè)計(jì)[M].計(jì)量技術(shù).2003,No12:39～41. 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