枕型包裝袋形式的液體立式成型-充填-封口包裝機設計

第1章引言本科畢業(yè)設計說明書-PAGE4--PAGE5-全套圖紙加V信153893706或扣3346389411中文摘要成型－充填－封口包裝機是能夠完成包裝容器的成型，充填，封口的機器。而立式袋成型―充填―封口包裝機是包裝機械中應用最廣泛，批量最大的機型之一，其特點是被包裝材料的供料筒設置在制袋器內(nèi)側(cè)，制袋與充填物料由上到下沿豎直方向進行。該成型機器主要由計量裝置，傳動系統(tǒng)，橫封和縱封裝置，成型器，充填管及薄膜牽拉供送機構(gòu)等部件組成。本次設計的包裝機為枕型袋包裝形式的液體立式成型－充填－封口包裝機，選用萬能枕型袋成型器，機械無級調(diào)速裝置，高頻加熱式橫封器，縱封器，牽拉滾輪通過傳動，執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)包裝機的包裝參數(shù)要求。關(guān)鍵詞包裝機，計量裝置，橫封，縱封，牽拉滾輪，成型器，機械無級調(diào)速裝置TitleAbstract:Shaped-filling-sealpackagingmachineisabletocompletepackingcontainersshaped,andthefilling,sealingmachine.Andthetypeofimmediatebagsshaped-filling-sealingpackagingmachinery,packagingmachinesisthemostwidelyapplied,thelargestnumberofplanesone,characterizedbythepackingmaterialsforLiaotongbaggingmachinesinstalledinbusy,baggingandfillingmaterialsfromtheverticaldirectionalongtothenext.Theshapedprimarilybythemeasurementmachinedevices,drivetrainsystem,andverticalandhorizontalroadclosuredevices,shapeddevice,filledwithpipesandmembranecomponentsQianlaforsendinginstitutions.Thisdesignpackagingmachinesforpillow-typebagpackagingliquidformverticalshape-filling-sealingpackagingmachineschosenAlmightypillow-shapeddevicesbags,machineryWujidiaosudevices,high-frequencyheating-WangroadvehiclesverticallettersvehiclesQianlarollerthroughtransmission,theexecutingagencyforpackagingmachinespackagingparameters.Keywordspackagingmachine,measureequipment,acrossing-seal,verticaling-seal,involvinganddrawing-trolley,molding目錄1引言………………12包裝機械概述……………………42.1充填機………………42.2封口機………………73設計方案及其計算…………………193.1枕型袋成型器設計………………193.2薄膜牽拉機構(gòu)設計………………213.3布局圖………………223.4無級變速裝置………………………243.5高頻加熱式橫封器…………………263.6數(shù)據(jù)計算……………273.6.1主軸轉(zhuǎn)速計算……………………283.6.2選擇電機…………293.6.3蝸輪減速器計算…………………303.6.4錐齒輪計算………………………353.6.5齒型帶設計………………………403.6.6雙聯(lián)滑移齒輪設計………………42結(jié)論……………………48致謝………………50參考文獻…………51附錄A求軸支撐點支反力的C語言設計…………531引言近半個世紀以來，隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展、消費水平的提高和現(xiàn)代軍事的需要，產(chǎn)品包裝已成為生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。追求包裝的多樣性、科學性、藝術(shù)性和經(jīng)濟性，基本上反映了時代的潮流。這樣使出現(xiàn)了過去難以想象的新觀念：包裝本身就是一門科學；在將來，如果沒有科學的包裝根本談不上商品的生產(chǎn)與銷售，并且這又離不開先進的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學技術(shù)綜合協(xié)調(diào)的發(fā)展，以及各種先進技術(shù)在包裝領(lǐng)域里的滲透應用?，F(xiàn)代包裝的基本功能大體上包括保護商品、便于使用和促進銷售三個方面。事實上，各行各業(yè)生產(chǎn)的包裝產(chǎn)品，只有經(jīng)歷一定的時間和空間才能逐步實現(xiàn)各自應有的功能。這個物流經(jīng)常會反饋地貫穿在從設計、生產(chǎn)、管理直至流通的整個過程中，使之不斷更新完善。若將有關(guān)的作用環(huán)節(jié)有機地聯(lián)系起來，遂自然形成有著明顯動態(tài)特征的現(xiàn)代包裝體系。時至今日，一些科學技術(shù)發(fā)達的國家?guī)缀跽魉泄I(yè)部門都已程度樂園地實現(xiàn)了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝所組成灼機械化與自動化生產(chǎn)過秤，有的還外延到包裝制品加工及包混成品的儲存系統(tǒng)，從而極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量積勞動生產(chǎn)率，開發(fā)了單憑手工難以完成的新品種，增強了商品在國內(nèi)外市場上的競爭能力，豐富了久民群眾的物質(zhì)、精神生活。包裝機械根據(jù)包裝物與包裝材料的供給方式，可分為全自動包裝機械及半自動包裝機械；按包裝物的使用范圍劃分，還可分為通用包裝機、兼用包裝機及專用包裝機；依包裝種類可分為內(nèi)包裝機及外包裝機等。近幾年來我國的包裝機械雖然發(fā)展很快，產(chǎn)品水平也上升到了新臺階，開始顯現(xiàn)規(guī)?；?、成套化、自動化的趨勢，傳動復雜、技術(shù)含量高的設備開始出現(xiàn)。但是與國外產(chǎn)品相比仍然存在很大的技術(shù)差距。我國現(xiàn)有的一些包裝機械產(chǎn)品技術(shù)含量不高，而國外已將很多先進技術(shù)應用在包裝機械上，如遠距離遙控技術(shù)(包括監(jiān)控)、步進電機技術(shù)、自動柔性補償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等。國內(nèi)大多以生產(chǎn)單機為主，而國外大多為成套生產(chǎn)線，很少單機銷售。我國的食品和包裝機械單機多、成套少，通用機型多、滿足特殊要求、特殊物料的設備少;技術(shù)含量低的多，高技術(shù)附加值、高生產(chǎn)率的產(chǎn)品少；智能化設備還處于研制階段。我國食品和包裝機械產(chǎn)品的質(zhì)量差距主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性和可靠性差、造型落后，外觀粗糙、基礎(chǔ)件和配套件壽命短、無故障運行時間短、大修周期短，且絕大多數(shù)產(chǎn)品還沒有制定可靠性標準。同時我國食品和包裝機械主要還是仿制、測繪，稍加國產(chǎn)化改進，很少有自行研究開發(fā)的。目前國內(nèi)的科研、開發(fā)投人較少。我們的開發(fā)手段落后，現(xiàn)在好一點的企業(yè)開展了“甩圖版工程”，但真正使用CAD的還很少。產(chǎn)品開發(fā)缺少創(chuàng)新，難上水平。生產(chǎn)手段落后，大部分還是用陳舊的通用設備加工。新產(chǎn)品開發(fā)不但數(shù)量少，而且開發(fā)周期長。在企業(yè)管理上，往往重生產(chǎn)加工、輕研究開發(fā)、創(chuàng)新不夠，不能緊跟市場需求及時提供產(chǎn)品。現(xiàn)在隨著人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整和飲食習慣的改變，促進了食品加工業(yè)的快速發(fā)展，增加了對高品質(zhì)的包裝機械和食品加工機械的需求。所以現(xiàn)代包裝機設計應該滿足“綠色設計”，即人性化設計的要求。它是面向質(zhì)量設計、裝配設計、制造設計、維修設計、可靠性設計的綜合設計。包裝機械的設計要考慮到可靠性、安全性、環(huán)保性、低噪音等各方面的因素。充分體現(xiàn)原理優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制造優(yōu)化、造型優(yōu)化。按包裝機械的工作原理與結(jié)構(gòu)性能通常將包裝機械分成八個組成要素：Ⅰ，被包裝物品的計量與供送系統(tǒng)；該系統(tǒng)是指將被包裝物品進行計量，整理，排列，并輸送至預定工位的裝置系統(tǒng)。有的還完成被包裝物品的成型和分割。Ⅱ，包裝材料的整理與供送系統(tǒng)；該系統(tǒng)是指將包裝材料進行定長切斷或整理排列，并逐個輸送至預定工位的裝置系統(tǒng)。Ⅲ，主傳送系統(tǒng)；該系統(tǒng)是指將被包裝物品和包裝材料由一個包裝工位順次傳送到下一個包裝工位的裝置系統(tǒng)。Ⅳ，包裝執(zhí)行機構(gòu)；Ⅴ，成品輸出機構(gòu)。Ⅵ，動力機與傳動系統(tǒng)；該系統(tǒng)是指將動力機的動力與運動傳遞給執(zhí)行機構(gòu)和控制元件，使之實現(xiàn)預定動作的裝置系統(tǒng)。Ⅶ，控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)由各種自動和手動控制裝置組成，是現(xiàn)代包裝機械的重要組成部分，包括包裝過程及其參數(shù)的控制，包裝質(zhì)量，故障與安全的控制等。Ⅷ，機身；機身用于支撐和固定有關(guān)零部件，保持其工作時要求的相對位置，并起一定的保護和美化外觀等作用。本次包裝機械的畢業(yè)設計涉及到大學期間所學的機械原理，機械設計，機械系統(tǒng)設計，機電傳動控制，測試與傳感等多門課程。作為大學四年的最后一次大型的綜合性設計它會提升我們綜合運用所學知識，融合各個學科，交叉運用各個學科知識的能力，很好的培養(yǎng)了我們的研究能力，設計能力和動手能力，認真完成本次的畢業(yè)設計可以為我們將來的學習和工作打下良好的基礎(chǔ)。第2章包裝機械概述2包裝機械概述：2．1充填機充填機是指將產(chǎn)品以預定量充填至包裝容器內(nèi)的機器。將產(chǎn)品按預定容顯充填至包裝容器內(nèi)的機器叫容量式充填機；將產(chǎn)品按預定重量充填至包裝容器內(nèi)的機器叫秤量式充填機；將產(chǎn)品按預定數(shù)目充填至包裝容器內(nèi)的機器則叫計數(shù)充填機。充填液體產(chǎn)品的機器通常稱為灌裝機。2.1.1容量式充填機．適合干科或稠狀體容量式充填機的主要型式有；量杯式、螺旋式、氣流式、柱塞式、計顯泵式、插管式、定時式。1)量杯式充填機量杯式充填機的充填裝置原理圖如圖2—1所示。它適合于粒狀、片狀、粉末等流動性能良好的物科充填。物料經(jīng)供料斗1自由地靠重力落人量杯8中，轉(zhuǎn)盤6上裝有數(shù)個(圖上為4個)經(jīng)杯和對應的活門底蓋3，上面為粉罩2；當主軸4帶動轉(zhuǎn)盤6旋轉(zhuǎn)時，刮板5將量杯8上多余的物料刮去，轉(zhuǎn)到卸科工位時，撞桿(圖上末示出)將底蓋3頂開，量懷中一定容量的物料在自重作用下充填到下方的容器內(nèi)．它的結(jié)構(gòu)簡單，造價低。上述量杯的容量不能調(diào)整，若要改變定量，則必須更換至三變量杯。為了適應物樹視比重不穩(wěn)定的情況，保證定量的精度，可采用圖2—2所示的可調(diào)容量式充填機。量杯由上下兩個容杯組合而成，通過調(diào)節(jié)機構(gòu)改變它們之間的相對位置，微調(diào)容杯的總?cè)萘浚_到視比重變化但重量不變的目的。調(diào)整可以手動或自動。計量精度可達2-3％。2)螺桿式充填機螺桿式充填機的原理如圖2—3所示。它適合于流動性良好的顆粒料、粉末，也可用于稠狀體；但是不宣用在易碎的片狀物料或視比重變化較大的物料。螺桿8由離合器驅(qū)動，由定時器或計數(shù)器控制旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。每圍螺旋周長為，螺旋截面積為，則一圈螺旋的容積當物料視比重為時，剛每次充填的物料重量為：螺桿式充填機的計量精度可達2-3％，充填不是靠重力，是強迫運動，光填速度快，飛揚小，若容器帶振動，可保證很高的充填系數(shù)。2．2封口機封口機是指在包裝容器內(nèi)盛裝產(chǎn)品后，對容器進行封口的機器。按所用的容器不同，可分為以下幾種；(1)不使用封口材料，僅用熱封合的方法封閉包裝容器的熱壓封口機；用塑料或復合材料制成的容器絕大多數(shù)都采用這種機器。(2)使用封口材料，通過按壓金屬蓋子等使之變形，與容器封閉，或用滾輪將金屬蓋與容器結(jié)合部相互卷曲勾告，以封閉容器等，稱之為滾壓或卷邊封口機。金屬罐頭的封口即屬于這一類。(3)采用封口編助材料，如粘結(jié)劑、膠帶、縫撥、金屬釘?shù)?，對包裝容器進行封口，縫合機、釘合機、膠密封口機和粘結(jié)封口機等均屬于這一類。1．熱壓封口機熱壓是將熱塑性包裝材料結(jié)合在一起的最主要封口方接。加熱可分為直接與間接兩種方式。直接加熱時，被封接面被熱板壓在一起，待被封接材料在封接溫度下充分粘著后，卸壓冷卻，完成封口操作。有時需要在壓力條例：下冷卻，如后面將要介紹的脈沖封口機就是這樣。為了防止塑料薄膜與熱封扳粘附，一般在熱封板上涂有聚四氟乙烯層或罩著涂有聚四氟乙烯的玻璃絲布。有的條件下可采用硅油或硅脂來防止粘附。較薄的包裝材科一般只要單邊加熱，另一封接扳裝有硅橡膠墊，它既耐高溫，又不會與薄膜粘附，并可保證得到均勻的封接壓力。包裝封口一般有兩個要求：機械強度與氣密性。多數(shù)非食品包裝主要要求有良好的強度性能，食品包裝則強調(diào)氣密性，以便能防止氧化或變潮。在封口區(qū)有時會發(fā)生少量皺紋，既不美觀又會滲漏。用機械的辦法夾住封口區(qū)進行熱壓，能減少封口區(qū)的皺紋。另外，在薄膜之間采用附加粘接劑，可以避免起皺紋和減少滲漏，但需增加成本。包裝機的充填方法，應盡量減少潮氣、油脂和產(chǎn)品粉末對封口區(qū)的污染。某些封口材科，如離子樹脂和乙基酷酸乙烯醋酸不易被污染。封接表面的形狀十分重要。所有的熱板邊緣不應有尖角，以免劃破薄膜。例如，圖2—21a表示熱板式封口機的封接頭表面邊緣有小圓角。圖2—21L采用圓弧封接面，下面配以彈性硅橡膠墊，使封口中心線附近的封口壓力漸變，保證在封口長度方向有兩條最優(yōu)封口壓力線，并可減少封口材料在可能受到高壓點過分擠壓而破環(huán)氣密性。彈性材料也可放在上面，如圖2—21c所示。對子圖2—22所示可撕開封口的包裝形式，要求控制溫度和壓力，保證能有足夠封接強度但可撕開，不會撕破封口材料，即只從封口材料與杯緣之間的粘結(jié)劑處撕開。粘結(jié)劑不能過多，否則既浪費材料又有粗糙感。熱板式封口機雖然結(jié)構(gòu)最簡單，可以間歇運動，也可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，但主要用在復合膜和塑料杯等場合。封口質(zhì)量與速度是矛盾的，特別是旋轉(zhuǎn)式熱封頭高速時，不足以把復合薄膜加熱到預定溫度，需另加預熱裝置，才能獲得良好的封口質(zhì)量。要求高速封口時，可采用圖2—23所示的環(huán)帶式封口機，小袋的待封口端被環(huán)形輸送帶1夾住，邊移動邊與輸送帶內(nèi)設置的加熱塊2與冷卻塊3接觸，由彈簧4加壓；完成封口后，被環(huán)形帶送出。這種封口方法速度高，封口不易起皺。另一種使用廣泛的熱壓封口機是脈沖封口機，它的封頭始結(jié)構(gòu)如圖2—24所示。上下壓板上襯有硅橡膠，表面餃鉻，外罩以聚四氟乙烯破璃纖維布。當壓板把待封袋口夾緊時，在預定短時間內(nèi)，在鍍镕層上通以脈沖電流而發(fā)熱使袋口粘合，然后在保持壓緊狀態(tài)下，靠水冷卻的壓板使封口冷卻。這種封口方法的速度比熱板式慢，但封口質(zhì)量好，可用于袋子在封接過程中不用支持的情況。用脈沖封口法對圖2—22所示杯緣與蓋進行封接時，封口形狀可隨懷緣做成圓形、矩形或其他異形。除上述三種常見的熱壓封口機外，在某堅持殊場合，可以來用下述各種熱壓封口方法：1)熱風封口機采用熱空氣熔融包裝容器的封口處，然后加壓使其冷卻封閉。聚乙烯涂層紙板盒(包漿牛奶等)的封口就是采用這種機器。2)熔焊封口機采用熱板或熱刀，使被接觸的或切斷的封口處熔焊在一起，不用加壓力。這種封口方法最經(jīng)濟，適用于對氣密性要求不高的場合。s)厚包裝材料的封接可采用超聲封口法，它的封口質(zhì)量好，但價格貴，速度低，設備復雜。有鋁箔的貼薄膜只能選用這種方法封口。4)硬而厚的包裝材料可以靠封口表面之間的高速相對摩擦發(fā)熱而粘合在一起，稱為摩擦封口法。常用于塑科帶的封接。2包裝機械的發(fā)展動向隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，近年來，我的包裝機械取得了較快的進展。但是，無論是數(shù)量、質(zhì)量還是品種或經(jīng)濟性方面，都遠遠不能適應目前包裝工業(yè)大發(fā)展的需要，技術(shù)水平落后于歐。美、日等發(fā)達國家。在本世紀五十年代到七十年代期間，電子技術(shù)和合成化工的迅速發(fā)展，對包裝機械產(chǎn)生了很大約影響，出現(xiàn)了一系列以采用合成材料為包裝材料的新包裝工藝及裝備。如機電密切結(jié)合的高速化自動包裝機、調(diào)整操作方便的多功能包裝機和勞動生產(chǎn)率極高的自動包裝線等的大量出現(xiàn)，使包裝機械在產(chǎn)業(yè)機械中成為囑目的一個領(lǐng)域。八十年代是積極采用其他領(lǐng)域的新技術(shù)(如微電子、激光、熱管、新材料等)，開創(chuàng)包裝機械新局面的關(guān)鍵性年代。各發(fā)達國家，為了維護本國包裝機械市場擴大出口能力，正在展開實質(zhì)性較量，力圖采用各種新技術(shù)，研試出具有獨創(chuàng)性設計的包裝機械。關(guān)于機械技術(shù)本身，也有高速化、穩(wěn)定性、耐用性、節(jié)約能溫和資源、低噪音等許多普通但十分重要的技術(shù)研究課題。歐美國家的包裝機械生產(chǎn)，以大、中企業(yè)為主。歐洲的一些制造廠，正在以聯(lián)合經(jīng)營的方式克服弱點，擴大在國際市場上的競爭實力。美國的情況則不同，包裝機械制造廣大部分附屬于大包裝材料制造廠，銷售也完全依賴母公司，其主要力量放在發(fā)展技術(shù)和生產(chǎn)上。這是因為包裝材料的產(chǎn)值一般是包裝機械的20倍左右，包裝機械產(chǎn)業(yè)與材料產(chǎn)業(yè)結(jié)合，自然獲得了強大的資本后盾。而且包裝機械常常與包裝材料一起進行系統(tǒng)化的銷售，其中大部分帶有租賃性質(zhì)。歐美制造廠在經(jīng)營上重視展覽會上成交和銷售。在發(fā)展方針上，不太注重增加本公司產(chǎn)品的品種，而是注重在原有品種的基礎(chǔ)—乙繼續(xù)研究改進性能，很少追隨別的企業(yè)在同一品種上競爭，而且特殊規(guī)格的產(chǎn)品極少。日本的包裝機械制造廠則以小小企業(yè)為主。日本最拿手的是微電子技術(shù)，用它來控制包裝帆，達到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率，最終或許能提高國際競爭能力。包裝機械基本上由機械技術(shù)構(gòu)成，很容易成為發(fā)展中國家的趕超對象，只有那些要求設計經(jīng)驗豐富和加工技術(shù)較高的先進機型或關(guān)鍵部件，才不易被人趕超。有些無法靠專利等方式保密的技術(shù)，則往往會被人模仿去。因此，當前出現(xiàn)了一股海外投資潮流，利用發(fā)展中國家的廉價勞動力、低關(guān)稅等有利條件。下面介紹包裝機械的技術(shù)發(fā)展動向一、向高速發(fā)展包裝機械向高速發(fā)展，是用戶提出的要求。利用戶的經(jīng)濟效益聯(lián)系在一起的。但是，包裝機速度提高后，一股來說，故障率將增機停機檢修的時間會增多，勢必降低實際的生產(chǎn)率。其次，速度高，必然噪音大，多數(shù)國家以80一85分貝為限，設計或加工不當，則難以達到達一標準。高速包裝機對包裝材料、容器和輔助添加材料的性能，均有更高要求。由于包裝成本的限制，速度不允許過高。運動部件的振動與摩擦發(fā)熱，在高速時加劇，導致易損件使用壽命下降，增加了維修成本。綜合以上因素，顯然，對于每一種包裝機，都存在著一個最佳的包裝速度，不是越高越好。要注意的是，有些外因包裝機樣本中標注的最高速度，具有廣告性用戶絕不可以把它看成最佳的生產(chǎn)速度。包裝機高速化的效益，還取決于筋后陶接設備的配套與否，不能單看包裝機主要工作過程的速度大小。就制造廠來說，提高包裝機速度需要解決的技術(shù)問題是多方面的。完成包裝工序，不存在轉(zhuǎn)位等輔助時間沒有間歇運動肘的沖擊與振動，速度可以大大提高。連續(xù)式包裝機的速度提高與工作機構(gòu)的頭數(shù)以正比。例如，啤酒灌裝機的頭數(shù)越多，生產(chǎn)率就越高，這是由于灌裝工序的時間基本上是一樣的；提高轉(zhuǎn)速而又要保證必要的工序時間，只有增加灌裝頭數(shù)。二、由單機向包裝線發(fā)展伴伴隨著高速包裝機的發(fā)展，比現(xiàn)了許多由數(shù)臺不同或相同類型包裝機與有關(guān)的輔助設備連接成的自動包裝線，使包裝工作系統(tǒng)化。早期的自動包裝線是以單一品種大批量生產(chǎn)為對象發(fā)展起來的。圖4—4是由裹包機、裝盒機、排列裝箱機和堆碼機等組成的一條包裝自動線示意圖。這種串聯(lián)式的布局顯然足不合理的，因為故障率高、前后設備能力不平衡。為了平衡內(nèi)包裝機與外包裝機之間的生產(chǎn)能力的差異合理的布局應該是團4—5所示并聯(lián)一串聯(lián)式自動包裝線，物料內(nèi)科倉l經(jīng)輸送機2分送到8臺充填封口機3上。充填封口好的包裝袋經(jīng)重量檢驗設備4，把重量精度不合格的包裝袋剔除掉；合格袋經(jīng)輸送機6，送到金屬異物檢驗設備6進行檢任，由分選機7把有異物的包裝級剔除掉。包裝貸經(jīng)整理機8定向，由裝箱9L9充填到紙箱內(nèi)、再由封口機10完成封接。封閉好的紙箱由輸送機11傳送到堆四機12，完成全部包裝工序。這條自動包裝線的各主機與輔機的動作，均出小央控制臺13協(xié)調(diào)，實際1：構(gòu)成一個全囪動化的包裝車間。由于是按8臺內(nèi)包裝機、構(gòu)套外包裝機、一臺集裝機的比例肥置，相互之間的生產(chǎn)能力基本上達到平衡。由于內(nèi)包裝機是按4臺并聯(lián)布局，一臺故隙停機不會影響全線停止工作，故障率較小。億包裝機之間的長短離輸送，實際上起著貯存緩沖環(huán)節(jié)的作用。質(zhì)量檢驗設備的設置，進一步完善了自動包裝線的功能。今后的自動包裝線用在單一思種的包裝將越來越少。大批量生產(chǎn)的點心、食品等生產(chǎn)線，隨著消費者需要的多樣化，不斷地問靈活包裝線方面變化。即使是單一品種的自動包裝線，在大小尺寸上也應有某種程度的可變幅度，也就是要有在大小尺寸上的兼用范圍，以滿足顧客對商品多樣化的需求。能進行多品種包裝的靈活包獨線，要求選用換產(chǎn)品時間盡可能短、操作調(diào)整簡便、維住價格低廉的籠用性能強的包裝機型。例如臥式簡經(jīng)成型—箔分封口瓤，它是一種次狀物品包裝的理想包裝機型。當路還鎮(zhèn)研制適合用戶要求的電動供科裝巴這是一件十分滿意的工作。自動包裝線上包裝機與包裝機之間的傳送，與普通以搬運為主的輸送機不同，要求配備有合流裝置、分流裴置后工序停止時包裝件自動卸出裝置，以及包裝件滯留檢測與計數(shù)裝置等。圖4—6所示的自動包裝線用的鏈式輸送機，當包裝件發(fā)生滯留時，不易擠練或擠扁包裝件。兩條鏈條之間裝有近接執(zhí)軸上裝有活動輥5，當包裝件2被檔板1滯留時，活動輥6順時針轉(zhuǎn)動。當放開擋板1和升起摩擦板4時，包裝件將以二倍于鏈條的速度快速送出。實現(xiàn)包裝自動化還應注意經(jīng)濟性。自動包裝線的投資一般比單機投資高得多。包裝自動化帶來的經(jīng)濟效益，主要是包裝成本的降低，應符合國家對投資回收期的要求。采用新工藝、新技術(shù)、簡化結(jié)構(gòu)、節(jié)省能耗與資源消耗民都是當前各國研究的重大技術(shù)課題可靠性是自動包裝踐教其實注意解決曲問題。萬一出現(xiàn)故障，要能很容易發(fā)現(xiàn)，有完善助監(jiān)掘、報警，顯示系統(tǒng)，并能很方便地修復。一般要求保證整機助壽命為l0年，易損件壽命為半年至三年不等，并不要求更長期的可靠性。第3章設計方案及計算3設計方案及其計算3．1枕型袋成型器的設計:萬能枕袋成型器：萬能枕袋成型器是一種可以根據(jù)產(chǎn)品尺寸，隨意改變包裝袋寬度和高度的多用制袋器。他適應于需要包裝多種規(guī)格產(chǎn)品的枕型包裝機包裝袋的寬度需要改變時，先將螺釘2和5松開，然后對照標尺10，旋動調(diào)節(jié)手輪3，當兩制袋側(cè)板6往返移動到要求的位置后，螺釘2和5應該重新擰緊。包裝袋的高度需要改變時，先將螺帽9松動，然后旋動調(diào)節(jié)螺帽12，兩制袋翼片8即由螺桿11帶動，繞著在側(cè)板4上的支點轉(zhuǎn)動到要求的位置，再將螺帽9重新擰緊即可。制袋范圍：寬度100-150毫米，高度：120-180毫米。3．2薄膜牽拉機構(gòu)設計:支撐板；2-卷筒；3-支架供膜驅(qū)動機構(gòu)由電機驅(qū)動，使薄膜卷轉(zhuǎn)動，薄膜在張緊輥，調(diào)整輥的作用下連續(xù)正確的送至成型器及充填筒外，薄膜經(jīng)過萬能枕型器自動卷成枕形，包圍在充填管外面，縱封機構(gòu)縱封枕型縫。接著由滾輪牽拉機構(gòu)牽拉枕型薄膜，接著經(jīng)橫封器，底部封口器從前后封合，制成袋子的底封。液料經(jīng)液壓泵仍通過充填管填入，同時將袋子拉下。裝料，拉袋結(jié)束后頂部橫封器就開始封接，制出袋子的頂封和下一個袋子的底封。封接器中間裝有一把切斷刀，在每次封接的同時，從封口的中部位切斷袋子，然后前后封口器分開袋子落下，封口器空行程返回。3．3布局圖：1，蝸輪減速器2，主軸3，雙聯(lián)滑移齒輪4，卷筒支架5，萬能枕型袋成型器6，縱封機構(gòu)7，錐齒輪8，橫封機構(gòu)9，鏈式無級變速器10，電動機被包裝材料的供料筒設置在制袋器內(nèi)側(cè)，制袋與充填物料由上到下沿豎直方向進行。該成型機器主要由計量裝置，傳動系統(tǒng)，橫封和縱封裝置，成型器，充填管及薄膜牽拉供送機構(gòu)等部件組成。本次設計的包裝機為枕型袋包裝形式的液體立式成型－充填－封口包裝機，選用萬能枕型袋成型器，機械無級調(diào)速裝置，高頻加熱式橫封器，縱封器，牽拉滾輪通過傳動，執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)包裝機的包裝參數(shù)要求。3．4無級調(diào)速裝置：1－弧面鏈輪；2－箱體；3－箱板；4－整板；5－連板；6－壓環(huán)；7－特殊螺釘；8－軸承蓋；9－軸；10－軸塞；11－調(diào)整定位板；12－軸蓋；13－箱蓋；14－調(diào)節(jié)絲杠；15－軸承塞；16－手輪；17－法藍；18－墊；19－彈簧板；20－指針；21－指示盤釘；22－法藍盤；23－螺母軸；24－調(diào)節(jié)絲杠；25－支桿；本機采用機械式無級調(diào)速裝置，根據(jù)實際需要包裝速度可以在15－20袋/min范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，上圖為鏈變速器的結(jié)構(gòu)圖。兩對有60個齒槽的弧面鏈輪1用導向鍵分裝在兩根平行軸9上；滑片鏈套在兩對鏈輪上并用彈簧加壓的壓腳機構(gòu)28將其壓緊在鏈輪上以產(chǎn)生一定的預緊力．并可抑制運行中鏈的橫向跳動。調(diào)速時，通過手輪16轉(zhuǎn)動具有左、右螺紋的絲杠24，經(jīng)螺母、杠桿架29使一根軸上的兩鏈輪合攏(分離)的同時，另一根軸上的兩鏈輪分離(合攏)，改變了鏈與兩個鏈輪的工作圓半徑，實現(xiàn)變速。其傳動比范圍為2－4。3．5高頻加熱式橫封器：1，3封合電極2，彈性夾板4，加熱切刀上圖所示為高頻加熱式橫封器的截面圖。它左右兩只電極，即封合電極。其間通入高頻電流進行加熱。在電極兩外側(cè)各配置一對彈性夾板，以利于減少電極合攏時的剛性沖擊和對封口縫的拉力。電極表面膠粘著環(huán)氧板及聚四氟乙烯編織物作為耐熱，絕緣，防粘材料，與薄膜偶爾被熱穿時可以防止高頻加熱切刀與封合電極直接接觸而產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象。數(shù)據(jù)計算：設計參數(shù)制袋尺寸：長120－180mm，寬100－150mm計量范圍：150－550ml包裝速度：15－20袋/min見主傳動示意圖，設電動機的轉(zhuǎn)速為，無級調(diào)速裝置輸出軸的轉(zhuǎn)速為，主軸的轉(zhuǎn)速為，二軸的轉(zhuǎn)速為，帶動縱封滾輪轉(zhuǎn)動的軸的轉(zhuǎn)速為，無級調(diào)速裝置的傳動比為，蝸輪減速器的傳動比為，主軸與二軸之間齒輪的傳動比為。其中：；；；為兩橫封凸輪之間的間隔時間，（；為兩凸輪之間的夾角，該設計中，即）故縱封滾輪的角速度；線速度（為縱封滾輪的半徑）包裝袋的袋長由上式可以看出：包裝袋的袋長取決于和，牽拉滾輪的半徑在設計的過程中是個定值，所以要想改變包裝袋的袋長尺寸必須改變傳動比。該設計采用一對雙聯(lián)滑移齒輪來改變的值。袋長取120和180兩種尺寸規(guī)格進行計算，牽拉滾輪的半徑取定值，則當時，當時，主軸轉(zhuǎn)速計算:該包裝機時采用間歇縱封機構(gòu)實現(xiàn)縱封，牽拉滾輪實現(xiàn)連續(xù)牽拉，橫封裝置連續(xù)工作實現(xiàn)對包裝袋的橫封和切斷，所以包裝機工作的時候其包裝速度取決橫封機構(gòu)橫封的間隔時間，間隔時間越長每分鐘包裝的袋子就越少，又知橫封器的間隔時間又與主軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)，主軸轉(zhuǎn)速越高，橫封機構(gòu)橫封之間的間隔時間就越短。由設計參數(shù)知該包裝機的包裝速度為15－20袋/min，即橫封器的間隔時間為3－4s/袋。主軸旋轉(zhuǎn)一周包裝機完成1次包裝，所以主軸的轉(zhuǎn)速為7.5－10r/min主傳動示意圖蝸輪減速器2，凸輪3，雙聯(lián)滑移齒輪4，凸輪5，錐齒輪6，牽拉滾輪7，鏈式無級變速器8，電動機3.6.2選擇電動機:電動機一般由專業(yè)工廠按標準系列成批大量生產(chǎn)，在機械設計中應該根據(jù)工作載荷，工作要求，工作環(huán)境，安裝要求及尺寸，重量有無特殊限制等條件從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式，容量和轉(zhuǎn)速，并確定其具體的型號。生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如果沒有特殊要求通常采用Y系列三相交流異步電動機。電動機的容量主要根據(jù)運行時發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運轉(zhuǎn)下電動機的發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率，滿載轉(zhuǎn)速是指負荷相當于額定功率時的電機轉(zhuǎn)速，同一類型的電動機按額定功率和轉(zhuǎn)速的不同具有一定的型號，對于長期連續(xù)運行的機械，要求所選的電動機的額定功率應該大于等于電動機所需要的功率，通常不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。電動機工作要求的功率Pw應該由機器工作阻力和運動參數(shù)計算求得，設計過程中按進行計算，該包裝機的主軸轉(zhuǎn)速為7.5－10r/min。通過上式可以知道所需電動機的非常小，根據(jù)設計資料選取Y90S－6三相異步交流電動機，其額定功率為1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為720。3.6.3蝸輪減速器的設計:蝸輪減速器1-蝸桿；2-蝸輪因為所選的電動機的滿載轉(zhuǎn)速為720，而主軸的轉(zhuǎn)速為7.5－10r/min，調(diào)速范圍很大，所以選擇傳動比比較大的蝸桿傳動實現(xiàn)調(diào)速。電動機輸出軸與無級調(diào)速裝置相聯(lián)，選用鏈式無級調(diào)速裝置，其傳動比為2－4。蝸桿傳動的單級傳動比為10－40，選取傳動比為40進行計算。則此時無級調(diào)速裝置的傳動比為2.3－3.0，在所選取的無級調(diào)速裝置的傳動比范圍之內(nèi)，所以滿足要求。電動機驅(qū)動，電動機的型號為Y90S－6，額定功率為0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速為910r/min。則蝸桿軸輸入功率P=1.5*0.99=1.48KW；蝸輪軸的轉(zhuǎn)速為10r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，預期使用壽命為16000h。1選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應力。選擇材料：由于是自動生產(chǎn)線上的傳送機構(gòu)，較為重要，選擇蝸桿的材料為40Cr，表面淬火，硬度為45－50HRC；蝸輪齒圈的材料為ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。確定許用應力：應力循環(huán)次數(shù)查表10-4（參考《機械設計》教材，以下計算過程中所查的圖，表未注明的與此相同）得：；2選擇,根據(jù)傳動比，參考10-2節(jié)的推薦，?。?＝＝41.42，取＝41，則實際傳動比＝20.5；按齒面接觸疲勞強度設計由表10-7查得：；由于較低，估計，?。灰蜉d荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，??；載荷系數(shù)；當時，取=123002由表10-6查得，將以上數(shù)值代入接觸疲勞強度設計公式，求得＝按疲勞強度要求，，查表10-1選出，，，，，中心距，不是標準中推薦的中心距，如取推薦的中心距，蝸輪變位系數(shù)，本設計不采用變位，取。驗算初設參數(shù)蝸輪圓周速度原估計選值相符?；瑒铀俣?，選用錫青銅為蝸輪材料適合。蝸桿傳動效率＝，根據(jù)，查表10-8得，傳動效率，初選與之相符。5熱平衡計算：計算所需箱體散熱面積A取環(huán)境溫度，潤滑油工作溫度，散熱系數(shù)（通風條件好）。所需散熱面積=1.5根據(jù)箱體草圖，計算箱體面積，如不滿足散熱要求，應求取散熱措施。6驗算齒根彎曲疲勞強度蝸輪當量齒數(shù)，由圖9-19查得時的齒形系數(shù)，，彎曲強度滿足。7蝸桿，蝸輪幾何尺寸計算蝸桿齒頂圓直徑蝸桿齒根圓直徑：蝸桿齒寬蝸輪喉圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸輪咽喉母圓直徑蝸輪齒寬＝（取）選蝸輪輪齒端面為錐面結(jié)構(gòu)，見表10-3蝸輪輪緣高度：取為切去頂圓齒尖，蝸輪頂圓直徑：為了不損傷齒寬取3.6.4錐齒輪的計算:錐齒輪1-主軸；2-錐齒輪取主軸的轉(zhuǎn)速設計傳動比為的雙聯(lián)滑移齒輪，則對應的；該設計中，縱封滾輪的轉(zhuǎn)動是通過一對錐齒輪傳動從主軸上得到，傳遞功率，錐齒輪的轉(zhuǎn)速為14.34r/min，傳動比，載荷穩(wěn)定，使用壽命為18000h；選擇齒輪材料，熱處理因是開式齒輪傳動，選用軟齒面齒輪，參考表9-1，選用45號鋼。小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度為220－230HBS；大齒輪正火，齒面硬度為190－200HBS。2選擇齒輪精度等級，齒數(shù)，齒寬系數(shù)選用8級精度，開式齒輪傳動，推薦，選擇，；錐齒輪推薦齒寬系數(shù)，因齒輪懸臂布置，取。3確定相關(guān)參數(shù)，，當量齒數(shù)：；當量齒輪端面重合度；4按齒根彎曲疲勞強度設計開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損，按彎曲疲勞強度設計，通過增大模數(shù)考慮磨損的影響。由式9-35：確定式中各項數(shù)值：因載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不高，可以初選載荷系數(shù)；由式9-13，由圖9-19，9-20，按，查取，，由式9-12，；；由圖9-21，查得,；由表9-8，選；由圖9-22c，按小齒輪齒面硬度均值225HBS，在ML線上查??；同理，由圖9-22b，查?。积X輪單向傳動；；取，設計齒輪的模數(shù)。將確定的數(shù)值代入設計式，求得：修正：由表9-5，查??；由圖9-7，按，精度等級為9級查取值，；由圖9-10，查取，圖中；由表9-6，查取；；；因是開式齒輪傳動，考慮磨損影響，將模數(shù)加大，即：；由表9-1，選取錐齒輪大端標準模數(shù)。5確定錐齒輪傳動主要幾何參數(shù)；；；；取齒寬；3.6.5齒型帶設計:齒型帶1-錐齒輪；2-齒型帶；3二軸所選的電動機的型號為Y90－6，額定功率P＝1.5KW，轉(zhuǎn)速720r/min,傳動比；1確定設計功率，由表7-7查；；2選擇齒型帶型號選用普通齒型帶，根據(jù)和，由圖7-8選取用型齒型帶3選擇帶輪直徑，由表7-4查，型V帶，應使?？紤]小帶輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又沒有特別的限制，所以選取；驗算帶速：；帶速在之間，也不過低，選擇合適。；查考表7-8給出的帶輪基準直徑系列，故??；轉(zhuǎn)速誤差＝；4確定中心距和帶長設計條件中沒有限制中心距，故初選中心距，由式7-18得：；初選；帶長：查表7-3，??；中心距；的調(diào)整范圍：；；5驗算小帶輪的包角由公式7-5，得：，合適。3.6.6雙聯(lián)滑移齒輪設計:雙聯(lián)滑移齒輪1-雙聯(lián)滑移齒輪；2-主軸；3-二軸在該設計中，主軸與二軸之間采用雙聯(lián)滑移齒輪嚙合，通過操縱機構(gòu)撥動齒輪之間的嚙合關(guān)系從而改變二軸的轉(zhuǎn)速，用以實現(xiàn)對包裝機包裝袋長的改變，在上面的數(shù)據(jù)計算過程中我們知道兩對齒輪之間的傳動比分別為1.3和1.9，對應的二軸的轉(zhuǎn)速為；，功率0.52以下是對雙聯(lián)滑移齒輪設計的數(shù)據(jù)計算和校核：選擇齒輪材料和熱處理，精度等級，齒輪齒數(shù)考慮到傳遞功率較小，并且要求結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長，由表9-3選大小齒輪材料用40MnB鋼，齒面硬度48-55HRC。精度等級8級，參考《機械制造裝備設計》教材中有關(guān)雙聯(lián)滑移齒輪的設計，查表選取兩對齒輪的齒數(shù)和；第1對齒輪齒數(shù)：；。第2對齒輪齒數(shù)：；；2對閉式硬齒面齒輪傳動，承載能力一般取決于齒面彎曲強度，故先按彎曲強度設計，驗算接觸強度，由式9-15：確定式中各項數(shù)值：；；根據(jù)相關(guān)資料，查得，，；；；插圖9-19，9-20查得；；；根據(jù)式9-12，齒輪工作應力循環(huán)次數(shù)：；，，，；由圖9-21查得：，；由表9-8查得：；由圖9-22d，按齒面硬度均值51HRC，在ML線上查得：則；；；；取設計齒輪模數(shù)。將確定的各項數(shù)值代入設計公式，求得：；；修正：；同理求得；由圖9-7查得；由圖9-10查得；由表9-6查得；則；，則；；由表9-1，選取第一系列的標準模數(shù)；齒輪的主要幾何尺寸：第1對齒輪：，；；；取，；第2對齒輪：，；；；取，；3校核齒面接觸疲勞強度由表9-7查得；由圖9-14查得；由圖9-13查得；由圖9-15，按不允許出現(xiàn)點蝕，查得,；由圖9-16e，按齒面硬度均值51HRC，在MQ和ML線中間查出；由表9-8，選??；，；將確定的各項數(shù)值代入接觸強度校核公式，得：第1對齒輪：；第2對齒輪：；所以兩對齒輪的接觸強度滿足要求。結(jié)論結(jié)論本次包裝機械的畢業(yè)設計涉及到大學期間所學的機械原理，機械設計，機械系統(tǒng)設計，機電傳動控制等多門課程。作為大學四年的最后一次大型綜合性的畢業(yè)設計很好的提升了我們綜合運用所學知識，融合各個學科，交叉運用各個學科知識的能力，很好的培養(yǎng)了我們的研究能力，設計能力和動手能力，本次畢業(yè)設計我的設計題目是：枕型袋形式的液體立式成型－充填－封口包裝機，本次所涉及的設計內(nèi)容是自己在本科階段沒有接觸過的，對包裝機械也沒有太多的了解。感謝華老師第一時間帶領(lǐng)我們到交通館參觀了包裝機的具體結(jié)構(gòu)，并且給我們詳細講解了包裝機的各部分組成原理和工作原理，從那一刻我才對包裝機有了一個大致的了解。而且在這次畢業(yè)設計的過程中自己查閱了大量包裝機械的相關(guān)內(nèi)容，對包裝機械也有了很大程度的了解，這無疑是對自己知識的進一步擴充。從了解包裝機械到著手設計包裝機械，這個過程不僅僅是對自己以前所學知識的綜合運用和總結(jié)，也是對自己能力的最大考驗和肯定，毫無疑問這次畢業(yè)設計給我們提供了一次很好的鍛煉機會。在這次畢業(yè)設計過程中，自己難免會遇到很多困難，但是自己從來都沒有放棄過，遇到困難的時候我會首先查閱相關(guān)的參考資料，實在是自己解決不了的問題我會請教身邊的同學和老師，在困難中學習，每次從遇到困難到解決困難的過程都是知識的進一步積累，也是自己經(jīng)驗和能力的一種提高，在這些困難中我學到了很多教科書上學不到的東西。感謝機械學院能給我這次鍛煉自己的機會，也感謝在畢業(yè)設計的過程中給予我?guī)椭淖鹁吹娜A老師，還有班級同學。附錄考文獻趙德，包裝機械選用手冊，（上，下）化工出版社，2001.5.TB486-62/E1（2）賀素良，包裝設備數(shù)字控制技術(shù)，國防科大出版社，2000.6.TB486/5王懷竇，包裝工程測試技術(shù)，化工出版社，2004.7.TB487/4許成林.包裝機械原理與設計.上?？萍汲霭嫔?1988.9.譚慶昌、趙洪志、曾平.機械設計.吉林科學技術(shù)出版社.2000.5.鄭玉華.典型機械（電）產(chǎn)品構(gòu)造.科學技術(shù)出版社.2004.7.寇尊權(quán).機械設計課程設計.吉林科學技術(shù)出版社.1999.9.陳塑寰.材料力學.吉林科學技術(shù)出版社.20