1、糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì)目目 錄錄1 前言.12 糖果枕式包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì).32.1 設(shè)計(jì)參數(shù)要求：.32.2 總體方案設(shè)計(jì).32.3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì).62.3.1 傳動(dòng)路線.62.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇.62.3.3 分配各級(jí)傳動(dòng)比.72.4 定量供料裝置的設(shè)計(jì).82.5 制袋成型器的設(shè)計(jì).83 機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì).103.1 齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核.103.2 軸的設(shè)計(jì).133.2.1 軸的最小直徑估算：.133.2.2 確定各軸段尺寸.133.2.3 軸上零件的定位與固定 .143.3 鍵的強(qiáng)度計(jì)算.144 橫封切斷裝置設(shè)計(jì).164.1 凸輪的設(shè)計(jì).164.2 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算.

2、174.3 軸承的選擇.194.4 導(dǎo)桿套的設(shè)計(jì).204.5 封切頭的設(shè)計(jì).205 結(jié)論 .22致謝 .23參考文獻(xiàn) .24附 錄 .25 11 前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是糖果包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置的設(shè)計(jì)。課題來源于鹽城市盛和輕工機(jī)械廠。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)環(huán)境，提高商品檔次，增加附加值，從而增強(qiáng)商品的市場競爭力而設(shè)計(jì)的一臺(tái)橫封切斷裝置的糖果包裝機(jī)。 所設(shè)計(jì)出來的包裝機(jī)應(yīng)滿足下列組成部分的技術(shù)要求：a.包裝材料的整理與供送系統(tǒng)，該系統(tǒng)在供送包裝材料的過程中可以完成自動(dòng)制袋。b.被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將被包裝物品進(jìn)行計(jì)量、整理、排列，并輸送到預(yù)定工位的系

3、統(tǒng)。c.主傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將包裝材料和被包裝物品由一個(gè)包裝工位順序傳送到下一個(gè)包裝工位的系統(tǒng)。主傳送機(jī)構(gòu)的形式影響其外形，所以有專門的機(jī)構(gòu)來傳送包裝材料和被包裝物品，直到把產(chǎn)品輸出。d.包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直接完成包裝操作的機(jī)構(gòu)。e.成品輸出機(jī)構(gòu)，成品輸出機(jī)構(gòu)是把包裝好的產(chǎn)品從包裝機(jī)卸下、定向排列并輸出的機(jī)構(gòu)。本包裝機(jī)械的成品輸出是靠包裝產(chǎn)品的自重卸下的。f.動(dòng)力機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力機(jī)是機(jī)械工作的原動(dòng)力，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中通常為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)是指將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，使其實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作的裝置。通常由零件，如帶輪、齒輪、凸輪等組成。g.控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由各種手動(dòng)、自

4、動(dòng)裝置組成。在包裝機(jī)中從動(dòng)力的輸出、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)、包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及相互配合以及包裝產(chǎn)品的輸出，都是由控制系統(tǒng)來操作的。本包裝機(jī)械的控制方法除機(jī)械形式外，還有電氣控制。h.機(jī)架，機(jī)身用于安裝、固定支撐包裝機(jī)的所有零件，滿足其相互運(yùn)動(dòng)和相互位置的要求，因此，機(jī)身必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)的包裝機(jī)需保證封袋的外觀總體質(zhì)量、包裝密封要求、能夠帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，包裝工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比重和作用越來越大。我國成功加入 WTO 后，全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易一體代進(jìn)程的發(fā)展促使商品流通領(lǐng)域的競爭更加激烈，人們?cè)谧非筚|(zhì)量的同時(shí)，對(duì)商品包裝的要求也越來越高。包裝機(jī)械在包裝工業(yè)中的地位

5、十分重要，對(duì)包裝工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。食品包裝機(jī)械是一種專用機(jī)械，食品的種類繁多，各種食品的形態(tài)和性質(zhì)多種多樣，對(duì)包裝的要求各不相同，所以食品包裝機(jī)械也有各種型式。國內(nèi)外十分重視研究和發(fā)展食品包裝機(jī)械，我國食品包裝機(jī)械既面臨著國外先進(jìn)產(chǎn)品的挑戰(zhàn)和競爭，同時(shí)也面臨著巨大的國內(nèi)外市場和較好的發(fā)展機(jī)遇。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國國民經(jīng)濟(jì)整體水平和綜合國力將邁上一個(gè)新的臺(tái)階，國際國內(nèi)的環(huán)境都將為我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供良好的機(jī)糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 2遇。 食品包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢：目前，國際包裝機(jī)械競爭日趨激烈，未來食品包裝機(jī)械應(yīng)配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢，朝著以下四個(gè)方向努力。2a.市

6、場日趨壟斷化。隨著國外企業(yè)進(jìn)入我國市場，國內(nèi)一些無競爭力的包裝機(jī)械企業(yè)將被國外企業(yè)收購、兼并或破產(chǎn)，一些包裝產(chǎn)品將被幾家大企業(yè)所壟斷，并且壟斷的范圍逐漸從香煙、飲料包裝機(jī)械產(chǎn)品擴(kuò)大到其他包裝機(jī)械產(chǎn)品。b.零部件生產(chǎn)專業(yè)化。我國目前包裝行業(yè)“小而全” 、 “ 大而全” 的格局應(yīng)盡快調(diào)整。c.向智能化發(fā)展。智能化包裝的技術(shù)，已經(jīng)在美國、法國等地投入使用。食品技術(shù)人員估計(jì)，未來 20%到 40%的食品包裝將會(huì)應(yīng)用智能化包裝技術(shù)技術(shù)。智能化能更有效地保護(hù)食品質(zhì)量，或直接顯示食品是否新鮮，使消費(fèi)者不必等到拆開包裝之后才發(fā)現(xiàn)事物是否已經(jīng)變質(zhì)。d.向求精求專發(fā)展。今后我國食品包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向是求精求專。

7、本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及機(jī)械類專業(yè)近四年的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，可以使我得到綜合鍛煉。為保證封袋的外觀總體質(zhì)量和包裝密封要求、提高生產(chǎn)效率，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求特?cái)M定了設(shè)計(jì)思路，首先，要分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案其次，認(rèn)真研究樣機(jī)，看懂其工作原理，根據(jù)具體的要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的包裝機(jī)。最后，在加工條件允許的前提下，最好選擇精度等級(jí)較高的配合制，以保證包裝機(jī)的包裝膜能準(zhǔn)確定位。本課題需要解決的問題是參照已有的包裝機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新，去除繁雜的零部件，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單。在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)過程中盡可能地使用通用部件，使得其在出現(xiàn)故障時(shí)易于維修，同時(shí)方便日后的調(diào)整，降低生產(chǎn)成本。工藝方案確定后，根據(jù)

8、封袋的大小確定各個(gè)部分的尺寸，保證各個(gè)部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)緊湊。本課題設(shè)計(jì)出來的包裝機(jī)是以大量的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件而組成。包裝機(jī)在能夠滿足糖果包裝要求，保證包裝膜對(duì)正的基礎(chǔ)上，還具有便于調(diào)整、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠、易于維修效率高、成本低、 操作使用方便等特點(diǎn)。同時(shí)該包裝機(jī)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；適用性較強(qiáng)。具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 32 糖果枕式包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)要求：設(shè)計(jì)的糖果枕式包裝機(jī)的方案滿足如下性能、性質(zhì)要求：A.包裝物品：塊狀糖果B.包裝速度：40 粒/min；料盤轉(zhuǎn)速：10r/min；主軸轉(zhuǎn)速：40 r/minC.包裝

9、膜：PP 卷、最大寬度 50mm、長度 50mD.技術(shù)要求： a.設(shè)備應(yīng)能滿足糖果包裝要求。b.設(shè)備應(yīng)保證包裝膜對(duì)正，便于調(diào)整。c.設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。d.設(shè)備應(yīng)便于維修。e.設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以降低制造成本。2.2 總體方案設(shè)計(jì)為了使設(shè)計(jì)的包裝機(jī)既能滿足多項(xiàng)指標(biāo)，又能結(jié)構(gòu)合理，造價(jià)低，在市場上具有一定的先進(jìn)性為此擬定二套方案對(duì)此進(jìn)行分析：A.橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)3這個(gè)方案的動(dòng)力由主電動(dòng)機(jī)通過無級(jí)變速器，輥式縱封，輥式牽引和橫封頭。此種方案的工作特色：臥式中用得比較多，該機(jī)集自動(dòng)裹包物品、封口、切斷于一體，是一種高效率的連續(xù)式包裝機(jī)，

10、廣泛應(yīng)用于餅干、糖果等的自動(dòng)包裝上。其包裝材料為塑料或其復(fù)合材料，采用卷盤式薄膜供料，由牽引輥松卷，經(jīng)導(dǎo)輥的導(dǎo)向進(jìn)入成型器，成型器讓薄膜自然形成卷包的形式，同時(shí)待包物品由供料輸送鏈送入至薄膜卷包的空間。卷包的薄膜在牽引的作用下向前運(yùn)行并被中封輥熱融封合。物品隨薄膜同步運(yùn)行。包裝物品最后經(jīng)橫封切斷，形成一個(gè)成品包裝。這種機(jī)器接觸精度比較高，不好保證其摩擦系數(shù)。而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本比較高。糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 4圖 2-1 橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)原理圖1紙卷 2 反射光電頭 3包裝物 4下紙輥輪 5.成型器 6.牽引輥輪 7縱封輥輪 8橫封頭 9不等速機(jī)構(gòu) 10超越離合

11、器 11主電機(jī) 12無級(jí)變速器 13伺服電機(jī) 14輸送機(jī)構(gòu)15調(diào)速機(jī)構(gòu) 16送紙光電傳感器 17橫封光電傳感器 18成品 19勾爪差動(dòng)機(jī)構(gòu)B.立式間歇制袋中縫封口包裝機(jī)4圖 2-2 立式間歇制袋中縫封口包裝原理1加料管 2翻領(lǐng)成型器 3送紙輥 4包裝膜 5導(dǎo)輥 6縱封器 7橫封器 8.切刀 5這個(gè)方案的動(dòng)力由電機(jī)減速機(jī)，經(jīng)過一對(duì)齒輪軸輸出。此類機(jī)型是由卷筒薄膜塑料 3 經(jīng)過導(dǎo)輥 5 被引入成型器 2，通過成型器 2 和加料筒 1 的作用形成中縫搭接的圓筒形。其中加料筒 1 的作用是為外作制袋管，內(nèi)為輸料管。封合時(shí)縱封器 6 垂直壓合在套于內(nèi)筒 1 外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱封。其后，縱

12、封器回退復(fù)位，由橫封頭 7 對(duì)其橫封和切斷。如圖所示可以知道每一次封合可以完成下袋上口封和上袋下口的封塑。C.方案對(duì)比分析大體可以將立式包裝機(jī)與臥式包裝機(jī)的區(qū)別列出如下幾點(diǎn)：a.由于臥式機(jī)器的高度比較低， ，因此上料比較容易；而立式機(jī)器由于高度的原因上料要通過很大的傳送系統(tǒng)才能完成。b.臥式機(jī)的制袋和灌裝是分開進(jìn)行的，所以要先制好袋子后再進(jìn)行灌裝，因此所灌裝的物料不會(huì)進(jìn)入到側(cè)封和底封中；而立式機(jī)器的制袋與灌裝是同步進(jìn)行的，一邊制袋成型一邊灌裝，所以物料較容易進(jìn)入密封區(qū)（如側(cè)封、底封處） ，從而影響袋子的密封質(zhì)量。c.另外，臥式機(jī)一般采用潛入式灌裝，即灌裝頭伸入到袋的中下部進(jìn)行灌裝，灌裝過程中灌

13、裝頭會(huì)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。潛入式灌裝縮短了物料的下落行程，避免粉末下落后的“反撲”現(xiàn)象引起的封口不嚴(yán)問題；而立式機(jī)在灌裝過程中物料的行程相對(duì)較長，而且灌裝頭是固定的。d.臥式機(jī)的工位較多，可以加入很多的附件，如：切圓角、易撕口等；而立式機(jī)器不能同時(shí)加入這些附件。綜上所述，方案 1 和方案 2 操作都比較方便。但方案 2 比方案 1 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，方案 2 更切合實(shí)際的需要，所以方案 2 為選用方案。系統(tǒng)采用以 PLC 為控制核心， 采用數(shù)字電路與模擬相結(jié)合，經(jīng)實(shí)踐證明，系統(tǒng)操作簡單，性能穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便，而且能夠在噪音、振動(dòng)、粉塵嚴(yán)重的惡劣環(huán)境下正常工作。間歇式橫封機(jī)構(gòu)是制袋封口機(jī)最重要的機(jī)構(gòu)

14、之一。常用的橫封機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)式、機(jī)械式和機(jī)械氣缸組合式三種。氣動(dòng)式需要兩個(gè)以上專門的氣缸和供氣系統(tǒng)； 機(jī)械氣缸組合式是經(jīng)多個(gè)典型的(機(jī)構(gòu) 如多桿組合機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)、凸輪擺桿)結(jié)構(gòu)或曲擺桿機(jī)構(gòu)等與氣缸組合而成；常用的機(jī)械式橫封機(jī)構(gòu)多桿結(jié)構(gòu)或成組的齒輪擺桿機(jī)構(gòu)。如何對(duì)這些橫封機(jī)構(gòu)進(jìn)行微機(jī)控制，是當(dāng)前包裝機(jī)械工作者最熱門的題。本文采用 PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時(shí)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并且可靠性高， 穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，在惡劣環(huán)境下能長時(shí)間不間斷進(jìn)行，編程簡單且維護(hù)工作量少。在方案 2 中用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)封燙。凸輪滑桿間歇式橫封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示 ，其結(jié)構(gòu)主要凸輪由動(dòng)力傳

15、送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 而內(nèi)外封合由橫封滑桿、回位彈簧和旋轉(zhuǎn)凸輪三部分組成。橫封滑桿在凸輪驅(qū)動(dòng)下，作往復(fù)移動(dòng)，將筒狀包裝材料夾持， 其夾持部位嵌有加熱器使包裝材料封口處受熱熔化并使之夾緊，從而實(shí)現(xiàn)封合?；匚粡椈膳c凸輪配合， 使滑桿能準(zhǔn)確地靠住凸輪輪廊， 在包裝材料的移動(dòng)過程中， 完成夾持、開合的動(dòng)作。凸輪由動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 而內(nèi)外封合機(jī)構(gòu)糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 6則通過拉簧拉緊至與凸輪接觸，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)使內(nèi)外封合機(jī)構(gòu)作往復(fù)移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)封口處兩熱封器間歇開合；兩熱封器張開時(shí)，凸輪驅(qū)動(dòng)兩封器合攏，最后將其包裝封壓緊，使包裝袋受熱加壓而封口。緊接著機(jī)構(gòu)再進(jìn)行下一個(gè)封口動(dòng)作。圖 2-3 凸輪機(jī)構(gòu)原理圖1凸輪 2回位彈簧 3、4滑桿