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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(屆)論文題目學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師日期學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文《》,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包括個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果,并承諾因本聲明而產(chǎn)生的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者:(簽名)日期:2023年x月x日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)浙江海洋大學(xué)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于保密,在__年解密后適用本授權(quán)書(shū)。不保密t學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:日期:年月日日期:年月日PAGEIIIPAGEIV厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要隨著海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)工作的不斷推動(dòng),海洋漁業(yè)的不斷發(fā)展,海產(chǎn)品相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為了我國(guó)一條重要的產(chǎn)業(yè)鏈,其中海產(chǎn)品加工行業(yè)為我國(guó)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是海洋漁業(yè)的重要組成部分。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查,目前我國(guó)在厚殼貽貝加工方面存在機(jī)械化程度不高,生產(chǎn)加工效率較低,手工步驟占比較高等問(wèn)題。同時(shí)根據(jù)所收集的參考文獻(xiàn)。本論文是關(guān)于厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口自動(dòng)化設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)的設(shè)計(jì)。厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)是將大厚殼貽貝裝入袋內(nèi),自動(dòng)化檢測(cè)重量,再封裝,其主要由輸送機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成,具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、適用范圍廣等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)通過(guò)與畢設(shè)老師溝通并且進(jìn)行了厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案論證、包裝原理分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算等,設(shè)計(jì)的厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由供料料斗、定量供料器、橫封和切斷,其工作原理是通過(guò)進(jìn)料料斗輸送厚殼貽貝通過(guò)安裝的智能檢測(cè)設(shè)備控制大厚殼貽貝的重量,機(jī)械爪控制厚殼貽貝袋的抓取放下,隨后裝滿厚殼貽貝的袋子通過(guò)傳送帶輸送到縫紉機(jī)處封口,最后運(yùn)輸出去。本機(jī)具有整體性好、運(yùn)動(dòng)精度高、工作效率高、安全可靠、操作容易、制造成本低等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);橫封。
AbstractThispaperisaboutthedesignofautomaticweighingsealmachineforthickshellmussels.Thickshellmusselautomaticweighingsealingmachineisalargethickshellmusselintothebag,automaticdetectionofweight,andthenpackaging,itismainlycomposedofconveyingmechanism,sealingmechanism,feedingmechanism,frame,etc.,hasthecharacteristicsofsimpleoperation,largeproduction,widerangeofapplication.Thisdesignofthedesignschemeofthickshellmusselautomaticweighingmachinestructuredesignargument,packagingprincipleanalysis,mechanicalstructuredesignandstrengthcalculation,etc.Thedesignofthickshellmusselautomaticweighingmachinestructuredesignismainlycomposedofhopper,quantitativefeeder,transversesealandcutoff,theworkingprincipleisthroughthefeedinghopperthroughtheintelligentinspectionequipmentinstallationofmusselweight,mechanicalclawcontrolshellmusselbaggrabdown,thenthebagfilledwiththickshellmusselstothesewingmachinethroughtheconveyorbeltsealing,andfinallytransportout.Thismachinehasthecharacteristicsofgoodintegrity,highmovementaccuracy,highworkingefficiency,safetyandreliability,easyoperationandlowmanufacturingcost.Keywords:Structuredesign,structuredesignandtransversesealingofthick-shellmusselautomaticweighingandsealingmachine目錄摘要 IVAbstract V目錄 VI1緒論 11.1包裝機(jī)械的作用 11.2包裝機(jī)械的分類(lèi) 11.2.1按包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度分類(lèi) 11.2.2按完成包裝產(chǎn)品的類(lèi)別分類(lèi) 11.2.3按包裝機(jī)械的功能分類(lèi) 21.3包裝機(jī)械的特點(diǎn) 21.4我國(guó)包裝機(jī)械的現(xiàn)狀 21.5我國(guó)包裝機(jī)存在的主要問(wèn)題 31.6包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 32厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 52.1厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù) 52.2厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì) 52.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu) 52.3機(jī)體強(qiáng)度設(shè)計(jì) 63抓袋機(jī)構(gòu)以及下料裝置的設(shè)計(jì) 93.1抓袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 93.2下料裝置的設(shè)計(jì) 94包裝計(jì)量裝置以及傳送裝置設(shè)計(jì) 124.1包裝物料的基本分類(lèi) 124.2包裝物料計(jì)量供送的基本要求 124.3計(jì)量裝置 124.4傳送裝置 125封口器的設(shè)計(jì) 135.1.1封口機(jī)原理 135.2.2封口機(jī)結(jié)構(gòu) 136總結(jié)和展望 166.1總結(jié) 166.2前景展望 16致謝 17參考文獻(xiàn) 18PAGE1厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PAGE2畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1緒論包裝機(jī)械是完成全部或部分包裝過(guò)程的機(jī)械。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主,具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。包裝機(jī)械的范疇廣泛,種類(lèi)繁多,大多數(shù)的情況下,這個(gè)包裝的一系列過(guò)程含有充填、裹包、封口等重要的工序,以及跟這一系列相關(guān)前后工序。常見(jiàn)的有清洗、堆碼和拆卸等等,除此之外,包裝甚至還包括計(jì)量或者在包裝件上蓋印等工序。使用此類(lèi)包裝產(chǎn)品可以提高生產(chǎn)率,減輕所謂的勞動(dòng)強(qiáng)度,可適用于許多廠里大規(guī)模生產(chǎn)的需求,并且能滿足清潔衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn),可以說(shuō)包裝機(jī)械是不可缺少的一環(huán)節(jié)。針對(duì)國(guó)內(nèi)許多糧食部門(mén)對(duì)先進(jìn)厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)的需求,本設(shè)計(jì)著重探討厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)出具有包裝速度快,通用性好以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、自動(dòng)化程度高的全自動(dòng)包裝機(jī),對(duì)我國(guó)包裝行業(yè)發(fā)展有著積極的意義。1.1包裝機(jī)械的作用包裝機(jī)械是使產(chǎn)品實(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)代工業(yè)生產(chǎn)中起著相當(dāng)重要的作用。1)大幅度的提高生產(chǎn)效率如厚殼貽貝包裝機(jī)的生產(chǎn)率可高達(dá)30000袋/h,這是手工包裝無(wú)法比擬的。2)降低生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件,如手工包裝糖果,一個(gè)工人8小時(shí)要重復(fù)動(dòng)作80000多次;如果廣泛的采用包裝機(jī)械代替手工包裝,不但能將包裝工人從繁重的體力勞動(dòng)中解救出來(lái),還大大改善了工人的勞動(dòng)條件。3)保護(hù)環(huán)境,節(jié)約原材料,降低成本手工包裝液體產(chǎn)品時(shí),易造成產(chǎn)品外濺;包裝粉末狀產(chǎn)品時(shí),往往造成粉塵飛揚(yáng),既污染了環(huán)境,又浪費(fèi)了原材料。采用機(jī)械包裝能防止產(chǎn)品的散失,既保護(hù)了環(huán)境,又節(jié)約了原材料。4)改善產(chǎn)品衛(wèi)生條件,提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量,增強(qiáng)市場(chǎng)的銷(xiāo)售能力。5)延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期,方便產(chǎn)品的流通采用真空、換氣、無(wú)菌等包裝機(jī),可使食品等流通范圍更加廣泛,延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。6)減少包裝場(chǎng)地面積,節(jié)約基金投資采用機(jī)械包裝,產(chǎn)品和包裝材料的供給是比較集中的,各包裝工序安排比較緊湊,因而減少了包裝的占地面積,可以節(jié)約基建投資。1.2包裝機(jī)械的分類(lèi)1.2.1按包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度分類(lèi)1)全自動(dòng)包裝機(jī)。全自動(dòng)包裝機(jī)是自動(dòng)供送包裝材料和內(nèi)裝物,并能自動(dòng)完成其他包裝工序的機(jī)器。2)半自動(dòng)包裝機(jī)。半自動(dòng)包裝機(jī)是由人工供送包裝材料和內(nèi)裝物,但能自動(dòng)完成其他包裝工序的機(jī)器。1.2.2按完成包裝產(chǎn)品的類(lèi)別分類(lèi)1)專(zhuān)用包裝機(jī)。專(zhuān)用包裝機(jī)是專(zhuān)門(mén)用于包裝某一種產(chǎn)品的機(jī)器。2)多用包裝機(jī)。多用包裝機(jī)是通過(guò)調(diào)整或更換有關(guān)工作部件,可以包裝兩種或兩種以上產(chǎn)品的機(jī)器。3)通用包裝機(jī)。通用包裝機(jī)是在指定范圍內(nèi)適用于包裝兩種或兩種以上產(chǎn)品的機(jī)器。1.2.3按包裝機(jī)械的功能分類(lèi)包裝機(jī)械按功能不同,可分為:充填機(jī)、干燥機(jī)、灌裝機(jī)、殺菌機(jī)、封口機(jī)、捆扎機(jī)、裹包機(jī)集裝機(jī)、多功能包裝機(jī)、輔助包裝機(jī)、貼標(biāo)簽機(jī)、包裝容器制造類(lèi)、清洗機(jī)、無(wú)菌包裝機(jī)械,以及完成其他包裝作業(yè)的輔助包裝機(jī)械。1.3包裝機(jī)械的特點(diǎn)包裝機(jī)械大部分屬于自動(dòng)機(jī),既具有一般自動(dòng)機(jī)的共性,也具有其自身的特性,主要特點(diǎn)如下:1)大多數(shù)包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)動(dòng)速度快且動(dòng)作配合要求高。為滿足性能要求,對(duì)零部件的剛度和表面質(zhì)量等都要較高要求。2)用于食品和藥品的包裝機(jī)械便于清洗,與藥品和食品接觸的部位要用不銹鋼或經(jīng)表面處理的無(wú)毒材料制成,符合藥品和食品的衛(wèi)生和安全要求。3)包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作力一般都較小,電機(jī)功率也較小。4)包裝機(jī)械一般都采用無(wú)級(jí)變速裝置,以便靈活調(diào)整包裝速度、調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力。5)包裝機(jī)械自動(dòng)化程度高,大多采用微機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)了操作和控制的智能化。6)包裝機(jī)械是特殊類(lèi)型的專(zhuān)業(yè)機(jī)械,種類(lèi)繁多,生產(chǎn)數(shù)量有限。為便于制造和維修,減少設(shè)備投資,在包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化、模塊化及多功能性。1.4國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的現(xiàn)狀縱觀全世界包裝機(jī)械發(fā)展生產(chǎn)增長(zhǎng)最快的是在發(fā)展中的國(guó)家和地區(qū),發(fā)達(dá)國(guó)家將從刺激國(guó)內(nèi)需求中獲利,并在發(fā)展中國(guó)家尋求合適的生產(chǎn)廠家,特別是在食品加工廠進(jìn)行投資,提供包裝設(shè)備。國(guó)外的包裝機(jī)械發(fā)展情況尤其以美國(guó)與德國(guó)的為代表。美國(guó)當(dāng)前包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì):微電子、電腦、工業(yè)機(jī)器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,包裝機(jī)械日趨向自動(dòng)化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。德國(guó)的包裝機(jī)械,以用戶(hù)需求為先導(dǎo)提供成套設(shè)備,為生產(chǎn)企業(yè)提供結(jié)構(gòu)性以及經(jīng)濟(jì)性完整的系統(tǒng)方案。在為用戶(hù)提供生產(chǎn)自動(dòng)線或生產(chǎn)流水線設(shè)備的同時(shí),尤其注重成套設(shè)備的完整性,尤其是高技術(shù)、高附加值設(shè)備,還是較簡(jiǎn)單的設(shè)備,都按配套性要求提供??v觀美國(guó)和德國(guó)的發(fā)展趨勢(shì),雖然各有特色,但自動(dòng)化、高效化、節(jié)能化將是包裝機(jī)械生產(chǎn)商共同的追求。國(guó)內(nèi)的包裝機(jī)械發(fā)展歷史時(shí)間短,總體技術(shù)水平和生產(chǎn)能力較低,但近年來(lái)在國(guó)內(nèi)巨大包裝市場(chǎng)的促進(jìn)以及國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的影響,發(fā)展速度很快,局部技術(shù)有了很明顯的提高。我國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展較晚,目前正處于起步應(yīng)用階段,雖然從九十年代后,我國(guó)的制袋充填機(jī)有了較快發(fā)展,通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品進(jìn)行消化吸收,自主開(kāi)發(fā)研制,技術(shù)上有了很大的提高,但與國(guó)外相比,國(guó)內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品技術(shù)含量低,產(chǎn)品差異程度低,成熟產(chǎn)品技術(shù)易模仿和抄襲,造成低水平重復(fù),阻礙了對(duì)包裝機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。在產(chǎn)品技術(shù)方面,國(guó)內(nèi)厚殼貽貝包裝機(jī)的主要特點(diǎn)如下:1)速度低,品種少?lài)?guó)外大多數(shù)制袋充填包裝機(jī)根據(jù)包裝物料的不同和產(chǎn)量的大小,一般在20-100袋/分之間,大多為單列式包裝,封合形式一般是三邊封,四邊封和背封式。2)精度低采用螺桿充填的粉料計(jì)量充填系統(tǒng),當(dāng)充填量為100g~1000g時(shí),國(guó)外機(jī)器的計(jì)量精度一般<1%,而國(guó)內(nèi)一般在62%~63%之間。3)可靠性低國(guó)內(nèi)一些企業(yè)為了能在產(chǎn)品初期快速賺錢(qián),低價(jià)格傾銷(xiāo),采用無(wú)質(zhì)量保證的電子元件、控件或低級(jí)的原材料,再加上無(wú)規(guī)范的加工和裝配工藝,沒(méi)有針對(duì)具體情況進(jìn)行改造,導(dǎo)致產(chǎn)品不穩(wěn)定或不適合用戶(hù)使用要求。4)自動(dòng)化和智能化水平低近年來(lái),我國(guó)的包裝機(jī)械雖采取了一些PLC和具有智能控制功能的儀表,但總體來(lái)說(shuō),大多數(shù)還是低水平的機(jī)電控制,還沒(méi)有帶有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、采集、修正功能的機(jī)器。1.5我國(guó)包裝機(jī)存在的主要問(wèn)題我國(guó)的包裝機(jī)所存在的主要漏洞是厚殼貽貝立式包裝機(jī)雖然占地面積小,成本低,但在包裝粉末型物料的效果與物料品種兼容性這兩項(xiàng)要求上,大多數(shù)這種設(shè)備中都不能盡如人意。粉末型產(chǎn)品厚殼貽貝細(xì)小,在包裝過(guò)程極易產(chǎn)生粉末“反撲”現(xiàn)象。“反撲”現(xiàn)象會(huì)造成包裝封口不嚴(yán),并會(huì)在一定程度上污染工作環(huán)境,因?yàn)榱⑹桨b設(shè)備是垂直下料,下料口與包裝袋袋底距離較大,并且是在包裝的同時(shí)進(jìn)行制袋,在下料過(guò)程中物料以包材為“滑梯”滑入袋內(nèi),如果粉末揚(yáng)起,則會(huì)污染封口,致使封口不能被密封,這樣一來(lái),產(chǎn)品的質(zhì)量往往會(huì)受到影響。其次,生產(chǎn)混合型物料時(shí),立式包裝設(shè)備因?yàn)闊o(wú)法在設(shè)備上曾加工位,所以在灌裝時(shí)必須將物料預(yù)先混合才能下料,但實(shí)際生產(chǎn)中往往因?yàn)槲锪项A(yù)先混合或傳輸過(guò)程中的不均勻,導(dǎo)致實(shí)際產(chǎn)品混合比例與配方比例不符。粒狀物料飛濺嚴(yán)重,粉塵飛揚(yáng),空氣污染嚴(yán)重,工作環(huán)境惡劣,有毒有害的粉塵對(duì)人體傷害嚴(yán)重。而且對(duì)食品、藥品采用手工包裝不能符合衛(wèi)生要求,以及對(duì)人體有毒有害的物品更需要自動(dòng)化、無(wú)人化包裝。比如給料系統(tǒng)的優(yōu)劣,也將直接影響計(jì)量結(jié)果,有時(shí),甚至造成設(shè)備無(wú)法使用的嚴(yán)重后果。因?yàn)榻o料過(guò)程中的落差,是對(duì)一部分物料的估計(jì)值,如果給料系統(tǒng)不穩(wěn)定,那么落差就處于不穩(wěn)定狀態(tài),計(jì)量結(jié)果就會(huì)不穩(wěn)定。因此盡快解決粉粒狀物料高速度、高準(zhǔn)確度自動(dòng)定量充填包裝技術(shù)難題具有非常重要的意義。另外,在厚殼貽貝包裝機(jī)中還可能存在夾料、包裝袋錯(cuò)邊或起皺、包裝袋封口不嚴(yán)、包裝袋外形不正等問(wèn)題。1.6包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)隨著全球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及人們對(duì)產(chǎn)品包裝品質(zhì)與效率的要求越來(lái)越高,包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:1.自動(dòng)化和數(shù)字化:包裝機(jī)械自動(dòng)化和數(shù)字化程度將進(jìn)一步提高。自動(dòng)化的特點(diǎn)是高效、節(jié)省人工、減少誤操作,數(shù)字化的特點(diǎn)是應(yīng)用智能算法,能夠根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)反饋和預(yù)測(cè),從而提高生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。2.智能化:包裝機(jī)械將逐漸向智能化發(fā)展。采用智能傳感器和智能算法相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)整、精準(zhǔn)控制、預(yù)測(cè)性維護(hù)等功能,進(jìn)一步提高包裝機(jī)械的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。3.全自動(dòng)化:由于人工費(fèi)用昂貴,包裝機(jī)械將越來(lái)越朝自動(dòng)化方向發(fā)展。全自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、效率高、成品質(zhì)量穩(wěn)定,同時(shí)還可以減少人力成本。4.高速:現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)生產(chǎn)速度的要求越來(lái)越高,高速包裝機(jī)械的發(fā)展將是未來(lái)的方向之一。另外,在速度提高的同時(shí),包裝機(jī)械也需保證產(chǎn)品穩(wěn)定,以確保生產(chǎn)效率和品質(zhì)。5.環(huán)保:隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),包裝機(jī)械的環(huán)保性能也將成為重要的考慮因素。創(chuàng)新的環(huán)保材料和設(shè)計(jì)將應(yīng)用于包裝機(jī)械中,使其在節(jié)能、降低碳排放、減少資源消耗等方面更加優(yōu)越??傊磥?lái)的包裝機(jī)械將更加智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化、高速化,同時(shí)也更加注重環(huán)保和生產(chǎn)安全等方面。
2厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)量方式:容積式計(jì)量計(jì)量精度:±5%包裝速度:3袋/分電源電壓:220伏/50Hz2.2厚殼貽貝自動(dòng)稱(chēng)重封口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)包裝機(jī)械的總體設(shè)計(jì)的步驟是:布置執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)和操作件,確定支撐形式和繪制總體布局圖。本文主要針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,包括下料裝置、制袋裝置、傳送帶裝置以及封口裝置的設(shè)計(jì)。工作原理是:(1)人工將厚殼貽貝袋套在機(jī)械爪上。(2)氣缸將機(jī)械爪張開(kāi),使得厚殼貽貝袋口呈現(xiàn)張緊狀態(tài)。(3)下料裝置輸送厚殼貽貝到袋中。(4)下料結(jié)束后,氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械爪閉合,厚殼貽貝袋脫落,在自身重力的影響下落到傳送帶上。(5)傳送帶將厚殼貽貝袋輸送至縫紉機(jī)處進(jìn)行封口,包裝好的厚殼貽貝袋隨傳送帶輸送至指定位置。具體如圖2.1所示:22441133其中,1——機(jī)械爪,2——下料裝置,3——傳送帶,4——縫紉機(jī)。圖2.1機(jī)構(gòu)整體示意圖2.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)即布置被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)、包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)。首先,根據(jù)包裝工藝路線圖,各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件應(yīng)布置在整體的上部,以便于觀察執(zhí)行情況,并且厚殼貽貝受到重力向下流,安裝在較高位置可以順流而下,提高效率。對(duì)此,必須注意以下幾點(diǎn):1)為使執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊.應(yīng)盡量減少機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副,并盡量縮小其幾何尺寸和所占空間位置。原動(dòng)件應(yīng)盡可能接近執(zhí)行構(gòu)件。2)為簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)、便于閱試與維修和減少傳動(dòng)件居損對(duì)傳動(dòng)梢度的影響,要求原動(dòng)件盡可能集中地布,在一根或少數(shù)幾根軸上。3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置布置需考慮整體的工藝流程,科學(xué)地設(shè)置機(jī)構(gòu)之間的間距可以減小生產(chǎn)節(jié)拍,從而提升整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率。實(shí)際上,執(zhí)行構(gòu)件往往是比較分散的.以致于它們的原動(dòng)件較難集中。這時(shí),可將相近的幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)集中布置成為一個(gè)大部件。這樣,一臺(tái)包裝機(jī)就相當(dāng)于由若干個(gè)大部件所構(gòu)。21結(jié)合機(jī)構(gòu)整體的工藝順序,分別對(duì)抓袋裝置,縫紉機(jī)構(gòu),下料機(jī)構(gòu)和傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的空間布置。21圖2.2機(jī)構(gòu)整體平面正視圖 其中,1——下料機(jī)構(gòu),2——縫紉機(jī)構(gòu)。厚殼貽貝袋在裝載完成后,在傳送帶上運(yùn)行的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),即下料機(jī)構(gòu)與縫紉機(jī)構(gòu)之間的間距不宜過(guò)遠(yuǎn),在本設(shè)計(jì)中結(jié)合機(jī)構(gòu)本身的尺寸和運(yùn)行特點(diǎn),將下料機(jī)構(gòu)與縫紉機(jī)構(gòu)之間的間距設(shè)置為953.6mm。下料機(jī)構(gòu)的下半部分與抓袋機(jī)構(gòu)相結(jié)合,布置在傳送帶的上方。因厚殼貽貝袋裝填完成后需要依靠自重脫落,因此下料機(jī)構(gòu)的下端需要距離傳送帶有一定的距離,但距離不能過(guò)大,避免厚殼貽貝袋在墜落的過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的沖擊載荷,對(duì)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成不良影響。因厚殼貽貝袋裝填完成后,置于傳送帶上時(shí)具有一定的高度。故縫紉機(jī)構(gòu)的操作位置應(yīng)在豎直方向上略低于抓袋機(jī)構(gòu),且與傳送帶保持一定的相對(duì)距離。避免厚殼貽貝袋上端與縫紉機(jī)構(gòu)相碰,使工序不能正常完成。21如圖2.3所示,為機(jī)構(gòu)在豎直方向上的空間布置。21圖2.3機(jī)構(gòu)平面右視圖其中,1——縫紉機(jī)構(gòu)操作點(diǎn),2——抓袋機(jī)構(gòu)。抓袋裝置距離傳送帶的距離為886mm,縫紉機(jī)構(gòu)操作點(diǎn)距離傳送帶的距離為746mm。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的緊湊性是指設(shè)計(jì)中將機(jī)構(gòu)的尺寸和空間最小化,使其占用的空間最少。以下是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊的好處:1.空間利用率高:緊湊型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使機(jī)器或設(shè)備占用的空間更小,從而在有限的空間內(nèi)容納更多的機(jī)器或設(shè)備,提高空間利用率。2.降低成本:通過(guò)將機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊,可以減少所需的材料和制造成本。機(jī)構(gòu)部件更小,所需的材料成本更低,而小尺寸的機(jī)構(gòu)還可以減少制造成本。3.重量輕,易于安裝和移動(dòng):機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊可以使機(jī)器或設(shè)備更輕,從而使其更易于安裝和移動(dòng)。此外,緊湊機(jī)構(gòu)還可以降低運(yùn)輸和安裝成本。4.提高效率:機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊可以降低物體的慣性,從而降低能量損失,提高效率。緊湊型機(jī)構(gòu)還可以降低機(jī)器或設(shè)備運(yùn)行的噪音和振動(dòng),提高運(yùn)行效率。綜上所述,整體機(jī)構(gòu)的大小約為2287x1151x2315mm,整體結(jié)構(gòu)緊湊完整,在進(jìn)行操作時(shí)也能與操作人員很好地配合使用。3抓袋機(jī)構(gòu)以及下料裝置的設(shè)計(jì)3.1抓袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)抓袋機(jī)構(gòu)是自動(dòng)袋裝機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部件。操作人員手工上袋后,抓袋機(jī)構(gòu)將厚殼貽貝袋固定。在裝填完成后,抓袋機(jī)構(gòu)松開(kāi),使厚殼貽貝袋脫落。抓袋機(jī)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)和使用,直接影響著產(chǎn)品的包裝質(zhì)量以及及其布局等。因此抓袋機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算需要考慮多方面的因素。需滿足以下幾點(diǎn)要求:抓袋機(jī)構(gòu)不可含有尖銳突出部分,避免對(duì)袋子造成損傷。抓袋機(jī)構(gòu)應(yīng)有張開(kāi)和收緊兩種狀態(tài)。抓袋機(jī)構(gòu)需具有一定的承重能力,避免厚殼貽貝袋在裝填過(guò)程中意外脫落。抓袋機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)需與實(shí)際袋子的尺寸相結(jié)合。3.1.1設(shè)計(jì)方案比較氣推桿機(jī)械爪結(jié)構(gòu)假設(shè)厚殼貽貝的平均直徑為5cm,高度為2.5cm,考慮到留出一定的空間和適當(dāng)?shù)陌b材料,一個(gè)大約能裝載200個(gè)厚殼貽貝的袋子尺寸約為:長(zhǎng)度40cm,袋口尺寸20x30cm。根據(jù)實(shí)際厚殼貽貝袋的尺寸,設(shè)計(jì)了一款氣動(dòng)式機(jī)械手抓,如圖3.1所示。2121其中,1——?dú)飧祝?——機(jī)械爪結(jié)構(gòu)。圖3.1.1抓袋機(jī)構(gòu)工作原理是,人工將厚殼貽貝袋套在機(jī)械爪上,氣缸將機(jī)械爪張開(kāi),張緊厚殼貽貝袋,隨后下料裝置輸送厚殼貽貝到袋中,下料結(jié)束后氣缸帶動(dòng)機(jī)械爪閉合,厚殼貽貝袋由于自重落入到傳送帶上。其優(yōu)點(diǎn)如下:1)尺寸設(shè)計(jì)合理的前提下對(duì)厚殼貽貝袋造成的拉伸變形以及皺折等影響不大。2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,抓取放下方便,制造成本低,調(diào)試容易。3)機(jī)械爪與下料機(jī)構(gòu)明顯分離,拆換方便。圖3.1.2氣推桿機(jī)械爪結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖根據(jù)自由度的計(jì)算公式可知:F式中,n為桿體數(shù)量,p為低副數(shù)量。結(jié)合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖代入式中,可得氣推桿機(jī)械爪結(jié)構(gòu)的自由度為1,因此所需要的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)數(shù)量也為.2連桿伸縮機(jī)構(gòu) 如圖3.2所示為一款連桿伸縮機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖,其同樣可以實(shí)現(xiàn)抓袋,松袋的功能。其工作原理為,置于支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣推桿,推動(dòng)滑塊沿支撐桿上下滑動(dòng)?;瑝K向下運(yùn)動(dòng)時(shí),連桿張開(kāi),張緊袋口?;瑝K向上運(yùn)動(dòng)時(shí),連桿收縮,收緊袋口。 其優(yōu)點(diǎn)如下:氣推桿內(nèi)置,使結(jié)構(gòu)更緊湊。連桿結(jié)構(gòu)自帶限位功能,可避免將袋子撐破。然而連桿伸縮機(jī)構(gòu)存在很明顯的缺陷。例如:重量和體積大于氣推桿機(jī)械爪結(jié)構(gòu),較為笨重。連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯噪音和震動(dòng),對(duì)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性不利。連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中部件之間不可避免地產(chǎn)生摩擦和磨損,對(duì)機(jī)構(gòu)整體的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。連桿伸縮機(jī)構(gòu)需安裝于下料裝置的正下方,會(huì)導(dǎo)致厚殼貽貝在裝填過(guò)程中損壞。11氣推桿安裝位置2氣推桿安裝位置233收縮張開(kāi)收縮張開(kāi)44圖3.1.3連桿伸縮方案示意圖 其中,1——支撐桿,2——滑塊,3——連桿,4——轉(zhuǎn)動(dòng)副。如圖所示為連桿伸縮機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖3.1.4連桿伸縮機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖根據(jù)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,將數(shù)值代入式中得Fn=1,故連桿伸縮機(jī)構(gòu)也只需要一個(gè)氣推桿驅(qū)動(dòng)。方案比較方案名稱(chēng)驅(qū)動(dòng)裝置自由度安裝方式氣推桿機(jī)械爪氣推桿1下料裝置外部連桿伸縮機(jī)構(gòu)氣推桿1下料裝置正下方表3.1抓袋方案比較 綜合考慮,選用氣推桿機(jī)械爪形式的抓袋方式,應(yīng)用于本結(jié)構(gòu)。3.1.2氣缸的選型因在裝載的過(guò)程中,厚殼貽貝袋的重量會(huì)隨著下料的進(jìn)行而不斷增加,所選用的氣推桿需要保證在裝填步驟結(jié)束之前,袋口不會(huì)從機(jī)械爪上滑落??紤]到厚殼貽貝袋本身的彈性變形,氣推桿的行程約為5cm。 袋子本身的重量忽略不計(jì),一般來(lái)說(shuō),良好生長(zhǎng)的厚殼貽貝的平均重量約為40g,因此200個(gè)厚殼貽貝的重量約為8kg。如圖3.1.2所示,對(duì)抓袋機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析。Fn厚殼貽貝袋Fn厚殼貽貝袋GG圖3.1.5抓袋機(jī)構(gòu)受力分析圖 已知機(jī)械爪在完全張開(kāi)的情況下,與豎直方向的角度為45°。由受力情況可知:Fn=G*cos(45°) 可知Fn約為56.6N,安全系數(shù)為1.5。綜上所述,選用型號(hào)為AirpelE5的氣推桿。該款氣推桿具有高推力及緊湊的外觀設(shè)計(jì),能滿足機(jī)構(gòu)對(duì)行程及推力的要求。3.2下料裝置的設(shè)計(jì)下料裝置是指用于將物料從上層儲(chǔ)料設(shè)備或容器中轉(zhuǎn)移到下層物料處理設(shè)備中的裝置。下料裝置需要具備以下特點(diǎn):1.穩(wěn)定性:下料裝置需要能夠穩(wěn)定地將儲(chǔ)料設(shè)備或容器中的物料轉(zhuǎn)移至下層設(shè)備中,不造成物料的浪費(fèi)、碎裂或跌落等問(wèn)題。2.精準(zhǔn)性:下料裝置需要確保物料的精確控制,使其能夠在正確的時(shí)間、速度和量下料,確保生產(chǎn)過(guò)程中的準(zhǔn)確性和一致性。3.可靠性:下料裝置需要具備可靠的操作和運(yùn)行功能,避免故障和停機(jī)時(shí)間的發(fā)生,保證設(shè)備的安全性和生產(chǎn)效率。4.易于清洗和維護(hù):下料裝置需要易于清洗和維護(hù),保證設(shè)備的衛(wèi)生性和長(zhǎng)期使用效果。5.適應(yīng)性:下料裝置需要能夠適應(yīng)不同的物料類(lèi)型和特殊的生產(chǎn)流程要求,可根據(jù)生產(chǎn)需求來(lái)選擇不同的下料裝置。本設(shè)計(jì)中,下料裝置設(shè)計(jì)如圖3.2.1所示。進(jìn)料方向進(jìn)料方向圖3.2.1下料裝置示意圖本設(shè)計(jì)的厚殼貽貝包裝機(jī)中的下料機(jī)構(gòu)需要保證厚殼貽貝下料均勻,同時(shí)設(shè)計(jì)有緩料裝置,防止裝置的堵塞。下料裝置內(nèi)壁光滑,易于下料。下料裝置的校核強(qiáng)度是評(píng)估其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇是否足夠強(qiáng)大,能夠承受所需的工作載荷而不發(fā)生失效或破壞。這包括對(duì)裝置的各個(gè)部件進(jìn)行力學(xué)計(jì)算和結(jié)構(gòu)分析,確保其在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載或疲勞等問(wèn)題。3.2.1材料選擇針對(duì)下料裝置用于裝厚殼貽貝的材料選擇,需要考慮到以下幾個(gè)因素:1.耐磨性:由于厚殼貽貝可能具有較高的硬度,下料裝置需要選用具有良好耐磨性的材料,以確保在轉(zhuǎn)移過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的磨損,影響設(shè)備的使用壽命和效率。2.強(qiáng)度:材料需要具備足夠的強(qiáng)度,能夠承受負(fù)載并保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定??紤]到厚殼貽貝可能具有一定的重量,在裝載和轉(zhuǎn)移過(guò)程中會(huì)對(duì)裝置施加一定的力量,因此選擇具有良好強(qiáng)度的材料至關(guān)重要。3.食品安全性:如果下料裝置用于食品加工行業(yè),材料的食品安全性是至關(guān)重要的。需要選擇符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的食品級(jí)材料,確保不會(huì)對(duì)厚殼貽貝的質(zhì)量和安全造成影響。4.耐腐蝕性:下料裝置可能會(huì)接觸到厚殼貽貝的汁液或其他腐蝕性物質(zhì),因此需要選用具有良好耐腐蝕性的材料,以防止裝置表面的腐蝕和損壞。表3.2.1是常見(jiàn)的用于下料裝置的材料比較。材料名稱(chēng)耐磨性強(qiáng)度食品安全性耐腐蝕性不銹鋼????聚乙烯(PE)?XX?尼龍X?X?聚丙烯(PP)XX??綜上所述,本機(jī)構(gòu)的下料裝置選用不銹鋼材料。3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到受力情況,合理設(shè)計(jì)各個(gè)部件的形狀和連接方式,確保在工作過(guò)程中能夠平穩(wěn)傳遞力量并吸收沖擊。特別是在轉(zhuǎn)移物料過(guò)程中可能存在的振動(dòng)和沖擊情況下,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要具備一定的緩沖和抗震能力。如圖3.2.1所示,下料機(jī)構(gòu)呈漏斗狀,選用厚度為2mm的不銹鋼,漏斗傾斜角度為77°。77°77°圖3.2.2下料裝置剖視圖
4包裝計(jì)量裝置以及傳送裝置設(shè)計(jì)4.1包裝物料的基本分類(lèi)包裝物料的狀態(tài)、形狀和物性直接影響物料的計(jì)量和供送,因此,設(shè)計(jì)包裝物料供送裝置時(shí),必須全面了解被包裝物料的基本性質(zhì),包括:流體的黏度和密度,厚殼貽貝料的密度和粒度,粉體的密度和堆積角等。包裝物料按其狀態(tài)和流動(dòng)性可分為:流體、半流體、散體、固體;按物料形狀可分為:粉體、厚殼貽貝、規(guī)則塊體、不規(guī)則塊體等。4.2包裝物料計(jì)量供送的基本要求包裝物料的準(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。包裝物料計(jì)量供送裝置選擇和設(shè)計(jì)的基本要求如下:1)滿足包裝工藝要求,實(shí)現(xiàn)物料間歇式供送;2)根據(jù)物料供送要求,實(shí)現(xiàn)無(wú)聊計(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)便于檢測(cè)、控制、維修和調(diào)試;5)滿足衛(wèi)生性和安全性要求,便于清洗和維護(hù)。4.3計(jì)量裝置對(duì)于密度穩(wěn)定、厚殼貽貝均勻、粘附性小、流動(dòng)性好的松散粉粒物料,如味精、砂糖、食鹽等,采用容積式計(jì)量方法比較合適。常用的有量杯式、螺桿式、活塞式等不同類(lèi)型。容積式計(jì)量具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量速度較快、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。按計(jì)量容腔是否可調(diào),可將容積式計(jì)量裝置分為固定容積計(jì)量法和可調(diào)容積計(jì)量法,根據(jù)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求包裝袋的大小不同,將選用可調(diào)式計(jì)量裝置。4.4傳送裝置4.4.1傳送裝置該機(jī)構(gòu)要求將滿載的厚殼貽貝袋以0.5m/s的速度沿水平方向平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)需要足夠大的受力面積足夠大的需求,避免厚殼貽貝袋翻出臺(tái)面。相較于其它類(lèi)型的動(dòng)力傳輸裝置,皮帶傳動(dòng)具有以下的優(yōu)點(diǎn):1.傳動(dòng)平穩(wěn)性好:皮帶傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在低速運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)啟動(dòng),減少對(duì)機(jī)身的沖擊,同時(shí)摩擦力也比較穩(wěn)定,傳動(dòng)精度高。2.防滑性強(qiáng):由于皮帶表面都是與凸起相接觸,所以摩擦系數(shù)較大,即使在潮濕和油脂較多的環(huán)境下,比較不易出現(xiàn)滑動(dòng)。3.減震消噪:皮帶本身柔軟,在傳動(dòng)過(guò)程中可以減少不同機(jī)械元件之間的震動(dòng)和噪聲。4.安裝維護(hù)方便:由于皮帶傳動(dòng)不需要在精度要求極高的條件下進(jìn)行安裝,所以安裝不僅方便,而且也不用對(duì)相關(guān)元器件進(jìn)行精確的粘接和粘結(jié),減少維護(hù)和更換的成本。5.功率傳輸能力強(qiáng):皮帶傳動(dòng)可以承受較高的扭矩,功率傳輸能力相對(duì)較強(qiáng)。6.節(jié)省成本:相較于齒輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等相對(duì)較昂貴的機(jī)構(gòu),皮帶傳動(dòng)成本相對(duì)較低,而且在一定范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)傳動(dòng),節(jié)約了能源??偟膩?lái)說(shuō),皮帶傳動(dòng)有較好的保證了機(jī)器設(shè)備的性能穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。皮帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括傳動(dòng)平穩(wěn)、防滑、減震、容易安裝維護(hù)、功率傳遞能力強(qiáng)、節(jié)省成本等。綜上所述,本裝置選用皮帶傳動(dòng)的形式。結(jié)合工況,選擇寬度為460mm的ST8000的皮帶,該型號(hào)的皮帶具有較高的抗撕裂,抗沖擊,耐磨損性能。傳送裝置主要由電機(jī),傳送機(jī)架,支腳,滾軸,皮帶,軸承,端蓋等組成,如下圖所示。43214321 其中,1——機(jī)架,2——皮帶,3——立式支柱,4——滾輪。圖4.4.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)正側(cè)圖根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果,中心距為2100mm,皮帶輪直徑為96mm。由皮帶長(zhǎng)度的公式:L=2C+其中,L為皮帶長(zhǎng)度,C為中心距的距離,D1和D2分別為皮帶輪的直徑。代入式中得所需要得皮帶長(zhǎng)度為4331mm。根據(jù)皮帶厚度的計(jì)算公式:δ可得皮帶的厚度至少為2.4mm. 傳送機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵是選擇合理的動(dòng)力參數(shù)。根據(jù)下列式子計(jì)算:FF式中,A1為厚殼貽貝袋與皮帶的接觸面積,p為厚殼貽貝袋與傳送袋之間的壓力,μ為厚殼貽貝袋與皮帶之間的摩擦因數(shù),F(xiàn)u為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)所需驅(qū)動(dòng)力,F(xiàn)s為厚殼貽貝袋與皮帶之間的摩擦力。已知摩擦系數(shù)μ=0.6滾筒的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算公式為:T式中:1.5為安全系數(shù),R為滾筒半徑。根據(jù)以上計(jì)算,Tu=2.07Nm。滿載厚殼貽貝的袋子未封口前,為避免在傳送帶移動(dòng)的過(guò)程中發(fā)生傾倒導(dǎo)致厚殼貽貝散落,傳送帶應(yīng)平穩(wěn),緩慢地運(yùn)行。根據(jù)皮帶傳動(dòng)的速度計(jì)算公式:n1=式中,n1為驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速,v為皮帶運(yùn)行的速度,R為滾筒半徑。代入算得n1=165r/min。計(jì)算所需電機(jī)的功率,由公式可知:P式中,P為電機(jī)功率,n1為驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速,Tu為驅(qū)動(dòng)輪扭矩。代入式中得21綜上所述,動(dòng)力參數(shù)選型如下:驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇100W低壓交流伺服電機(jī)。額定轉(zhuǎn)矩為0.67Nm,額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。減速器選用二級(jí)行星輪減速器,減速比為30:1。如圖所述為電機(jī)及減速器的安裝位置。21其中,1——電機(jī)及減速器,2——皮帶。圖4.4.2電機(jī)安裝示意圖4.4.2支撐形式選擇包裝機(jī)的支撐件有底座、箱體、立柱、橫梁等。支撐件的作用是使有關(guān)零部件正確定位并保持其相對(duì)工作位置。對(duì)支撐件的要求如圖2-1所示:1)足夠的剛度,支撐件在承受較大載荷時(shí)的變形不超過(guò)允許值;2)足夠的抗振性,是機(jī)器能穩(wěn)定可靠的工作;3)質(zhì)量適中,力求節(jié)約材料,容易搬運(yùn);4)便于零部件的裝配調(diào)試、操作保養(yǎng)和機(jī)器的調(diào)運(yùn)安裝;5)外形美觀,給人以調(diào)和、勻稱(chēng)、穩(wěn)定、安全的感覺(jué)。常用的支撐形式有“一”型、“1”型、“口”型。由于工作環(huán)境的限制,并且生產(chǎn)也僅僅是小批量間歇式生產(chǎn),故,我們選擇“1”型,即立體式。它占地面積小,操作靈活,工序緊湊,很符合我們的設(shè)計(jì)需求。如圖2.2所示,其中1——立體式支撐結(jié)構(gòu)。11圖4.4.3輸送機(jī)構(gòu)的立體式支撐4.4.3傳送機(jī)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚殼貽貝袋在傳送帶上平穩(wěn)運(yùn)行時(shí),機(jī)器不產(chǎn)生明顯形變,不會(huì)被厚殼貽貝袋壓潰,壓裂。機(jī)器中任何一構(gòu)件均可視為彈性體,在受載后都要產(chǎn)生一定的變形。水平抗彎剛度(2-1)垂直抗彎剛度(2-2)式(2-1)~(2-2)中:Py——水平、垂直作用力;Δx,Δy——水平方向和垂直方向的位移。傳送帶的機(jī)架和立式支柱均采用不銹鋼設(shè)計(jì),查閱資料可知不銹鋼的力學(xué)性能如下:材料水平抗彎強(qiáng)度垂直抗彎強(qiáng)度不銹鋼40Mpa520Mpa由式子可知:?x/x<5%,?故靜剛度滿足強(qiáng)度需求。已知一袋裝滿200厚殼貽貝的包裝袋重量約為80N。在抓袋機(jī)構(gòu)松開(kāi)后墜落約20cm,根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式可知:E=mgh其中,E為重力勢(shì)能,m是物體的質(zhì)量,g為重力加速度,h為高度。將數(shù)值代入式中計(jì)算可得:E=0.1568J。 厚殼貽貝袋墜落后撞擊傳送帶的過(guò)程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,并最終轉(zhuǎn)換為沖擊能,假設(shè)厚殼貽貝袋墜落后于傳送帶相對(duì)靜止,則沖擊能即為最初的勢(shì)能大小。 利用沖擊能和墜落距離計(jì)算,可得:E其中,d為物體墜落的距離,此時(shí)d=0.2m,代入上式得F=0.784N.因沖擊力較小,故可直接視為對(duì)傳送帶不會(huì)產(chǎn)生破壞。5封口器的設(shè)計(jì)橫封器將經(jīng)縱封器縱向熱封合后的包裝材料,按照工藝要求的長(zhǎng)度規(guī)格進(jìn)行橫向縫合。為簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、減小橫封器體積,一般將橫封器和切斷裝置結(jié)合一起設(shè)計(jì)。按照橫封器運(yùn)動(dòng)形式的不同,橫封器可分為旋轉(zhuǎn)式橫封器和往復(fù)式橫封器兩種。根據(jù)橫封器加熱方式不同,橫封器可分為高頻加熱式、電加熱式、脈沖電加熱式等。市面上常見(jiàn)的封口器有多種類(lèi)型,包括手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)等不同的型號(hào)。這里列出了使用封口器時(shí)需要注意的一些點(diǎn)。1.首先要了解封口器的操作方式,熟悉各個(gè)部件如何組裝和拆卸。遵照使用說(shuō)明書(shū)的要求操作,避免操作不當(dāng)出現(xiàn)故障或安全問(wèn)題。2.在使用封口器時(shí),需要注意所使用的工具和設(shè)備必須符合封口器的類(lèi)型和規(guī)格,以保障操作的安全和高效。3.在封口之前,需要保證包裝袋的內(nèi)容物放置在合適的位置,以免因?yàn)槲锲肺恢貌划?dāng)而影響封口效果。同時(shí),需要清潔好封口器的工作面和防壓條,排除防壓條粘連以及防壓條和桿件之間不平整的情況。4.在封口時(shí),需要根據(jù)袋子的厚薄、尺寸等進(jìn)行合理的調(diào)整,使封口位置均勻,避免出現(xiàn)不平整和波浪等問(wèn)題。5.在封口過(guò)程中,要注意保持封口頭的清潔,避免封口頭黏貼物料。同時(shí),壓力和加熱時(shí)間也需要合理控制,不宜過(guò)長(zhǎng)過(guò)短,否則會(huì)影響封口質(zhì)量。6.在使用過(guò)程中,需要及時(shí)檢查封口頭、導(dǎo)熱絲等是否磨損或損壞,并及時(shí)更換和修理,以保障封口質(zhì)量。7.在遇到特殊需要時(shí),如超長(zhǎng)或超重的袋子,需要根據(jù)情況選擇更合適的封口器,以保障封口效果和工作安全。5.1.1封口機(jī)原理縫紉機(jī)的工作原理:一對(duì)轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的平行軸帶動(dòng)各自的封接刀座作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),刀座上安裝有加熱器和切斷刀,平行軸旋轉(zhuǎn)一周即完成一次封接和切斷分離動(dòng)作。制作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)軸一般設(shè)置成中心軸位置相對(duì)固定的形式,從動(dòng)軸采取彈性浮動(dòng)形式,封接壓力來(lái)自從動(dòng)軸左右兩端安裝的壓力彈簧,根據(jù)包裝材料性質(zhì)以及厚度尺寸的不同來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的壓力數(shù)值。包裝材料較厚時(shí),需要較大的封接力,彈簧的壓力數(shù)值相應(yīng)調(diào)節(jié)的大些;反之,則調(diào)整的小些。包裝物料厚度不同,相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)式橫封刀座的旋轉(zhuǎn)半徑也有所區(qū)別,通常為50mm或60mm.橫封刀座上雕刻花紋,以加強(qiáng)包裝袋的密封強(qiáng)度并增加美觀效果?;y式樣依據(jù)所用包裝材料的性質(zhì)、厚度而定,不同的包裝材料使用不同花紋,常用的有橫紋、豎紋或網(wǎng)紋。如表5-1所示。表5-1熱封頭表面花紋與包裝材料的選用花紋組合封頭(1)封頭(2)包裝材料玻璃紙防潮玻璃紙聚乙烯玻璃紙聚乙烯/玻璃紙/聚丙烯聚丙烯(無(wú)延伸)聚丙烯(拉伸)無(wú)延伸聚丙烯/拉伸聚丙烯聚丙烯(低壓)鉛箔涂塑材料注:--最適用--一般用--不用5.2.2封口機(jī)結(jié)構(gòu)YW-L2-2020E立式連續(xù)封口機(jī)具有高速封袋、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)打印、自動(dòng)送袋等功能,并且可以適應(yīng)不同的包裝袋類(lèi)型和尺寸,增加了操作的靈活性和便捷性。圖5-1所示為YW-L2-2020E的外觀結(jié)構(gòu)。YW-L2-2020E是一種橫封式的封口機(jī)。每個(gè)橫封輥上均對(duì)稱(chēng)分布兩只熱封頭,由電熱絲加熱并自動(dòng)進(jìn)行恒溫控制。熱封所需壓力可依靠熱封頭兩側(cè)的壓縮彈簧加以調(diào)節(jié)。圖5.1封口機(jī)外觀圖橫封式封口器是一種常見(jiàn)的包裝設(shè)備,相比其他形式的封口器具有一些顯著的優(yōu)點(diǎn):(1)橫封式封口器具有高效率和高速度的優(yōu)勢(shì)。由于其設(shè)計(jì)原理和工作方式,橫封式封口器可以實(shí)現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的封口操作,尤其適用于大批量的包裝生產(chǎn)。這一特點(diǎn)使得橫封式封口器在現(xiàn)代生產(chǎn)線中得到廣泛應(yīng)用,能夠滿足高效生產(chǎn)的需求。(2)橫封式封口器能夠?qū)崿F(xiàn)密封效果更加可靠和穩(wěn)定。通過(guò)橫向的封口方式,可以確保袋口的密封性能,有效防止包裝袋內(nèi)物品的滲漏和污染,保障產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存或運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品尤為重要,可以有效延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。(3)橫封式封口器具有適用性廣泛的特點(diǎn)。它不僅適用于各種類(lèi)型的包裝袋,如塑料袋、鋁箔袋等,還可以適用于不同材質(zhì)和形狀的袋子,如平口袋、立體袋等。這種通用性使得橫封式封口器在不同行業(yè)和領(lǐng)域都能夠發(fā)揮作用,滿足多樣化的包裝需求。(4)橫封式封口器還具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。相比其他形式的封口器,橫封式封口器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,使用起來(lái)更加方便快捷。同時(shí),其維護(hù)保養(yǎng)也相對(duì)容易,可以降低維護(hù)成本和維修時(shí)間,提高設(shè)備的可用性和穩(wěn)定性。綜上所述,橫封式封口器相比其他形式的封口器具有高效率、可靠性、通用性和便捷性等諸多優(yōu)點(diǎn)。分析結(jié)構(gòu)與工作原理,可歸納出橫封器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求:1)速度同步。橫封過(guò)程中,從橫封頭接觸包裝袋開(kāi)始,到橫封頭完成橫封、切斷,橫封頭的線速度在包裝袋運(yùn)動(dòng)方向上的速度分量和包裝袋的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)該相等;否則,封口部位可能起皺或拉長(zhǎng),甚至出現(xiàn)斷裂或損壞包裝袋等不良現(xiàn)象,既影響封接質(zhì)量,又影響包裝美觀。同時(shí),橫封器沒(méi)旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間,必須與包裝膜走一個(gè)袋長(zhǎng)的時(shí)間以及縱封的時(shí)間等。2)作不等速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)包裝袋較厚時(shí),為達(dá)到兩者的同步運(yùn)動(dòng)要求,務(wù)必保證橫封頭水平線速度始終與包裝袋袋筒的運(yùn)動(dòng)速度接近一致。同時(shí),由于橫封頭處于高溫狀態(tài),為防止包裝材料發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象,要求已橫封切斷的包裝袋快速分離,提高包裝袋的橫封與切斷質(zhì)量。3)可無(wú)級(jí)調(diào)速。當(dāng)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力及袋長(zhǎng)規(guī)格發(fā)生變化時(shí),包裝袋的運(yùn)動(dòng)速度要發(fā)生變化,因此,橫封頭與包裝袋接觸處的線速度也發(fā)生變化。由于橫封頭的回轉(zhuǎn)半徑不能調(diào)整,因此只能無(wú)極調(diào)整橫封頭的回轉(zhuǎn)速度。4)保護(hù)設(shè)置。為防止包裝物料中意外出現(xiàn)的硬性物料損壞橫封頭、切斷刀,橫封器應(yīng)設(shè)計(jì)彈性保護(hù)裝置,以提高橫封器的使用壽命。6總結(jié)和展望6.1總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)已將結(jié)束,回顧這半年來(lái)的辛勤工作,總結(jié)如下:畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一種綜合應(yīng)用,是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過(guò)程,這一過(guò)程有助于培養(yǎng)我的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立工作能力。通過(guò)對(duì)袋裝厚殼貽貝包裝機(jī)的設(shè)計(jì),總結(jié)出在對(duì)本設(shè)計(jì)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題:1)在設(shè)計(jì)時(shí),要考慮包裝機(jī)的每一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與整體的配合,同時(shí)要考慮各個(gè)機(jī)構(gòu)與機(jī)架直接強(qiáng)度關(guān)系,確保滿足強(qiáng)度要求;2)在設(shè)計(jì)帶成型機(jī)構(gòu)時(shí),主要要考慮包裝袋寬度的變化,要能滿足設(shè)計(jì)要求;3)在橫峰切斷裝置中,應(yīng)該考慮橫封處的花紋能滿足要求同事要保證生產(chǎn)率;本次設(shè)計(jì)學(xué)到了很多知識(shí),雖然最終完成了本次設(shè)計(jì)但多少都會(huì)存在問(wèn)題,在本次設(shè)計(jì)中唯一的缺點(diǎn)是缺少計(jì)數(shù)裝置,這將是我在做包裝機(jī)中的一大遺憾。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在許多問(wèn)題,但通過(guò)自己不斷的查閱書(shū)籍和導(dǎo)師的悉心指導(dǎo),最后所有困難都迎刃而解。這對(duì)于培養(yǎng)我們的自學(xué)能力和獨(dú)立工作能力是非常有幫助的。6.2前景展望通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我感到自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力有了很大的提高,并且這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題,是一個(gè)實(shí)際的社會(huì)存在的普遍應(yīng)用的機(jī)器,因此,他有一定的存在價(jià)值,并且包裝機(jī)在現(xiàn)在社會(huì)中應(yīng)用范圍廣。通過(guò)對(duì)此包裝機(jī)的設(shè)計(jì)、在今后的優(yōu)化,我想這將對(duì)解放勞動(dòng)力以及提高生產(chǎn)效率
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